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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für
einen Verbrennungsmotor, und genauer auf eine Steuereinrichtung
für einen Verbrennungsmotor, die den Verbrennungsmotor
durch Einstellen eines Ausgabedrehmomentes als ein Steuerziel steuert.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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In
den letzten Jahren wurde eine sogenannte Drehmomentbasissteuerung
vorgeschlagen, wie etwa eine Technologie, in der ein Motorausgabewellendrehmoment,
das eine physikalische Größe ist, die direkt in einer
Steuerung eines Fahrzeugs agiert, als ein erforderlicher Wert einer
Antriebskraft von einem Fahrer oder jeweiligen Fahrzeugsystemen
(wie etwa automatische Getriebesteuerung, Bremssteuerung und Traktionssteuerung),
die Größe von Luft, die Größe
von Kraftstoff oder Zündzeitsteuerung, die eine gesteuerte
Variable der Motorsteuerung ist, bestimmt wird mit dem Motorausgabewellendrehmoment
als ein gewünschter Wert der Motorausgabe, und auch ein
tatsächliches Ausgabedrehmoment aus der Betriebsbedingung
eines tatsächlichen Motors geschätzt und zu den
jeweiligen Fahrzeugsystemen übertragen wird, um Gemeinschaftssteuerung
zu realisieren, wobei dadurch ein ausgezeichnetes Reiseleistungsverhalten
erhalten wird.
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In
der obigen Steuerung ist es wichtig, ein tatsächliches
Ausgabedrehmoment des Motors genau zu kalkulieren und ein Zielausgabedrehmoment
mit hoher Präzision zu erreichen. Z. B. gibt es ein herkömmliches Beispiel,
in dem ein Motordrehmoment T in einer gewissen Motorgeschwindigkeit
und mit einer Ladeeffizienz (charging efficiency) durch Annäherung
als eine quadratische Funktion der Zündzeitsteuerung IG
geschätzt wird (siehe z. B.
JP 3225068 B ). Genauer wird das Motordrehmoment
T durch die quadratische Funktion des folgenden Ausdrucks (1) mit
einer Zündzeitsteuerung minimalen Vorschubs für
ein bestes Drehmoment (MBT) als eine Spitze angenähert.
In dem folgenden Ausdruck (1) sind A, B und C als eine Abbildung
der Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz vorbestimmt, A, B
und C werden aus der Abbildung gemäß der Betriebsbedingung
des Motors kalkuliert und ein Motordrehmoment wird gemäß dem
folgenden Ausdruck (1) kalkuliert.
(Ausdruck 1)
T = –A·(IG – B)2 + C (1) -
Dann
wird Gemeinschaftssteuerung derart durchgeführt, dass eine
Drosselöffnung durch Rückkopplung so gesteuert
wird, um ein Anforderungsdrehmoment in dem Zeitpunkt einer Verlagerung
des automatische Getriebes zu erreichen, und eine Drehmomentdifferenz
wird in der Zündzeitsteuerung absorbiert.
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Auch
wird in einem anderen Stand der Technik ein Verfahren zum Verbessern
der Steuerbarkeit eines Ausgabedrehmomentes gemäß einer
Anforderung des Fahrers ohne Erhöhung der Zahl von Abbildungen
offenbart (siehe z. B.
JP
2003-301766 A ). Ge nauer werden ein Verlustdrehmoment und
ein ISC-Drehmoment zu einem Fahreranforderungswellendrehmoment addiert,
das von einer Gaspedalöffnung kalkuliert wird, und es wird
ein Drehmoment-zu-Luftgrößenwandlungsprozess durchgeführt,
nachdem eine Zündzeitsteuerungseffizienzkorrektur und eine
gewünschte Korrektur der A/F-Effizienz durchgeführt
sind. Das Merkmal des obigen Standes der Technik besteht darin,
dass der Koeffizient der quadratischen Funktion in der Zündzeitsteuerungseffizienzkorrektur
durch die reduzierte Zahl von Abbildungen kalkuliert wird.
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Da
in dem Verfahren von
JP
3225068 B die Rückkopplungssteuerverstärkung
der Drosselöffnung zum Erreichen des erforderlichen Drehmomentes
konstant gehalten wird, wird jedoch angenommen, dass sich die Reaktion
verschlechtert, wenn das Verfahren während einer Operation
mit Ausnahme eines Falls eingesetzt wird, wo die Drehmomentabsenkung
augenblicklich erforderlich ist, z. B. während das automatische
Getriebe umgeschaltet wird. Aus diesem Grund wird, da das Drosselventil
durch Verwenden der Drosselöffnung gemäß der
Gaspedalbetriebsgröße während der normalen
Operation gesteuert wird, der Aufbau nicht hergestellt, das gewünschte
Ausgabedrehmoment mit einer hohen Präzision in diesem Fall
zu erreichen. Auch beschreibt
JP 2003-301766 A ein Verfahren zum Erreichen
des gewünschten Ausgabedrehmomentes während der
normalen Operation, beschreibt aber nicht ein Zündungsverzögerungsverarbeitungsverfahren,
wenn die Drehmomentabsenkung augenblicklich erforderlich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unternommen, um die obigen Probleme
zu lösen, und es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor
vorzusehen, die fähig ist zum Schätzen eines Motordreh momentes
mit hoher Präzision durch eine reduzierte Zahl von Steuerabbildungen,
Kalkulieren der motorgesteuerten Variable zum Realisieren des gewünschten
Drehmomentes und leichten Bewältigen der augenblicklichen
Drehmomentabsenkung.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für
einen Verbrennungsmotor, enthaltend: ein Drosselöffnungssteuermittel
zum Steuern einer Öffnung einer Drossel, die in einem Ansaugdurchgang
des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um eine Öffnungsfläche
des Ansaugdurchgangs zu ändern, sodass ein Ansaugluftstrom
variabel gesteuert wird; ein Fahreranforderungsausgabekalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Anforderungsausgabe eines Fahrers mit Bezug
auf ein Fahrzeug basierend auf einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors,
einer Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Gaspedaloperation
des Fahrers; ein erstes Zielausgabedrehmoment-Kalkulationsmittel
zum Kalkulieren eines ersten Zielausgabedrehmomentes, das durch
den Verbrennungsmotor zu generieren ist basierend auf einer Anforderungsausgabe
des Fahrers; ein erstes Zielzündzeitsteuerungskalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Basiszielzündzeitsteuerung basierend
auf der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, um eine erste
Zielzündzeitsteuerung zu kalkulieren, die erhalten wird
durch Unterziehen der Basiszielzündzeitsteuerung mindestens
einer von einer Korrektur, die eine Temperatur des Verbrennungsmotors
und eine Ansauglufttemperatur verwendet, einer Verzögerungskorrektur
zum frühen Aktivieren eines Katalysators und einer Verzögerungskorrektur, die
Klopfsteuerung verwendet; ein erstes Kalkulationsmittel eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes zum Kalkulieren eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes des Verbrennungsmotors basierend auf einer Motorgeschwindigkeit,
tatsächlichen Ladeeffizienz und einer ersten Zielzündzeitsteuerung;
ein Wandlungseffizienz-Kalkulationsmittel zum Kalkulieren eines
Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten, der ein Verhältnis
der Lade effizienz und des tatsächlichen Ausgabedrehmomentes
ist, basierend auf der Ladeeffizienz und dem tatsächlichen
Ausgabedrehmoment; ein Zielladeeffizienz-Kalkulationsmittel zum
Kalkulieren einer Zielladeeffizienz basierend auf dem ersten Zielausgabedrehmoment
und dem Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten; und ein
Zielansaugluftvolumen-Kalkulationsmittel zum Kalkulieren eines Zielansaugluftvolumens,
das durch den Verbrennungsmotor anzusaugen ist, basierend auf der
Zielladeeffizienz, worin die Drosselöffnung durch das Drosselöffnungssteuermittel
so gesteuert wird, dass das Zielansaugluftvolumen, das durch das
Zielansaugluftvolumen-Kalkulationsmittel kalkuliert wird, realisiert
wird.
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Die
Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der
vorliegenden Erfindung enthält: ein Drosselöffnungssteuermittel
zum Steuern einer Öffnung einer Drossel, die in einem Ansaugdurchgang
des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um eine Öffnungsfläche
des Ansaugdurchgangs zu ändern, sodass ein Ansaugluftstrom
variabel gesteuert wird; ein Fahreranforderungsausgabe-Kalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Anforderungsausgabe eines Fahrers mit Bezug
auf ein Fahrzeug basierend auf einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors,
einer Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Gaspedaloperation
des Fahrers; ein erstes Zielausgabedrehmoment-Kalkulationsmittel
zum Kalkulieren eines ersten Zielausgabedrehmomentes, das durch
den Verbrennungsmotor zu generieren ist, basierend auf der Anforderungsausgabe
des Fahrers; ein erstes Zielzündzeitsteuerungskalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Basiszielzündzeitsteuerung basierend
auf der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, um eine erste
Zielzündzeitsteuerung zu kalkulieren, die erhalten wird
durch Unterziehen der Basiszielzündzeitsteuerung mindestens
einer von einer Korrektur, die eine Temperatur des Verbrennungsmotors
und eine Ansauglufttemperatur verwendet, einer Verzögerungskorrektur
zum frühen Aktivieren eines Katalysators und einer Verzögerungskorrektur,
die Klopfsteuerung verwendet; ein erstes Kalkulationsmittel eines
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes zum Kalkulieren eines
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes des Verbrennungsmotors
basierend auf einer Motorgeschwindigkeit, tatsächlichen
Ladeeffizienz und einer ersten Zielzündzeitsteuerung; ein
Wandlungseffizienz-Kalkulationsmittel zum Kalkulieren eines Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten,
der ein Verhältnis der Ladeeffizienz und des tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes ist, basierend auf der Ladeeffizienz und dem
tatsächlichen Ausgabedrehmoment; ein Zielladeeffizienz-Kalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Zielladeeffizienz basierend auf dem ersten
Zielausgabedrehmoment und dem Belastungseffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten;
und ein Zielansaugluftvolumen-Kalkulationsmittel zum Kalkulieren
eines Zielansaugluftvolumens, das durch den Verbrennungsmotor anzusaugen
ist, basierend auf der Zielladeeffizienz, und die Drosselöffnung
gesteuert wird durch das Drosselöffnungssteuermittel, sodass
das Zielansaugluftvolumen, das durch das Zielansaugluftvolumen-Kalkulationsmittel
kalkuliert wird, realisiert wird. Mit der obigen Konfiguration ist
es möglich, ein Motordrehmoment durch die reduzierte Zahl
von Steuerabbildungen mit hoher Präzision zu schätzen,
eine motorgesteuerte Variable zum Realisieren eines Zieldrehmomentes
zu kalkulieren und die augenblickliche Drehmomentabsenkung einfach
zu bewältigen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
ein Strukturdiagramm, das einen Motor gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch
zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Steuereinrichtung für einen
Motor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Blockdiagramm, das einen Überblick von Drehmomentgrundsteuerung
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Drehmomentsteuereinheit gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Drehmoment-I/F-Einheit gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Motordrehmoment
und einer Zündzeitsteuerung gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das eine Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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9A ist
ein Diagramm, das ein Verhalten des Motors gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9B ist
ein Diagramm, das das Verhalten des Motors gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9C ist
ein Diagramm, das das Verhalten des Motors gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine EGR- und eine VVT-Korrektureinheit gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Hierin
nachstehend wird eine Beschreibung einer Steuereinrichtung für
einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen gegeben. 1 und 2 sind
Strukturdiagramme, die einen Motor und eine Motorsteuereinheit gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch
zeigen.
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In 1 und 2 bezeichnet
Bezugszeichen 1 einen Motor (Verbrennungsmotor), Bezugszeichen 2 bezeichnet
ein Drosselventil eines elektronisch gesteuerten Typs, Bezugszeichen 3 bezeichnet
einen Drosselöffnungssensor, Bezugszeichen 4 bezeichnet
einen Luftstromsensor, Bezugszeichen 5 bezeichnet einen
Ausgleichstank, Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Ansaugverteiler-Drucksensor,
Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Abgasrückführungsventil
(EGR-Ventil), Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Einspritzungsventil
(Injektor), Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Zündspule,
Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Zündkerze und
Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Kurbelwinkelsensor. Auch
bezeichnet in 2 Bezugszeichen 12 einen
Gaspedalöffnungssensor und Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine ECU. Die Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor
ist auch mit verschiedenen Sensoren, verschiedenen Stellgliedern
und anderen Steuervorrichtungen ausgerüstet, wie in 2 gezeigt.
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In
der Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
wie in 1 gezeigt, das Drosselventil vom elektronisch
gesteuerten Typ 2, das elektronisch gesteuert wird, um
so einen Ansaugluftstrom abzustimmen, stromaufwärts eines
Ansaugsystems des Motors 1 angeordnet. Das Drosselventil
vom elektronisch gesteuerten Typ 2 steuert eine Öffnung
einer Drossel, um eine Öffnungsfläche des Ansaugdurchgangs
zu ändern, wobei dadurch variable Steuerung des Ansaugluftstroms
durchgeführt wird. Der Drosselöffnungssensor 3 ist
angeordnet, um die Öffnung des Drosselventils vom elektronisch
gesteuerten Typ 2 zu messen. Auch ist der Luftstromsensor 4,
der den Ansaugluftstrom misst, stromaufwärts des Drosselventils
vom elektronisch gesteuerten Typ 2 angeordnet. Der Ansaugverteiler-Drucksensor 6,
der einen Druck innerhalb des Ausgleichstanks 5 misst,
ist auf der Seite des Motors 1 stromabwärts des
Drosselventils vom elektronisch gesteuerten Typ 2 angeordnet.
Es wird vermerkt, dass sowohl der Luftstromsensor 4 als
auch der Ansaugverteiler-Drucksensor 6 angeordnet sein
kann, oder ein beliebiger davon angeordnet sein kann. Ferner ist
der Ausgleichstank 5 mit dem elektronisch gesteuerten EGR-Ventil 7 verbunden,
und das Einspritzungsventil 8, das einen Kraftstoff einspritzt,
ist in dem Ansaugdurchgang stromabwärts des Ausgleichstanks 5 angeordnet.
Das Einspritzungsventil 8 ist so angeordnet, um den Kraftstoff
direkt in einen Zylinder des Motors 1 einzuspritzen. Auch
ist der Motor 1 mit der Zündspule 9 und
der Zündkerze 10 zum Zünden eines gemischten
Gases innerhalb des Zylinders des Motors 1, und dem Kurbelwinkelsensor 11 zum
Erfassen der Flanke einer Platte, die sich an einer Kurbelwelle
befindet, um die Motorgeschwindigkeit und den Kurbelwinkel zu erfassen,
ausgerüstet.
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Bezug
nehmend auf 2 wird zu der elektronisch gesteuerten
Einheit (hierin nachstehend als "ECU" bezeichnet) 13 der
Ansaugluftstrom, der durch den Luftstromsensor 4 gemessen wurde,
der Ansaugverteilerdruck, der durch den Ansaugverteiler-Drucksensor 6 gemessen
wurde, die Öffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils 2,
die durch den Drosselöffnungssensor 3 gemessen
wurde, und ein Impuls, der von dem Kurbelwinkelsensor 11 ausgegeben
wird und synchron mit der Flanke der Platte ist, mit der die Kurbelwelle ausgerüstet
ist, eingegeben. Auch werden zu der ECU 13 gemessene Werte
von dem Gaspedalöffnungssensor 12 und anderen
verschiedenen Sensoren außer den obigen Sensoren eingegeben.
Ferner werden Drehmomentanforderungswerte zu der ECU 13 von
anderen Steuervorrichtungen (z. B. Steuersystemen, wie etwa automatischer
Getriebesteuerung, Bremssteuerung oder Traktionssteuerung) eingegeben.
Die ECU 13 kalkuliert ein tatsächliches Drehmoment
gemäß den verschiedenen eingegebenen Daten durch
ein Verfahren, das später beschrieben wird. Auch setzt
die ECU 13 ein Zieldrehmoment basierend auf der Gaspedalöffnung,
der Betriebsbedingung des Motors ebenso wie den Drehmomentanforderungswerten
von anderen Steuervorrichtungen. Die ECU 13 kalkuliert
den Zielansaugluftstrom und die Zielzündzeitsteuerung,
um so das eingestellte Zieldrehmoment durch ein Verfahren zu erreichen,
das später beschrieben wird. Die ECU 13 steuert
das elektronisch gesteuerte Drosselventil 2, um so den
Zielansaugluftstrom zu erreichen, und erregt die Zündspule 9, um
so die Zielzündzeitsteuerung zu erreichen. Auch steuert
die ECU 13 die Öffnung des elektronisch gesteuerten
EGR-Ventils 7 gemäß der Betriebsbedingung,
und steuert das Einspritzungsventil 8 so an, um ein Zielluftkraftstoffverhältnis
zu erreichen. Ferner kalkuliert die ECU 13 einen Instruktionswert
zu verschiedenen Stellgliedern außer den obigen Elementen.
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Nun
wird eine Beschreibung der Zusammenfassung der Drehmomentgrundsteuerung,
die innerhalb der ECU 13 durchgeführt wird, mit
Bezug auf 3 gegeben. 3 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der gesamten
Drehmo mentgrundsteuerung zeigt. Wie in 3 gezeigt,
enthält die ECU 13 eine Drehmomentsteuereinheit 14,
eine Drehmoment-I/F-Einheit (Drehmomentschnittstelleneinheit) 15 und
eine Motorsteuereinheit 16. Die Drehmomentsteuereinheit 14 kalkuliert
das Zieldrehmoment basierend auf der Gaspedalöffnung oder
der Drehmomentanforderung von der anderen Steuervorrichtung, und
sendet das kalkulierte Zieldrehmoment zu der Drehmoment-I/F-Einheit 15.
Die Drehmoment-I/F-Einheit 15 implementiert die gegenseitige
Wandlung von Drehmoment und Ladeeffizienz und die gegenseitige Wandlung
des Drehmomentes und der Zündzeitsteuerung, um ein tatsächliches
Ausgabedrehmoment zu kalkulieren. Die Drehmoment-I/F-Einheit 15 kalkuliert
auch eine Zielladeeffizienz und Zielzündzeitsteuerung.
Das kalkulierte tatsächliche Ausgabedrehmoment wird zu
der Drehmomentsteuereinheit 14 gesendet, und die Zielladeeffizienz
und die Zielzündzeitsteuerung werden zu der Motorsteuereinheit 16 gesendet.
Wie in 3 gezeigt, enthält die Motorsteuereinheit 16 eine
Ansaugvolumensteuereinheit, eine Kraftstoffsteuereinheit, eine Zündzeitsteuerungssteuereinheit
und andere Steuereinheiten. Die Ansaugvolumensteuereinheit der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert
ein Zielzylinderansaugvolumen basierend auf der Zielladeeffizienz,
und kalkuliert auch ein Zielansaugluftvolumen, das durch den Motor 1 anzusaugen
ist. Die Ansaugvolumensteuereinheit führt eine Rückkopplungssteuerung
in dem elektronisch gesteuerten Drosselventil 2 mit der
Hilfe des Luftstromsensors 4 und des Ansaugverteiler-Drucksensors 6 durch,
um so das Zielansaugluftvolumen mit hoher Präzision zu
erreichen. Auch schätzt die Ansaugvolumensteuereinheit
der Motorsteuereinheit 16 ein Zylinderansaugvolumen basierend
auf dem Ansaugvolumen, das durch den Luftstromsensor 4 erfasst
wurde, um die Ladeeffizienz zu kalkulieren. Die Kraftstoffsteuereinheit
der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert eine Kraftstoffeinspritzungsgröße
zum Erreichen des Zielluftkraftstoffverhältnisses basierend
auf der Ladeeffizienz, die durch die Ansaugvolumensteuereinheit kalkuliert
wurde, und steuert das Einspritzungsventil 8 an. Die Einspritzungszeitsteuerungssteuereinheit
der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert eine Basiszielzündzeitsteuerung
basierend auf der Ladeeffizienz, die durch die Ansaugvolumensteuereinheit
kalkuliert wurde, und sendet dann die kalkulierte Basiszielzündzeitsteuerung
zu der Drehmoment-I/F-Einheit 15. Nach Kalkulation einer
Endzielzündzeitsteuerung in der Drehmoment-I/F-Einheit 15 sendet
die Drehmoment-I/F-Einheit 15 erneut die kalkulierte Endzielzündzeitsteuerung
zu der Zündzeitsteuerungssteuereinheit der Motorsteuereinheit 16,
wobei dadurch die Zündspule 9 erregt wird. Die
Motorsteuereinheit 16 führt eine Steuerung der
EGR-Ventilöffnung ebenso wie eine Verarbeitung, wie etwa
OBD oder Kommunikation, zusätzlich zu der obigen Operation
durch. Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, auf
eine Anforderung, die von einem Fahrer ausgegeben wird, und eine
Drehmomentanforderung von den anderen Steuereinheiten mit hoher
Präzision zu reagieren.
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Nun
wird eine detailliertere Beschreibung der Drehmomentsteuereinheit 14 mit
Bezug auf 4 gegeben.
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4 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration der Drehmomentsteuereinheit 14 zeigt.
Die Drehmomentsteuereinheit 14 enthält eine Fahreranforderungsausgabe-Kalkulationseinheit 101,
eine ISC-Anforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 102,
eine Fahrzeuganforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 103, eine
erste Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 105 und
eine zweite Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106.
Die Fahreranforderungsausgabe-Kalkulationseinheit 101 kalkuliert
die Anforderungsausgabe des Fahrers mit Bezug auf das Fahrzeug basierend
auf einer Betriebsbedingung des Motors 1, einer Reisegeschwindigkeit
des Fahrzeugs und einer Beschleunigungsoperation des Fahrers. Die
ISC-Anforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 102 kalkuliert
ein ISC-Anforderungsdrehmoment basierend auf einer Motorgeschwindigkeit,
einer Motor wassertemperatur, Schalterinformation einer Motorhilfsmaschinenlast
oder dergleichen. Die Fahrzeuganforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 103 kalkuliert
eine Anforderungsausgabe einer Fahrzeugseite, die eine Änderung
augenblicklich erfordert basierend auf der Drehmomentanforderung
von der Fahrzeugseite, wie etwa einer Bremspedalöffnung,
einer Differenz in der Geschwindigkeit der jeweiligen Räder,
einem Übersetzungsverhältniswechsel eines Getriebes
oder einer Änderung in der Leistungserzeugung eines Wechselstromgenerators,
und einem dritten tatsächlichen Ausgabedrehmoment entsprechend
einem Drehmoment, das durch den Motor 1 tatsächlich
ausgegeben wird. Die erste Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 105 kalkuliert
ein erstes Zielausgabedrehmoment, das durch den Motor 1 zu
generieren ist, basierend auf der Anforderungsausgabe des Fahrers.
Die zweite Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106 kalkuliert
ein zweites Zielausgabedrehmoment, das durch den Motor zu generieren
ist, basierend auf der Anforderungsausgabe der Fahrzeugseite. In 4 werden
bezüglich der Konfiguration der Drehmoment-I/F-Einheit
15 oder dergleichen nur Teile gezeigt, die für eine Beschreibung
der Drehmomentsteuereinheit 14 notwendig sind.
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In
der obigen Konfiguration kalkuliert in der Drehmomentsteuereinheit 14 die
Fahreranforderungsausgabekalkulationseinheit 101 die Anforderungsausgabe
(hierin nachstehend als "Fahreranforderungsdrehmoment" bezeichnet)
mit Bezug auf das Fahrzeug des Fahrers basierend auf der Gaspedalöffnung
(d. h. einer Gaspedaloperation des Fahrers), die durch den Gaspedalöffnungssensor 12 gemessen
wurde, der Betriebsbedingung des Motors, wie etwa der Motorgeschwindigkeit,
und/oder der Reisebedingung des Fahrzeugs, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Dann kalkuliert die ISC-Anforderungsdrehmomentkalkulationseinheit 102 das
ISC-Anforderungsdrehmoment basierend auf der Motorgeschwindigkeit,
der Motorwassertemperatur, der Schalterinformation der Motorhilfsmaschinenlast
oder derglei chen. Das ISC-Anforderungsdrehmoment enthält einen
Reibungsverlust des Motors, einen Pumpverlust und ein Motorhilfsmaschinenlastdrehmoment,
die erforderlich sind, um die ISC-Zielmotorgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Die Fahrzeuganforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 103 kalkuliert
das Fahrzeuganforderungsdrehmoment basierend auf der Drehmomentanforderung
von den anderen Steuervorrichtungen, wie etwa der Bremssteuerung,
der Stabilitätssteuerung oder der automatischen Getriebesteuerung,
und einem dritten tatsächlichen Ausgabedrehmoment entsprechend
einem Drehmoment, das durch den Motor 1 tatsächlich
ausgegeben wird, das durch eine dritte Kalkulationseinheit eines
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 116 kalkuliert
wird, die in der Drehmoment-I/F-Einheit 15 angeordnet ist,
die später beschrieben wird. In dem Fall, wo sich die Drehmomentanforderungen
von einer Vielzahl von Steuervorrichtungen überlappen,
implementiert die Drehmomentsteuereinheit 14 auch eine
Drehmomentschlichtung, die die Drehmomentanforderung priorisiert,
die in der Sicherstellung von Sicherheit wichtiger ist, wie etwa
die Bremssteuerung, um das Fahrzeuganforderungsdrehmoment zu kalkulieren.
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Auch
kalkuliert die erste Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 105,
als das erste Zielausgabedrehmoment, das Drehmoment, das gesteuert
wird durch das Ansaugvolumen von dem Anforderungsdrehmoment, das
durch die Fahreranforderungsausgabekalkulationseinheit 101 kalkuliert
wurde, und dem Anforderungsdrehmoment, das durch die ISC-Anforderungsdrehmomentkalkulationseinheit 102 kalkuliert
wurde. Die zweite Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106 kalkuliert,
als das zweite Zielausgabedrehmoment, das Drehmoment, das gesteuert
wird durch die Zündzeitsteuerung von dem Anforderungsdrehmoment,
das durch die Fahrzeuganforderungsdrehmoment-Kalkulationseinheit 103 kalkuliert
wurde, und dem Anforderungsdrehmoment, das durch die ISC-Anforderungsdrehmomentkalkulationseinheit 102 kalkuliert
wurde. Das zweite Zielausgabedrehmo ment ist ein Anforderungsdrehmoment,
das eine Drehmomentänderung augenblicklich erfordert, wie
etwa das Fahrzeuganforderungsdrehmoment oder das Motorhilfsmaschinenlastdrehmoment.
Im Gegensatz dazu ist das erste Zielausgabedrehmoment ein Anforderungsdrehmoment,
das in einer Änderungsbreite des Drehmomentes groß ist,
wie etwa das Fahreranforderungsdrehmoment oder das Reibungsdrehmoment
des Motors, oder ein Anforderungsdrehmoment, das kein Problem verursacht,
selbst wenn eine Rate einer Änderung gering ist. Auch überwachen
das erste Zielausgabedrehmoment und das zweite Zielausgabedrehmoment
einander, und setzen Drehmomentgrenzen, um so nicht eine rasche
Drehmomentänderung durchzuführen, die gleich oder
höher einem Bezugswert ist. In dem Fall, wo es keine Drehmomentanforderung
von der Fahrzeugseite gibt, wird das zweite Zielausgabedrehmoment
auf einen Wert des ersten Zielausgabedrehmomentes gesetzt. Alternativ
kann ein gegebener Wert, wie etwa null oder ein maximaler Drehmomentwert,
gesetzt werden.
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Nun
wird die Drehmoment-I/F-Einheit 15 mit Bezug auf 5 detaillierter
beschrieben.
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5 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration der Drehmoment-I/F-Einheit 15 zeigt.
Die Drehmoment-I/F-Einheit 15 enthält eine erste
Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104, eine
Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizient-Kalkulationseinheit 107,
eine Zielladeeffizienz-Kalkulationseinheit 108, eine zweite
Zielzündzeitsteuerungs-Kalkulationseinheit 109,
eine zweite Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114,
eine erste Zielausgabedrehmomentkorrektur-Kalkulationseinheit 115 und
die dritte Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 116.
In 5 werden bezüglich der Konfigurationen
der Drehmomentsteuereinheit 14 und der Motorsteuereinheit 16 und
dergleichen nur Teile gezeigt, die für eine Beschreibung
der Drehmoment-I/F-Einheit 15 notwendig sind. Eine Zieldrosselöffnungskalkulationseinheit 110 und
eine Kalkulationseinheit einer tatsächlichen Ladeeffizienz 111 sind
innerhalb der Ansaugvolumensteuereinheit der Motorsteuereinheit 16 angeordnet.
Auch sind eine erste Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 und
eine Endzielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 113 innerhalb
der Zündzeitsteuerungssteuereinheit der Motorsteuereinheit 16 angeordnet.
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In
der obigen Konfiguration kalkuliert in der Drehmoment-I/F-Einheit 15 die
erste Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes
zuerst das erste tatsächliche Ausgabedrehmoment durch Verwenden
der tatsächlichen Ladeeffizienz, die durch die Kalkulationseinheit
einer tatsächlichen Ladeeffizienz 111 innerhalb
der Ansaugvolumensteuereinheit der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert
wird, der ersten Zündzeitsteuerung, die durch die erste
Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 der
Zündzeitsteuerungssteuereinheit der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert
wird, und der Motorgeschwindigkeit. Ein Verfahren zum Kalkulieren des
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes wird später
beschrieben.
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Als
Nächstes kalkuliert die Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizient-Kalkulationseinheit 107 einen
Ladeeffizienzzu-Drehmomentwandlungskoeffizienten EcTrq, der ein
Verhältnis des ersten tatsächlichen Ausgabedrehmomentes,
das durch die erste Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 104 kalkuliert wurde, und der tatsächlichen
Ladeeffizienz, die durch die Kalkulationseinheit einer tatsächlichen
Ladeeffizienz 111 innerhalb der Ansaugvolumensteuereinheit
der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert wurde, ist. Dann implementiert
die Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizient-Kalkulationseinheit 107 einen
Filterprozess zum Glätten durch den folgenden Ausdruck
(2). Eine Filterkonstante K, die in dem Filterprozess verwendet
wird, wird zwischen einer Leerlaufoperation und einer Weg-von-Leerlaufoperation
umgeschal tet, wobei es dadurch möglich gemacht wird, sowohl
die Stabilität während des Leerlaufens als auch die
Reaktion während Weg-von-Leerlaufens zu erhalten.
(Ausdruck
2)EcTrgF(n) = K·EcTrgF(n – 1)
+ (1 – K)·EcTrq(n) (2)
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Der
Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizient ist ein Koeffizient,
der mit einer thermischen Effizienz in den Betriebsbedingungen in
dem vorliegenden Zeitpunkt korreliert, und im wesentlichen ein konstanter
Wert über den ganzen Bereich außer eines Falls
wird, in dem die Zündzeitsteuerung zu der Verzögerungsseite
extrem eingestellt ist.
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Die
Zielladeeffizienz-Kalkulationseinheit 108 kalkuliert die
Zielladeeffizienz basierend auf der Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungseffizienz
und dem ersten Zielausgabedrehmoment. Wie oben beschrieben, ermöglicht
die Verwendung der Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungseffizienz,
dass die Zielladeeffizienz durch eine äußerst
einfache Kalkulation kalkuliert wird. In der Motorsteuereinheit 16 kalkuliert
die Zieldrosselöffnungskalkulationseinheit 110 ein
Ziel-In-Zylinderluftvolumen basierend auf der Zielladeeffizienz
und der Motorgeschwindigkeit (Zielmotorgeschwindigkeit während
Leerlaufens). Die Zieldrosselöffnungskalkulationseinheit 110 kalkuliert
auch ein Zielansaugluftvolumen, das ein Luftvolumen ist, das durch
den Motor anzusaugen ist, basierend auf dem Ziel-In-Zylinderluftvolumen.
Als ein Ergebnis kalkuliert die Zieldrosselöffnungskalkulationseinheit 110 die
Zieldrosselöffnung, die erlaubt, dass das Zielansaugluftvolumen
mit hoher Präzision erreicht wird, und steuert das elektronisch
gesteuerte Drosselventil 2 tatsächlich an. Als
ein Ergebnis simuliert die Kalkulationseinheit einer tatsächlichen
Ladeeffizienz 111 eine Ladeverzögerung eines Ausgleichstanks
durch einen primä ren Filterprozess oder dergleichen, um
die tatsächliche Ladeeffizienz basierend auf dem Erfassungsergebnis
in dem Luftstromsensor 4 oder dem Ansaugverteiler-Drucksensor 6 zu
kalkulieren. Mit der Verwendung der tatsächlichen Ladeeffizienz
kalkuliert die erste Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 eine
Basiszielzündzeitsteuerung basierend auf der Betriebsbedingung
des Motors. Dann unterzieht die erste Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 die
Basiszielzündzeitsteuerung mindestens einer der Korrektur, die
durchgeführt wird unter Verwendung der Motorwassertemperatur
und/oder der Ansauglufttemperatur, der Verzögerungskorrektur
in dem Fall, wo ein Katalysator früh aktiviert wird, und/oder
der Verzögerungskorrektur, die durch die Klopfsteuerung
durchgeführt wird, um so die erste Zielzündzeitsteuerung
zu kalkulieren. Danach kehrt die Verarbeitung erneut zu der Verarbeitung
in der ersten Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 zurück,
und die obigen Kalkulationen werden wiederholt ausgeführt.
Mit der obigen Konfiguration können das erste Zielausgabedrehmoment
und das erste tatsächliche Ausgabedrehmoment während
der stetigen Operation einander identisch gemacht werden, und ein
tatsächliches Motorverhalten ist, wie in 9A gezeigt.
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Wenn
die zweite Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106 die
Drehmomentanforderung von der Fahrzeugseite empfängt und
das zweite Zielausgabedrehmoment kalkuliert, kalkuliert die zweite Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 109 auch
eine zweite Zielzündzeitsteuerung basierend auf dem zweiten
Zielausgabedrehmoment, der Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz.
Ein zweites Zielzündzeitsteuerungskalkulationsverfahren
wird später beschrieben. Die Endzielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 113 wählt
die zweite Zielzündzeitsteuerung von der ersten Zielzündzeitsteuerung,
die durch die erste Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 kalkuliert
wurde, und der zweiten Zielzündzeitsteuerung, die durch die
zweite Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 109 kalkuliert
wurde, in dem Fall, wo das zweite Zielausgabedrehmoment kleiner
als das erste Zielausgabedrehmoment ist, oder in dem Fall, wo das
zweite Zielausgabedrehmoment größer als das erste
Zielausgabedrehmoment ist und als eine Betriebsbedingung bestimmt
wird, in der Funkenvorschub möglich ist. In anderen Fällen
wählt die Endzielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 113 die
erste Zielzündzeitsteuerung, um die Endzielzündzeitsteuerung
zu bestimmen. Auf diese Weise wird die Drosselöffnung gesteuert
basierend auf dem Zielansaugluftvolumen, das kalkuliert wurde basierend
auf dem ersten Zieldrehmoment und der ersten Zielzündzeitsteuerung,
während die Zündzeitsteuerungssteuerung durch
die so bestimmte Endzielzündzeitsteuerung durchgeführt
wird. In diesem Fall ist das tatsächliche Motorverhalten,
wie in 9B gezeigt.
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Die
zweite Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114 begrenzt
die zweite Zielzündzeitsteuerung durch den Verzögerungsseitengrenzwert,
wenn die zweite Zielzündzeitsteuerung der Verzögerungsseite
näher ist als der Verzögerungsseitengrenzwert
der Zündzeitsteuerung. Die zweite Kalkulationseinheit eines
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114 kalkuliert
das zweite tatsächliche Ausgabedrehmoment basierend auf
mindestens der Motorgeschwindigkeit, der zweiten Zielzündzeitsteuerung,
die durch die zweite Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 109 kalkuliert
wurde, und der tatsächlichen Ladeeffizienz, die durch die
Kalkulationseinheit einer tatsächlichen Ladeeffizienz 111 kalkuliert
wurde. Das zweite Kalkulationsverfahren eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes in der zweiten Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114 ist
das gleiche wie das erste Kalkulationsverfahren eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes in der ersten Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 104. Anschließend kalkuliert
die erste Zielausgabedrehmomentkorrektur-Kalkulationseinheit 115 eine
erste Zielausgabedrehmomentkorrekturgröße basierend
auf einer Differenz zwischen dem zweiten Zielausgabedrehmoment und dem
zweiten tatsächlichen Ausgabedrehmoment. Mit der obigen
Korrektur wird bestimmt, dass das zweite Zielausgabedrehmoment nicht
erreicht werden kann nur durch die Zündungsverzögerung,
wenn das zweite tatsächliche Ausgabedrehmoment, das in
einem Zeitpunkt kalkuliert wurde, wenn das zweite Zielausgabedrehmoment
kalkuliert wird, größer als das zweite Zielausgabedrehmoment
ist, und das erste Zielausgabedrehmoment wird korrigiert, um auch
das Ansaugvolumen zum Erreichen des zweiten Zielausgabedrehmomentes
zu steuern. Einer Differenz zwischen dem zweiten tatsächlichen
Ausgabedrehmoment und dem zweiten Zielausgabedrehmoment wird ferner
eine gegebene Größe hinzugefügt, oder
wird mit einem gegebenen Koeffizienten multipliziert, um die erste
Zielausgabedrehmomentkorrekturgröße zu kalkulieren,
die in der Verarbeitung der ersten Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 105 widergespiegelt
wird. Die erste Zielausgabedrehmomentkorrekturgröße
wird während der Zündungsverzögerung
beibehalten, die durch das zweite Zielausgabedrehmoment durchgeführt
wird. Sogar während der Verzögerungssteuerung,
die durch das zweite Zielausgabedrehmoment durchgeführt
wird, wird die Ansaugvolumensteuerung gemäß dem
ersten Zielausgabedrehmoment durchgeführt. Mit der obigen
Konfiguration können das zweite Zielausgabedrehmoment und
das zweite tatsächliche Ausgabedrehmoment zueinander identisch
gemacht werden, und das tatsächliche Motorverhalten ist,
wie in 9C gezeigt. Die dritte Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 116 kalkuliert
das Fahrzeuganforderungsdrehmoment basierend auf dem dritten tatsächlichen
Ausgabedrehmoment entsprechend einem Drehmoment, das durch den Motor
tatsächlich ausgegeben wird. Ein drittes Kalkulationsverfahren
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes der dritten Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 116 ist
das gleiche wie das erste Kalkulationsverfahren eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes der ersten Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 104.
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Als
Nächstes wird eine detailliertere Beschreibung des Kalkulationsverfahrens
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes der ersten Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 (und der
zweiten und dritten Kalkulationseinheiten eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 114 und 116), und des zweiten
Zielzündzeitsteuerungskalkulationsverfahrens der zweiten
Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 109 mit
Bezug auf 6 bis 8 gegeben.
Da das Kalkulationsverfahren in der ersten Kalkulationseinheit eines
tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 mit den
Kalkulationsverfahren in den zweiten und dritten Kalkulationseinheiten
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114 und 116 identisch
ist, wie oben beschrieben, wird in der folgenden Beschreibung die
erste Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 beispielhaft
dargestellt.
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6 ist
ein konzeptionelles Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem tatsächlichen
Ausgabedrehmoment und der Zündzeitsteuerung zeigt, und 7 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration der ersten Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 zeigt. 6 zeigt
einen Fall, in dem ein Motordrehmoment (mittlerer effektiver Druck,
der in der Figur gezeigt wird) y und eine Zündzeitsteuerung
x, wo die Funkenvorschubseite mit Bezug auf einen oberen Totpunkt
TDC (top dead center) positiv ist, durch eine quadratische Funktion
in den Betriebsbedingungen einer gewissen Motorgeschwindigkeit und
Ladeeffizienz angenähert sind, und jene Beziehungen werden
durch den folgenden Ausdruck (3) dargestellt.
(Ausdruck 3) y = ax2 + bx + c (3)
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In
diesem Beispiel ist die quadratische Funktion immer nach oben konvex,
sodass a ein negativer Wert ist. Wenn a, b und c in einer Abbildung
gegeben sind, ist es in dieser Situation möglich, das Motordrehmoment entsprechend
der Zündzeitsteuerung zu kalkulieren. Wenn das Motordrehmoment
(grundlegendes (Basis-)tatsächliches Drehmoment) ya in
dem Fall, wo der Motor arbeitet, wenn die Zündzeitsteuerung
der Basiszündzeitsteuerungsabbildungswert xa ist, abgebildet
wird, kann c durch den folgenden Ausdruck (4) kalkuliert werden.
Als ein Ergebnis ist es unnötig, c abzubilden.
(Ausdruck
4) Ya = axa 2 + bxa + c
∴c
= ya – (axa 2 + bxa) (3)
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Die
erste Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104,
die in 17 gezeigt wird, wird basierend
auf der obigen Konfiguration beschrieben. Eine Kalkulationseinheit
eines grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes 201 kalkuliert
das grundlegende tatsächliche Drehmoment ya basierend auf
der tatsächlichen Ladeeffizienz, die durch die Kalkulationseinheit
einer tatsächlichen Ladeeffizienz 111 kalkuliert wurde,
und der Motorgeschwindigkeit (Zielmotorgeschwindigkeit während
Leerlaufens), die getrennt kalkuliert wurde. Gleichermaßen
kalkulieren eine Koeffizient-a-Abbildungskalkulationseinheit 202 und
eine Koeffizient-b-Abbildungskalkulationseinheit 203 Koeffizienten
a und b. Dann kalkuliert eine Koeffizient-c-Kalkulationseinheit 204 einen
Koeffizienten c basierend auf der Basiszündzeitsteuerung
xa, die durch die erste Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 112 kalkuliert
wird, und dem grundlegenden tatsächlichen Drehmoment ya
gemäß dem obigen Ausdruck (4). Eine Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 205 kalkuliert
ein tatsächliches Ausgabedrehmoment y1 basierend auf den
Koeffizienten a, b und c, die kalkuliert wurden, und einer ersten
Zielzündzeitsteuerung x1, die eine tatsächliche
Zündzeitsteuerung ist nach Ausdruck (3).
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Wenn
die zweite Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 114 das
zweite tatsächliche Ausgabedrehmoment kalkuliert, kalkuliert
die Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 205 ein
zweites tatsächliches Ausgabedrehmoment y2 basierend auf
den Koeffizienten a, b und c und einer zweiten Zielzündzeitsteuerung
x2 nach dem gleichen Ausdruck (3). Wenn die dritte Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 116 das
dritte tatsächliche Ausgabedrehmoment kalkuliert, kalkuliert
die Kalkulationseinheit eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 205 ein
drittes tatsächliches Ausgabedrehmoment yf basierend auf
den Koeffizienten a, b und c und einer Endzielzündzeitsteuerung
xf nach dem gleichen Ausdruck (3).
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8 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration der zweiten Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit
109 zeigt.
Bezug nehmend auf
6 kann eine Zielzündzeitsteuerung
xt, wenn ein Zielausgabedrehmoment yt gegeben ist, durch Lösen
der Zündzeitsteuerung x in Ausdruck (3) erhalten werden,
wie durch den folgenden Ausdruck (5) dargestellt. (Ausdruck
5)
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In
diesem Beispiel wird, da die in
6 gezeigte
quadratische Funktion aufwärts konvex und immer näher
zu der Verzögerungsseite als MBT als die Zielzündzeitsteuerung
ist, ein + Seitenwert von ± verwendet, und die Zielzündzeitsteuerung
xt wird durch den folgenden Ausdruck (6) dargestellt. (Ausdruck
6)
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Es
wird eine Beschreibung der zweiten Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 109,
die in 8 gezeigt wird, basierend auf dem Konzept der
oben beschriebenen zweiten Zielzündzeitsteuerungskalkulation gegeben.
Eine zweite Zielzündzeitsteuerungskalkulationseinheit 206 kalkuliert
eine zweite Zielzündzeitsteuerung xt2 basierend auf den
Koeffizienten a, b und c, die durch die erste Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 kalkuliert
wurden, und dem zweiten Zielausgabedrehmoment yt2 nach Ausdruck (6).
Dann begrenzt eine Verzögerungsgrenzklemmeinheit 207 die
zweite Zielzündzeitsteuerung x2 nach der Verzögerungsgrenze
durch Vergleich mit der Verzögerungsgrenze der Zündzeitsteuerung,
die getrennt kalkuliert wurde. Mit der obigen Konfiguration können
die Kalkulation eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes und
die zweite Zielzündzeitsteuerungskalkulation realisiert
werden. Auch kann mit der obigen Konfiguration die Fahreranforderungsausgabe,
die gesteuert wird im Drehmoment durch das Ansaugluftvolumen und
die Drehmomentanforderung auf der Fahrzeugseite, die gesteuert wird
im Drehmoment durch die Zündzeitsteuerung, durch eine einfache
logische Konfiguration realisiert werden.
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Die
obige Beschreibung beschreibt nicht eine Anwendung der vorliegenden
Erfindung auf einen Motor mit EGR, variabler Ventilzeitsteuerung
(VVT), magerer Verbrennung, die gegenwärtig üblich
waren, ebenso wie variablem Ventilhub (VVL), dessen Ausbreitung
in der Zukunft erwartet wird. Ein Verfahren zum Anwenden der vorliegenden
Erfindung auf den Motor mit den obigen Mechanismen oder Steuerungen
wird beschrieben. Ein Einfluss einer Hinzufügung jener
Mechanismen und Steuerungen ist nur eine Änderung in der
Beziehung zwischen dem tatsächlichen Ausgabedrehmoment
und der Zündzeitsteuerung, was in 6 gezeigt
wird. D. h. die Koeffizienten a, b und c, die in 7 gezeigt
werden, werden gemäß den Steuerbedingungen jener
Mechanismen und Steuerungen korrigiert, wobei es dadurch möglich
gemacht wird, ein angemessenes tatsächliches Ausgabedrehmoment
und Zündzeitsteuerung zu erhalten. Da der Koeffizient c
basierend auf dem grundlegenden tatsächlichen Drehmoment
kalkuliert wird, wie oben beschrieben, wird eine Beschreibung eines
Verfahrens gegeben zum Korrigieren der Kalkulationseinheit eines
grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes 201,
der Koeffizient-a-Abbildungskalkulationseinheit 202 und
der Koeffizient-b-Abbildungskalkulationseinheit 203, die
in 7 gezeigt werden. Als ein Beispiel wird eine Beschreibung
eines Falls gegeben, in dem die Korrektur von EGR und VVT in dem
grundlegenden tatsächlichen Drehmoment der Kalkulationseinheit
eines grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes 201 durchgeführt
wird. Das vollständig gleiche Verfahren kann auf die Korrektur
der Koeffizienten a und b, und die Korrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
und VVL angewendet werden.
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10 ist
ein Diagramm, das eine Ausführungsform zeigt, in der die
Korrekturen von EGR und VVT in dem grundlegenden tatsächlichen
Drehmoment der Kalkulationseinheit eines grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes 201 durchgeführt
werden. Eine Kalkulationseinheit eines grundlegenden tatsächlichen
Drehmomentes (Bezugswert) 301 kalkuliert das grundlegende
tatsächliche Drehmoment (Bezugswert). Das grundlegende
tat sächliche Drehmoment (Bezugswert) bedeutet z. B. das
grundlegende tatsächliche Drehmoment, wenn EGR ausgeschaltet
ist und der VVT-Phasenwinkel auf die Bezugsposition fixiert ist.
Dann kalkuliert eine EGR-Korrekturkoeffizientenkalkulationseinheit 302 einen
EGR-Korrekturkoeffizienten. Der EGR-Korrekturkoeffizient ist ein
Verhältnis oder eine Differenz des grundlegenden tatsächlichen
Drehmomentes, wenn ein gegebener Betrag von EGR eingeführt
wird, und des grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes
(Bezugswert), das in der Abbildung gespeichert ist. Eine VVT-Korrekturkoeffizientenkalkulationseinheit 303 kalkuliert
einen VVT-Korrekturkoeffizienten. Der VVT-Korrekturkoeffizient ist
ein Verhältnis oder eine Differenz des grundlegenden tatsächlichen
Drehmomentes, wenn der VVT-Phasenwinkel ein gegebener Winkel wird,
und des grundlegenden tatsächlichen Drehmomentes (Bezugswert),
das in der Abbildung gespeichert ist.
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Dann
implementiert die EGR-Korrektureinheit 304 die EGR-Korrektur.
Wenn EGR nicht eingeführt wird, wird in diesem Beispiel
die EGR-Korrektur nicht implementiert, während wenn EGR
eingeführt wird, der EGR-Korrekturkoeffizient multipliziert
oder addiert wird, um die EGR-Korrektur zu implementieren. In dieser
Situation kann die EGR-Korrektureinheit 304 die Reflexionsgröße
des EGR-Korrekturkoeffizienten basierend auf einem Verhältnis
der Ziel-EGR-Öffnung und der tatsächlichen EGR-Öffnung
korrigieren. Auch implementiert eine VVT-Korrektureinheit 305 die
VVT-Korrektur. Wenn der VVT-Phasenwinkel eine Bezugsposition ist,
wird in diesem Beispiel die VVT-Korrektur nicht implementiert, während
wenn der VVT-Phasenwinkel ein gegebener Phasenwinkel ist, wird der
VVT-Korrekturkoeffizient multipliziert oder addiert, um die VVT-Korrektur
zu implementieren. In dieser Situation kann die Reflexionsgröße
des VVT-Korrekturkoeffizienten basierend auf einem Verhältnis
zwischen dem Ziel-VVT-Phasenwinkel und dem tatsächlichen
VVT-Phasenwinkel korrigiert werden. Mit der obigen Konfiguration kann
die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Motor mit EGR,
variabler Ventilzeitsteuerung (VVT), magerer Verbrennung, die gegenwärtig üblich
waren, ebenso wie variablem Ventilhub (VVL), dessen Ausbreitung
in der Zukunft erwartet wird, mit einer einfachen logischen Konfiguration
realisiert werden.
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Wie
oben beschrieben, werden gemäß den obigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung die Beziehung unter der Ladeeffizienz,
der Zündzeitsteuerung, und das Ausgabedrehmoment durch
eine quadratische Funktion angenähert. Das tatsächliche
Ausgabedrehmoment wird basierend auf der Ladeeffizienz und der Zündzeitsteuerung
kalkuliert, und das Zielansaugluftvolumen wird aus dem Zielausgabedrehmoment
basierend auf dem Verhältnis zwischen der Ladeeffizienz
und dem tatsächlichen Ausgabedrehmoment kalkuliert. Ferner
wird die Zielzündzeitsteuerung durch die Rückkalkulation
des relationalen Ausdrucks basierend auf der Zieldrehmomentabsenkungsanforderung
und der Ladeeffizienz als Reaktion auf die augenblickliche Drehmomentabsenkungsanforderung
kalkuliert. Als ein Ergebnis werden die folgenden ausgezeichneten
Vorteile erhalten. D. h. das Motordrehmoment kann durch eine kleinere
Zahl von Steuerabbildungen mit hoher Präzision geschätzt
werden. Auch kann die Zielladeeffizienz zum Realisieren des Zieldrehmomentes
durch das einfache Kalkulationsverfahren kalkuliert werden. Ferner
kann die zweite Zielzündzeitsteuerung durch das einfache
Kalkulationsverfahren als Reaktion auf die mehr augenblickliche
Drehmomentabsenkungsanforderung kalkuliert werden.
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In
der obigen Beschreibung wird ein Fall beschrieben, wo das erste
tatsächliche Ausgabedrehmoment von der ersten Kalkulationseinheit
eines tatsächlichen Ausgabedrehmomentes 104 ausgegeben
wird, und das erste Zielausgabedrehmoment von der ersten Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 105 ausgegeben wird.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den obigen Fall begrenzt,
und stattdessen ist es möglich, dass der tatsächliche
mittlere effektive Druck und der Zielmitteleffektivdruck ausgegeben
werden, um den Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten
zu kalkulieren, der das Verhältnis zwischen der Ladeeffizienz
und dem tatsächlichen mittleren effektiven Druck ist, und
die Zielladeeffizienz basierend auf dem Zielmitteleffektivdruck
und dem Ladeeffizienz-zu-Drehmomentwandlungskoeffizienten zu kalkulieren.
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Das
gleiche trifft auch auf die zweite Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 114 und die zweite Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106 zu,
und der tatsächliche mittlere effektive Druck und der Zielmitteleffektivdruck
können von der zweiten Kalkulationseinheit eines tatsächlichen
Ausgabedrehmomentes 114 und der zweiten Zielausgabedrehmoment-Kalkulationseinheit 106 ausgegeben
und für eine Steuerung verwendet werden.
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In
jenen Fällen können natürlich die gleichen
Vorteile erhalten werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 3225068
B [0003, 0006]
- - JP 2003-301766 A [0005, 0006]
