DE102008034555A1

DE102008034555A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Motorsteuerung während der Selbstzündungsverbrennung

Info

Publication number: DE102008034555A1
Application number: DE102008034555A
Authority: DE
Inventors: Rodney B. Grosse Pointe Woods Rask; Paul M. Bloomfield Hills Najt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: US7412322B1; CN101363378A; CN101363378B; DE102008034555B4

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Motorsystem, das wahlweise in einem Selbstzündungsverbrennungsmodus betreibbar ist. Ein Steuermodul überwacht die Motorbetriebszustände und steuert den Motorbetrieb. Ein Steuerungsteilsystem steuert den Motorbetrieb auf der Grundlage der überwachten Motorbetriebszustände. Das Steuerungsteilsystem betreibt den Motor in dem Selbstzündungsverbrennungsmodus und bestimmt eine effektive Temperatur der Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen. Es wird ein Motorarbeitspunkt bestimmt. Es wird ein Rückkopplungsregelschema ausgeführt, das auf der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und auf dem Motorarbeitspunkt beruht. Die effektive Temperatur der Zylinderstruktur wird durch Überwachen der Motorleistung während einer verstrichenen Zeitdauer bestimmt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf die Steuerung bzw. Regelung ihres Betriebs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren, lassen sich allgemein in zwei Kategorien gliedern, Funkenzündungsmotoren und Kompressionszündungsmotoren. Herkömmliche Funkenzündungsmotoren wie etwa Benzinmotoren funktionieren üblicherweise durch die Einleitung eines Kraftstoff/Luft-Gemischs in die Verbrennungszylinder, das daraufhin in dem Verdichtungstakt verdichtet wird und durch eine Zündkerze gezündet wird. Herkömmliche Kompressionszündungsmotoren wie etwa Dieselmotoren funktionieren üblicherweise durch das Einleiten oder Einspritzen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff in einen Verbrennungszylinder in der Nähe des oberen Totpunkts (TDC) des Verdichtungstakts, das sich bei der Einspritzung entzündet. Die Verbrennung sowohl herkömmlicher Benzinmotoren als auch Dieselmotoren umfasst vorgemischte Flammen oder Diffusionsflammen, die durch Fluidmechanik gesteuert werden. Jeder Motortyp hat Vor- und Nachteile. Benzin motoren erzeugen im Allgemeinen weniger Emissionen, sind aber weniger effizient, während Dieselmotoren im Allgemeinen effizienter sind, aber mehr Emissionen erzeugen.
In jüngerer Zeit sind weitere Typen von Verbrennungsmethodiken für Verbrennungsmotoren eingeführt worden. Eines dieser Verbrennungskonzepte ist im Gebiet als die homogene Kompressionszündung (HCCI) bekannt. Der HCCI-Verbrennungsmodus umfasst einen verteilten, flammenlosen Selbstzündungsverbrennungsprozess, der eher durch Oxidationschemie als durch Fluidmechanik gesteuert wird. In einem typischen Motor, der im HCCI-Verbrennungsmodus arbeitet, ist die Zylinderladung hinsichtlich Zusammensetzung, Temperatur und Restpegel bei der Einlassventil-Schließzeit nahezu homogen. Der typische Motor, der in dem HCCI-Verbrennungsmodus arbeitet, kann ferner unter Verwendung einer Schichtladungs-Kraftstoffeinspritzung arbeiten, um den Verbrennungsprozess zu steuern und zu ändern, einschließlich der Verwendung der Schichtladungsverbrennung zum Auslösen der HCCI-Verbrennung. Da die Selbstzündung ein verteilter kinetisch gesteuerter Verbrennungsprozess ist, arbeitet der Motor bei einem sehr dünnen Kraftstoff/Luft-Gemisch (d. h. mager gegenüber einem stöchiometrischen Kraftstoff/Luft-Punkt) und weist eine verhältnismäßig niedrige Spitzenverbrennungstemperatur auf und bildet somit äußerst niedrige NOx-Emissionen. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch für die Selbstzündung ist im Vergleich zu den Schicht-Kraftstoff/Luft-Verbrennungsgemischen, die in Dieselmotoren verwendet werden, verhältnismäßig homogen, sodass die fetten Zonen, die in Dieselmotoren Rauch und Partikelemissionen erzeugen, im Wesentlichen beseitigt sind. Wegen dieses stark verdünnten Kraftstoff/Luft-Gemischs kann ein Motor, der im Selbstzündungsverbrennungsmodus arbeitet, ungedrosselt arbeiten, um eine dieselartige Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erreichen.
Der HCCI-Motor kann bei Stöchiometrie mit wesentlichen Mengen an AGR arbeiten, um eine effektive Verbrennung zu erzielen.
Es ist festgestellt worden, dass bei mittleren Motordrehzahlen und -lasten eine Kombination aus Ventilprofil und Ventilzeiteinstellung (z. B. Abgasrekompression und Abgaswiederbelüftung) und Kraftstoffbeaufschlagungsstrategie wirksam bei der Sicherstellung einer angemessenen Wärmeenergie für die Zylinderladung ist, sodass die Selbstzündung während des Verdichtungstakts zu stabiler Verbrennung mit niedrigem Geräusch führt. Eines der Hauptprobleme beim effektiven Betrieb eines Motors im Selbstzündungsverbrennungsmodus ist die richtige Steuerung des Verbrennungsprozesses in der Weise, dass über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen eine robuste und stabile Verbrennung erzielt werden kann, die zu niedrigen Emissionen, optimaler Wärmefreisetzungsrate und niedrigem Geräusch führt. Die Vorteile der Selbstzündungsverbrennung sind seit vielen Jahren bekannt. Das Haupthindernis zur Produktrealisierung ist aber die Unfähigkeit, den Selbstzündungsverbrennungsprozess, d. h. die Verbrennungsphaseneinstellung und die Rate der Verbrennung, zu steuern. Eine Phasenverstellung nach spät oder sehr langsame Verbrennung führt zu teilweisen Verbrennungen oder möglicherweise sogar zu Fehlzündungen. Eine zu frühe Phaseneinstellung oder zu schnelle Verbrennung führt zu Klopfen.
Da die chemische Kinetik der Zylinderladung den Beginn und den Verlauf der Verbrennung bestimmt, gibt es für einen Motor, der in dem Selbstzündungsmodus arbeitet, keine direkte Steuerung des Beginns der Verbrennung. Die chemische Kinetik ist temperaturempfindlich, sodass der gesteuerte Selbstzündungsverbrennungsprozess temperaturempfindlich ist. Eine wichtige Variable, die den Verbrennungsbeginn und -fortschritt beeinflusst, ist die effektive Temperatur der Zylinderstruktur, d. h. die Temperatur der Zylinderwände, des Zylinderkopfs, des Zylinderventils und des Kolbenkopfs.
Die effektive Temperatur der Zylinderstruktur während des Motorübergangsbetriebs kann von der, die nach ununterbrochenem stationärem Betrieb mit der bestimmten Drehzahl und Last erreicht wird, abweichen. Wenn der Motor von einem Arbeitspunkt mit hoher Drehzahl/Last zu einem Arbeitspunkt mit niedriger Drehzahl/Last übergeht, sind die Temperaturen wegen thermischer Verzögerung und Wärmekapazität der Zylinderstruktur üblicherweise während einer Zeitdauer höher als eine stationäre Temperatur für den Arbeitspunkt. Gleichfalls sind die Temperaturen üblicherweise niedriger als eine stationäre Temperatur für den Arbeitspunkt, wenn der Motor von einem Betriebspegel mit niedriger Drehzahl/Last zu einem Arbeitspunkt mit hoher Drehzahl/Last übergeht. Wenn die Temperaturen der Zylinderstruktur verschieden von der stationären Temperatur für den Arbeitspunkt sind, müssen die Motorsteuerungen gegenüber den stationären Steuereinstellungen eingestellt werden, um eine gleich bleibende Selbstzündungsverbrennung aufrechtzuerhalten. Mehrere Motorsteuerparameter einschließlich z. B. AGR, Kraftstoffdruck und Nockenphaseneinstellung sind gegenüber den stationären Werten für das Steuersystem verzögert.
Somit ist ein Motorsteuersystem erwünscht, das die Steuerung des Motors auf der Grundlage der thermischen Verzögerung und der Wärmekapazität der Zylinderstruktur anpasst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Motors mit homogener Kompressionszündung umfasst das Bereitstellen einer gemessenen Motorkühlmitteltemperatur und das Bestimmen einer systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie. Die systematische Motorkühlmitteltemperaturabweichung wird auf die gemessene Motorkühlmitteltemperatur angewendet, um eine effektive Motorkühlmitteltemperatur festzusetzen. Ein Motorstellglied wird als eine Funktion der effektiven Motorkühlmitteltemperatur gesteuert. In einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie das Überwachen eines gleitenden Mittelwerts der Motorleistung und das Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage des gleitenden Mittelwerts der Motorleistung. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie das Überwachen eines gleitenden Mittelwerts des Motorkraftstoffflusses und das Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage des gleitenden Mittelwerts des Motorkühlmittelflusses.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verbrennungsmotorsystem geschaffen, das einen Verbrennungsmotor umfasst, der wahlweise in einem Selbstzündungsverbrennungsmodus betreibbar ist. Es gibt ein Steuer- oder Regelmodul, das Motorbetriebszustände überwachen und den Motorbetrieb steuern bzw. regeln kann. In dem Steuermodul ist ein Motorsteuerungsteilsystem zum Steuern bzw. Regeln des Motorbetriebs auf der Grundlage der überwachten Motorbetriebszustände ausführbar. Das Motorsteuerungsteilsystem umfasst Code zum Betreiben des Motors im Selbstzündungsverbrennungsmodus und zum Bestimmen einer effektiven Temperatur einer Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen. Es wird ein Motorarbeitspunkt bestimmt. Auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und des Motorarbeitspunkts wird Code ausgeführt, der eine Vorwärtskopplungssteuerung des Motors umfasst. Die effektive Temperatur der Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors wird durch Überwachen der Motorleistung während einer verstrichenen Zeitdauer, d. h. durch eine Motorleistungshistorie, bestimmt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen eine physikalische Form annehmen, deren Ausführungsformen ausführlich beschrieben werden und die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, die ein Teil davon sind, und in denen:
1 eine schematische Zeichnung eines Motorsystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Datengraph in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein schematischer Blockschaltplan eines Motorsteuerungsteilsystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist; und
4–6 Datengraphen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr anhand der Zeichnungen, in denen die Darstellungen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und nicht zu deren Beschränkung dienen, zeigt 1 ein schematisches Diagramm eines Verbrennungsmotors 10 und eines begleitenden Steuermoduls 5, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung konstruiert sind.
Der beispielhafte Motor 10 umfasst einen Mehrzylinder-Direkteinspritzungs-Viertaktverbrennungsmotor mit hin- und herbeweglichen Kolben 14, die gleitfähig in Zylindern beweglich sind, die Verbrennungskammern 16 mit variablem Volumen definieren. Jeder der Kolben ist mit einer rotierenden Kurbelwelle 12 ('CS') verbunden, durch die seine lineare Hin- und Herbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Es gibt ein Luftansaugsystem, das Einlassluft einem Einlasskrümmer zuführt, der die Luft in eine Einlassleitung 29 zu jeder Verbrennungskammer 16 leitet und verteilt. Das Lufteinlasssystem umfasst Luftflusskanäle und Vorrichtungen zum Überwachen und Steuern des Luftflusses. Vorzugsweise enthalten die Vorrichtungen einen Luftmassenflusssensor 32 zum Überwachen des Luftmassenflusses ('MAF') und der Einlasslufttemperatur ('Tin'). Es gibt eine Drosselklappe 34, vorzugsweise eine elektronisch gesteuerte Vorrichtung, die in Ansprechen auf ein Steuersignal ('ETC') von dem Steuermodul den Luftfluss zu dem Motor steuert. In dem Krümmer gibt es einen Drucksensor 36, der den Krümmerabsolutdruck ('MAP') und den Atmosphärendruck ('BARG') überwachen kann. Es gibt einen externen Flussdurchlass zum Rückführen von Abgasen vom Motorauspuff zu dem Einlasskrümmer mit einem Flusssteuerventil, das als ein Abgasrückführungsventil ('AGR'-Ventil) 38 bezeichnet wird. Das Steuermodul 5 ist funktional, um durch Steuern des Öffnens des AGR-Ventils den Massenfluss von Abgas zu dem Motorlufteinlass zu steuern. Wie der Begriff 'Zy linderstruktur' hier verwendet wird, bezieht er sich auf die Motorkomponenten und -elemente, die jede Verbrennungskammer bilden, d. h. auf die Wände des Zylinders, des Kolbens und des Kopfs einschließlich der Einlass- und Auslassventile.
Der Luftfluss von der Einlassleitung 29 in jede der Verbrennungskammern 16 wird durch eines oder mehrere Einlassventile 20 gesteuert. Der Fluss verbrannter Gase aus jeder der Verbrennungskammern zu einem Auslasskrümmer über Auslassleitungen 39 wird durch eines oder mehrere Auslassventile 18 gesteuert. Die Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslassventile werden vorzugsweise (wie gezeigt) mit einer Doppelnockenwelle gesteuert, deren Drehungen mit der Drehung der Kurbelwelle 12 verknüpft sind und weitergeschaltet werden. Der Motor ist mit Vorrichtungen zum Steuern der Phaseneinstellung, des Hubs und der Dauer der Öffnungen der Einlass- und Auslassventile, vorzugsweise unter Verwendung eines variablen Hubsteuerungssystems ('VLC'-Systems) und eines variablen Nockenphaseneinstellsystems ('VCP'-Systems), ausgestattet. Das variable Ventilhubsystem umfasst Vorrichtungen, die zum Steuern des Ventilhubs oder des Öffnens auf eine von zwei verschiedenen Stufen, z. B. Ventilöffnen mit niedrigem Hub (etwa 3–6 mm) für Betrieb mit niedriger Drehzahl, niedriger Last und Ventilöffnen mit hohem Hub (etwa 8–10 mm) für Betrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last, betreibbar sind. Alternativ kann ein kontinuierlich variabler Hubmechanismus verwendet werden, um eine zusätzliche Steuerflexibilität bereitzustellen. Die VCP-Systeme sind betreibbar, um die Ventilöffnungs- und Ventilschließzeiten relativ zur Kurbelwellen- und Kolbenstellung zu verschieben, d. h. eine Phaseneinstellung über die hinaus, die durch den Zweistufen-VLC-Hub bewirkt wird. Es gibt ein VCP/VLC-System 22 für den Motoreinlass und ein VCP/VLC-System 24 für den Motorauslass. Die VCP/VLC-Systeme 22, 24 werden durch das Steuermodul 5 gesteuert und liefern an das Steuer modul eine Signalrückkopplung, die aus der Nockenwellendrehstellung für die Einlassnockenwelle und für die Auslassnockenwelle besteht. Wenn der Motor in einem Selbstzündungsmodus mit Abgasrekompressions-Ventilstrategie arbeitet, wird üblicherweise der Betrieb mit niedrigem Hub verwendet, und wenn der Motor in einem Funkenzündungsverbrennungsbetrieb arbeitet, wird üblicherweise der Betrieb mit hohem Hub verwendet.
Wie dem erfahrenen Praktiker bekannt ist, haben VCP/VLC-Systeme einen beschränkten Befugnisbereich, über den Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslassventile gesteuert werden können. Das typische VCP-System besitzt einen Bereich der Phaseneinstellbefugnis von 30°–90° Nockenwellendrehung und ermöglicht somit, dass das Steuersystem das Öffnen und Schließen der Motorventile nach früh oder spät verstellt. Der Bereich der Phaseneinstellbefugnis ist durch die Hardware der VCP und durch das Steuersystem, das die VCP betätigt, definiert und beschränkt. Das VCP/VLC-System wird unter Verwendung elektrohydraulischer, hydraulischer und elektrischer Steuerkraft, gesteuert durch das Steuermodul 5, betätigt.
Der Motor enthält ein Kraftstoffeinspritzsystem, das mehrere Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28 umfasst, die jeweils in Ansprechen auf ein Motorsteuersignal ('inj_pw') von dem Steuermodul eine Kraftstoffmasse direkt in eine der Verbrennungskammern einspritzen können. Den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28 wird mit Druck beaufschlagter Kraftstoff von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffverteilungssystem zugeführt.
Der Motor enthält ein Funkenzündungssystem, durch das einer Zündkerze 26 Funkenenergie zugeführt wird, um in Ansprechen auf ein Motorsteuersignal ('IGN') von dem Steuermodul Zylinderladungen in jeder der Verbrennungskammern zu zünden oder zünden zu helfen. Die Zündkerze 26 verbessert unter bestimmten Bedingungen, (z. B. während des Kaltstarts, in der Nähe eines Niederlast-Betriebsgrenzwerts und während des normalen SI-Motorverbrennungsbetriebs) die Zündungseinstellungs-Steuerung des Motors.
Der Motor ist mit verschiedenen Erfassungsvorrichtungen zum Überwachen von Motorbetriebszuständen einschließlich eines Kurbelwellendrehzahlsensors 42 mit einer Ausgabe RPM, eines Sensors 30, der die Verbrennung überwachen kann, mit einer Ausgabe COMBUSTION und eines Sensors 40, der Abgase überwachen kann, mit einer Ausgabe EXH, üblicherweise eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors für einen weiten Bereich, und eines Kühlmittelsensors 35 mit einer Ausgabe COOLANT ausgestattet. Der Verbrennungssensor umfasst eine Sensorvorrichtung, die zum Überwachen eines Verbrennungsparameters betreibbar ist, und ist als ein Zylinderdrucksensor zum Überwachen des Verbrennungsdrucks im Zylinder gezeigt. Es ist festzustellen, dass andere Erfassungssysteme, die zum Überwachen des Zylinderdrucks verwendet werden, oder ein anderer Verbrennungsparameter, der in die Verbrennungsphaseneinstellung umgesetzt werden kann, z. B. Ionenerfassungs-Zündungssysteme, im Umfang der Erfindung enthalten sind.
Der Motor ist so ausgelegt, dass er an Benzin oder ähnlichen Kraftstoffgemischen mit Selbstzündungsverbrennung ('HCCI-Verbrennung') über einen erweiterten Bereich von Motordrehzahlen und -lasten ungedrosselt arbeitet. Unter Bedingungen, die dem HCCI-Verbrennungsmodusbetrieb nicht förderlich sind, und um maximale Motorleistung zu erreichen, um eine Betreiberdrehmomentanforderung (To_req) zu erfüllen, arbeitet der Motor im Funkzündungs-Verbrennungsmodus mit gesteuertem Drosselklappenbetrieb mit herkömmlichen oder geänderten Steuerverfahren. Be vorzugte Kraftstoffe sind allgemein verfügbare Qualitäten von Benzin und leichten Ethanolgemischen davon; allerdings können bei der Realisierung der vorliegenden Erfindung alternative flüssige und gasförmige Kraftstoffe wie etwa höhere Ethanolgemische (z. B. E80, E85), reines Ethanol (E99), reines Methanol (M100), Butanol-Benzin-Gemische, reines Butanol, Erdgas, Wasserstoff, Biogas, verschiedene Reformate, Synthesegase u. a. verwendet werden.
Das Steuermodul 5 ist vorzugsweise ein Universaldigitalcomputer, der allgemein einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit, Speichermedien, die nichtflüchtigen Speicher einschließlich Nur-Lese-Speicher (ROM) und elektrisch programmierbarem Nur-Lese-Speicher (EPROM) sowie Schreib-Lese-Speicher (RAM) umfassen, einen schnellen Taktgeber, eine Analog-Digital-(A/D-) und eine Digital-Analog-(D/A-)Schaltungsanordnung und eine Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung und Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und -pufferschaltungsanordnung umfasst. Das Steuermodul weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die in dem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind und die ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers bereitzustellen. Die Algorithmen werden üblicherweise während voreingestellter Schleifenzylden ausgeführt, sodass jeder Algorithmus in jedem Schleifenzyklus wenigstens einmal ausgeführt wird. Die Algorithmen werden durch die Zentraleinheit ausgeführt und sind zum Überwachen von Eingaben von den oben erwähnten Erfassungsvorrichtungen und zum Ausführen von Steuer- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs der Stellglieder unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen betreibbar. Üblicherweise werden die Schleifenzyklen während des andauernden Motor- und Fahrzeugbetriebs in regelmäßigen Intervallen, z. B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, ausgeführt. Alternativ kön nen die Algorithmen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses wie etwa einer spezifischen Kurbelwellenlage ausgeführt werden.
Das Steuermodul 5 führt darin gespeicherten algorithmischen Code aus, um die oben erwähnten Stellglieder auf spezifische Steuerzustände zu steuern, um den Motorbetrieb zu steuern, einschließlich: Drosselklappenstellung (ETC); Zündungseinstellung und Schließwinkel (IGN); Kraftstoffeinspritzmasse und -zeiteinstellung (Inj_pw); Phaseneinstellung, Hub und Dauer der Öffnungen der Einlass- und/oder Auslassventile (VCP/VLC); und AGR-Ventilstellung (AGR) zum Steuern des Flusses der rückgeführten Abgase. Die Phaseneinstellung, der Hub und die Dauer der Öffnungen der Einlass- und/oder Auslassventile enthalten eine negative Ventilüberschneidung (NVO in einer Abgasrückverdichtungsstrategie) und den Hub des Abgasventil-Wiederöffnens (in einer Abgasrücksaugstrategie). Das Steuermodul kann Eingangssignale von dem Betreiber (z. B. eine Fahrpedalstellung und eine Bremspedalstellung) überwachen und die Betreiberdrehmomentanforderung (To_req) bestimmen und kann Motorbetriebszustände von Sensoren überwachen, einschließlich jener, die die Motordrehzahl (RPM), die Motorlast (unter Verwendung von MAF, MAP oder Inj_pw), die Kühlmitteltemperatur (coolant), die Einlasslufttemperatur (Tin) und andere Umgebungsbedingungen angeben, um, hauptsächlich in Bezug auf die Motordrehzahl und -last, einen Motorarbeitspunkt zu bestimmen.
Das Steuermodul 5 arbeitet so, dass es aus vorgegebenen Nachschlagetabellen und aus im Speicher gespeicherten Gleichungen, wie im Folgenden beschrieben wird, Steuerzustände für verschiedene Motorstellglieder einschließlich der Motorventilbetätigungs-Phaseneinstellung, des Hubs, der Dauer (VCP/VLC Intake, VCP/VLC Exhaust), der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung und der Impulsbreite (Inj_pw) einschließlich Mehrfacheinspritzungen pro Zyklus, der Zündungseinstellung und des Schließwinkels (Ign), der AGR-Ventilstellung (AGR) und der Drosselklappenstellung (ETC) bestimmt. Das Steuermodul ist funktional, um das Drehmoment oder die Last und die Motordrehzahl zu überwachen, aus denen die Motorleistung berechnet wird.
Ferner beobachtet das Steuermodul Motorbetriebszustände, um Auswirkungen eines Übergangsmotorbetriebs auf die effektive Temperatur der Zylinderstruktur zu kompensieren. Die Absicht der Überwachung der Motorbetriebszustände ist es, einen Parameter zu bestimmen, der mit einer Differenz zwischen einer stationären Temperatur der Zylinderstruktur und der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur während des Übergangsmotorbetriebs korreliert, was die Selbstzündungsverbrennungs-Zeiteinstellung und -Verbrennungsrate beeinflusst.
Das Steuermodul überwacht die Motorbetriebszustände, um eine Gesamtmotorleistung oder kumulative Motorleistung, d. h. eine Motorleistungshistorie, die den letzten Motorbetrieb und die letzte Motorabgabe umfasst, zu bestimmen und zu quantifizieren. Wie dem Durchschnittsfachmann im Gebiet bekannt ist, korreliert die Differenz zwischen der gegenwärtigen Motorleistung und der Motorleistungshistorie mit der Differenz zwischen einer stationären Temperatur der Zylinderstruktur bei der gegenwärtigen Betriebsbedingung der Drehzahl und Last und der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur während des Übergangsmotorbetriebs.
Der Zustand der Motorleistungshistorie wird vorzugsweise durch andauernde Überwachung eines oder mehrerer Motorbetriebszustände, die mit der Motorleistung korrelierbar sind, und durch Akkumulieren der überwachten Zustände bestimmt. In einer Ausführungsform umfasst das Akkumulieren der überwachten Zustände das Eingeben der Zustände in eine Gleichung für den gleitenden Mittelwert, die eine verstrichene Zeitdauer für die Mittelung verwendet. Die verstrichene Zeitdauer für die Mittelung wird auf der Grundlage der Wärmekapazität der Zylinderstruktur, üblicherweise in Form einer Wärmeübertragungszeitkonstanten, bestimmt. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Akkumulieren der überwachten Zustände das Eingeben der Zustände in eine Gleichung für einen gewichteten gleitenden Mittelwert, die die verstrichene Zeitdauer für die Mittelung verwendet, wobei den zuletzt überwachten Zuständen die bevorzugte Gewichtung gegeben wird. Ein überwachter Motorzustand, der als ein Ersatz für die Motorleistungshistorie verwendbar ist, umfasst den Motorkraftstofffluss, der auf dem Befehl inj_pw und auf der Motordrehzahl zum Berechnen des momentanen Einspritzeinrichtungsflusses INJ_FLO beruht, aus dem ein gemittelter Kraftstofffluss INJ_AVG bestimmt werden kann. Weitere Verfahren zum Überwachen und Bestimmen der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur während des Übergangsmotorbetriebs und eines Zustands für die Motorleistungshistorie sind, soweit sie im Umfang der Erfindung liegen, enthalten.
Nunmehr anhand von 2 ist der beispielhafte Motor auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen, die in dieser Ausführungsform die Drehzahl (RPM) und die Motorlast, die aus Motorbetriebsparametern wie etwa dem Einspritzeinrichtungskraftstofffluss (INJ_PW, in Milligramm) oder dem Luftmassenfluss (MAF) oder dem Krümmerdruck (MAP) ableitbar ist, umfassen, wahlweise in einem von mehreren Verbrennungsmodi betreibbar. Die Motorverbrennungsmodi umfassen einen strahlgeführten Funkenzündungsmodus (SI-SG-Modus), einen Einzeleinspritzungs-Selbstzündungsmodus (HCCI-SI-Modus) und einen DoppeleinspritzungsSelbstzündungsmodus (HCCI-DI-Modus) und einen Modus mit homogener Funkenzündung (SI-H-Modus) Ein bevorzugter Drehzahl- und Lastbetriebsbereich für jeden der Verbrennungsmodi beruht auf optimalen Motorbetriebsparame tern einschließlich Verbrennungsstabilität, Kraftstoffverbrauch, Emissionen, Motordrehmomentabgabe u. a. Die Grenzen, die die bevorzugten Drehzahl- und Lastbetriebsbereiche definieren, um die Verbrennungsmodi abzugrenzen, werden üblicherweise während der Vorserien-Motorkalibrierung und -Motorentwicklung bestimmt und in dem Motorsteuermodul ausgeführt. Im Betrieb überwacht das Steuersystem die Motordrehzahl (RPM) und die Motorlast und weist auf Grund dessen, wie anhand von 2 gezeigt ist, den Betrieb des Motors in einem der Motorverbrennungsmodi an. Somit wird unter den Bedingungen niedriger Drehzahl/Last die SI-SG-Verbrennung angewiesen, während unter den Betriebsbedingungen mittlerer Drehzahl/Last die Selbstzündungsverbrennung angewiesen wird.
Die Erfindung umfasst das oben beschriebene Steuern des Betriebs des Motors im Selbstzündungsverbrennungsmodus (HCCI) einschließlich während des Übergangsbetriebs. Der Motorarbeitspunkt und die effektive Temperatur der Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors werden auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen bestimmt. Der Motorbetrieb wird unter Verwendung eines Vorwärtskopplungs-Steuerschemas gesteuert, das auf der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und auf dem Motorarbeitspunkt beruht. Wenn sich die effektive Temperatur von der stationären Temperatur unterscheidet, müssen die Motorsteuerzustände auf Werte eingestellt werden, die anders als die an dem Motorarbeitspunkt verwendeten stationären Werte sind. Es sind mehrere Motorzustände, z. B. AGR, Kraftstoffdruck, Nockenphaseneinstellung, bekannt, die gegenüber den angewiesenen Änderungen in Steuerzuständen wegen physikalischer Ansprechzeiten der Vorrichtungen und des gesteuerten Elements verzögert sind. Das Steuersystem passt die Verzögerungen beim Bestimmen des stationären Betriebs vorzugsweise an. Dies wird nun ausführlicher beschrieben.
Nunmehr anhand von 3 sind Einzelheiten der Steuerung und des Betriebs des Motors im Selbstzündungsverbrennungsmodus in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. Das Motorsteuerungsteilsystem besteht vorzugsweise aus algorithmischem Code und aus Kalibrierungstabellen, die in einer der Speichervorrichtungen des Motorsteuermoduls 5 zur Ausführung darin gespeichert sind. Das Motorsteuerungsteilsystem synthetisiert die Betreibereingaben, die Umgebungsbedingungen, die Motorbetriebszustände und die Verbrennungsleistungsmessungen und führt Algorithmen aus, um bevorzugte Steuerzustände verschiedener Stellglieder zum Erfüllen der Betreiberdrehmomentanforderung und zum Erreichen von Zielen für den Motorbetrieb zu bestimmen. Die Verbrennungsleistungsmessungen ('combustion') sind vorzugsweise in Messungen der Zündungseinstellung und der Verbrennungsdauer, die während der gesteuerten Selbstzündungsverbrennung auftreten, umsetzbar. Die Zündungseinstellung der gesteuerten Selbstzündungsverbrennung ist als die Kurbelwinkelstellung, gemessen in Grad nach dem oberen Totpunkt (Grad aTDC'), bei dem 10% des Massenanteils der Verbrennungskammerladung verbrannt sind ('CA10'), definiert. Die Brenndauer der Verbrennung ist als das Kurbelwinkelintervall in Kurbelwinkelgrad ('CAD') zwischen 10 und 90% verbranntem Massenanteil definiert.
Das Motorsteuerungsteilsystem enthält das Vorwärtskopplungs-Steuerschema 55 und ein Rückkopplungs-Regelungsschema 65. Das Motorsteuerungsteilsystem wird vorzugsweise als Teil der andauernden Motorsteuerung ausgeführt, um auf Änderungen von Betriebsbedingungen, üblicherweise in Ansprechen auf Änderungen in den Betreibereingaben und Umgebungsbedingungen, ein schnelles und effektives Systemansprechen zu erzielen.
Das Vorwärtskopplungs-Steuerschema 55 umfasst zwei Hauptelemente: ein Steuermodul 60, das vorkalibrierte Nachschlagetabellen und Algorithmen umfasst, und mehrere Ratenbegrenzer. Die vorkalibrierten Nachschlagetabellen und Algorithmen des Steuermoduls umfassen maschinensuchbare Arrays, die in einer der Speichervorrichtungen gespeichert sind, und maschinenausführbare Algorithmen zum Bestimmen der Steuerzustände für jedes der Motorsteuerungs-Stellglieder auf der Grundlage der Motorbetriebszustände, z. B. Motordrehzahl, Last, Einlasstemperatur, Kühlmitteltemperatur, Abgas und effektive Temperatur der Zylinderstruktur. Ein Motorarbeitspunkt wird auf der Grundlage der Motordrehzahl und -last bestimmt. In der gezeigten Ausführungsform wird der Steuerzustand des Kraftstoffflusses, der auf INJ_FLO beruht, zum Erzeugen eines durchschnittlichen Kraftstoffflusses, d. h. INJ_AVG, verwendet, der ein Indikator der Motorleistungshistorie ist, die wie oben beschrieben ein Ersatz für die effektive Temperatur der Zylinderstruktur ist.
Ein spezifischer Steuerzustand für jedes der Stellglieder wird auf der Grundlage der Motorbetriebszustände und der Motorleistungshistorie bestimmt. Die Steuerzustände für jedes der Motorsteuerstellglieder umfassen für die Stellglieder geeignete Befehlssignale zum Steuern des Betriebs der Stellglieder. Die Ausgaben der Nachschlagetabellen werden wie gezeigt durch einen von mehreren Vorwärtskopplungs-Ratenbegrenzern geleitet.
Nunmehr anhand von 4 ist eine Kalibrierung für eines der Vorwärtskopplungs-Steuerschemata gezeigt, das als ein Element des Steuermoduls 60 ausgeführt wird. Die Kalibrierung zeigt eine angewiesene oder bevorzugte negative Ventilüberschneidung (NVO), die auf der Grundlage der Motorkühlmitteltemperatur (coolant) und der Motorlast bestimmt wird. Das Vorwärtskopplungsmodell überwacht Kühlmittel und Motorlast und bestimmt den Betrag der NVO, die durch das Ventilbetätigungssystem 22, 24 angewiesen werden soll. Während eines Übergangsbetriebs, z. B. einer Änderung der Betreiberdrehmomentanforderung oder einer Änderung der Betriebsbedingungen wie etwa dem Fahren auf ein Gefälle, können sich der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO und der durchschnittliche Kraftstofffluss INJ_AVG unterscheiden. Auf der Grundlage des momentanen Kraftstoffflusses INJ_FLO und des durchschnittlichen Kraftstoffflusses INJ_AVG, die anhand von 5 gezeigt sind, wird eine Temperaturkorrektur oder eine systematische Temperaturabweichung bestimmt. Die systematische Temperaturabweichung wird zu coolant addiert (oder davon subtrahiert), was zu einer effektiven Kühlmitteltemperatur, d. h. coolant_eff, wird. Das Steuerschema verwendet die effektive Kühlmitteltemperatur, d. h. coolant_eff, um auf der Grundlage der Last den Befehl für die NVO zu bestimmen.
Somit sind während des normalen stationären Betriebs der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO und der durchschnittliche Kraftstofffluss INJ_AVG im Wesentlichen dieselben, wobei die effektive Kühlmitteltemperatur im Wesentlichen gleich der Kühlmitteltemperatur ist, was zu keiner Einstellung der NVO führt. Während eines Übergangsbetriebs kann sich der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO von dem durchschnittlichen Kraftstofffluss INJ_AVG unterscheiden. Wenn der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO kleiner als der durchschnittliche Kraftstofffluss INJ_AVG ist, gibt dies an, dass die Motorleistungshistorie größer ist und somit die Temperatur der Zylinderstruktur höher als durch den Motorarbeitspunkt angegeben ist. Somit wird zu der gemessenen Kühlmitteltemperatur eine systematische Abweichung addiert, die die angewiesene NVO für die Betriebsbedingung effektiv verringert. Wenn der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO größer als der durchschnittliche Kraftstofffluss INJ_AVG ist, gibt dies an, dass die Motorleistungshistorie kleiner ist und somit die Temperatur der Zylinderstruktur niedriger als durch den Motorarbeitspunkt an gegeben ist. Somit wird von der gemessenen Kühlmitteltemperatur eine systematische Abweichung subtrahiert, was die angewiesene NVO für die Betriebsbedingung effektiv verringert. Der Fachmann auf dem Gebiet kann das oben beschriebene Steuerkonzept leicht auf andere Steuerzustände, die sich auf die Kühlmitteltemperatur als Steuerparameter stützen, übertragen.
Vorzugsweise sind die Vorwärtskopplungs-Ratenbegrenzer Stellgliedsteuerfaktoren, die für jedes der gesteuerten Stellglieder maximale und minimale Zustandsänderungsraten umfassen. Die Ratenbegrenzer kompensieren jeweils Komponenten- und Systemfähigkeiten und die Komponenten- und Systemdynamik. Beispiele von Komponentenfähigkeiten enthalten Ansprechzeiten für die verschiedenen Stellglieder, den dynamischen Betriebsbereich von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und einen Ventilbetrieb, der zu Ventil/Kolben-Kollisionen führt. Beispiele der System- und Komponentendynamik enthalten z. B. die Luft- und Kraftstoffdynamik in Bezug auf Zylinder-Zylinder-Ungleichgewichte des Luftstroms, des Kraftstoffs, des AGR-Anteils und der Zylindertemperaturen. Die Bestimmung der Motorsteuersystem-Ratenbegrenzer 80 für verschiedene Stellglieder ist bekannt und wird hier nicht ausführlich diskutiert.
Das Rückkopplungs-Regelungsschema 65 ist vorzugsweise ein Element des Motorsteuerungsteilsystems und umfasst das Einstellen von Steuersignalen für jedes der Motorsteuerstellglieder zum Aufrechterhalten und Regeln der Motorbetriebsstabilität, wie sie durch Rückkopplung von den Verbrennungsleistungsmessungen bestimmbar ist. Als Rückkopplung zum Einstellen der Motorsteuerzustände für die Ventilbetätigung und für die Kraftstoffeinspritzung (Zeiteinstellungen und Impulsbreiten) und für den Zündungsschließwinkel und für die Zündungseinstellung und für die AGR-Ventilstellung und für die Drosselklappenstellungen werden die Verbrennungszustände und exh verwendet. Diese Operation soll den Betrieb des Motors 10 zum Erfüllen der oben erwähnten Anforderungen aufrechterhalten.
Nunmehr anhand von 6 ist graphisch eine Messung des momentanen Kraftstoffflusses INJ_FLO und des gleitenden Mittelwerts des Kraftstoffflusses inj_avg für andauernden Betrieb des Motors gezeigt. Dieselben Ergebnisse können verwendet werden, um die effektive Temperatur der Zylinderstruktur im Vergleich zu einer Sollwerttemperatur für den Motorarbeitspunkt, der auf der Grundlage des stationären Betriebs bestimmt wird, zu zeigen. Unter spezifischen Betriebsbedingungen ist die effektive Temperatur der Zylinderstruktur niedriger als die Sollwerttemperatur, was einen Motorbetrieb erfordert, der die Verbrennung während des Selbstzündungsbetriebs nach früh verstellt. Unter anderen spezifischen Betriebsbedingungen ist die effektive Temperatur der Zylinderstruktur höher als die Sollwerttemperatur, was einen Motorbetrieb erfordert, der die Verbrennung während des Selbstzündungsbetriebs nach spät verstellt.
Wie zuvor erwähnt wurde, wird ein spezifischer Verbrennungsmodus auf der Grundlage der momentanen Motordrehzahl und -last im Vergleich zum bevorzugten Drehzahl- und Lastbetriebsbereich für jeden der anhand von 2 gezeigten Verbrennungsmodi bestimmt. Wenn der durchschnittliche Kraftstofffluss inj_avg als ein Ersatz zum Bestimmen der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur verwendet wird und wenn der momentane Kraftstofffluss INJ_FLO als der Indikator der Motorlast verwendet wird, kann der durchschnittliche Kraftstofffluss INJ_AVG verwendet werden, um die Grenzen der Verbrennungsmodi zu erweitern, um z. B. die Fähigkeit des Motors zu erweitern, während einer Zeitdauer, während der sich die effektive Zylindertemperatur während eines Übergangsbetriebs einstellt, im HCCI-Modus zu arbeiten. Somit kann der Motor dann, wenn es beim Betrieb im HCCI-Modus eine Erhöhung der Betreiberdrehmomentanforderung und der Motorlast gibt, die eine Änderung in den SI-Betriebsmodus anweist, ohne Motorklopfen oder andere nachteilige Wirkungen während einer Zeitdauer in dem HCCI-Modus mit verhältnismäßig niedriger Temperatur in der Zylinderstruktur weiterarbeiten. Darüber hinaus kann der Motor dann, wenn es zu einer Verringerung der Betreiberdrehmomentanforderung und der Motorlast im Betrieb in dem HCCI-Modus kommt, die eine Änderung in den SI-Betriebsmodus anweist, während einer Zeitdauer in dem HCCI-Modus weiterarbeiten, ohne dass die Temperatur in der Zylinderstruktur unter die für die Selbstzündungsverbrennung notwendige fällt.
Obgleich die Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind Änderungen innerhalb des Erfindungsgedankens und Umfangs der beschriebenen erfinderischen Konzepte selbstverständlich zulässig. Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern den vollen durch die Formulierung der folgenden Ansprüche zulässigen Umfang haben.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Motors mit homogener Kompressionszündung, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer gemessenen Motorkühlmitteltemperatur; Bestimmen einer systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie; Anwenden der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf die gemessene Motorkühlmitteltemperatur zum Festsetzen einer effektiven Motorkühlmitteltemperatur; und Steuern eines Motorstellglieds als eine Funktion der effektiven Motorkühlmitteltemperatur.
Verfahren zum Steuern eines Motors mit homogener Kompressionszündung nach Anspruch 1, bei dem das Bestimmen einer systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie Folgendes umfasst: Überwachen eines gleitenden Mittelwerts der Motorleistung; und Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage des gleitenden Mittelwerts der Motorleistung.
Verfahren zum Steuern eines Motors mit homogener Kompressionszündung nach Anspruch 1, bei dem das Bestimmen einer systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage der Motorleistungshistorie Folgendes umfasst: Überwachen eines gleitenden Mittelwerts des Motorkraftstoffflusses; und Bestimmen der systematischen Motorkühlmitteltemperaturabweichung auf der Grundlage des gleitenden Mittelwerts des Motorkühlmittelflusses.
Verbrennungsmotorsystem, das umfasst: einen Verbrennungsmotor, der wahlweise in einem Selbstzündungsverbrennungsmodus betreibbar ist; ein Steuermodul, das Motorbetriebszustände überwachen und den Motorbetrieb steuern kann; und ein Motorsteuerungsteilsystem, das maschinenausführbaren Code umfasst, der in dem Steuermodul gespeichert ist, um auf der Grundlage der überwachten Motorbetriebszustände den Motorbetrieb zu steuern, wobei das Motorsteuerungsteilsystem Folgendes umfasst: a) Code zum Betrieben des Motors in dem Selbstzündungsverbrennungsmodus; b) Code zum Bestimmen einer effektiven Temperatur einer Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen; c) Code zum Bestimmen eines Motorarbeitspunkts; und d) Code, der eine Vorwärtskopplungssteuerung des Motors auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und des Motorarbeitspunkts umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 4, bei dem der Code zum Bestimmen der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur des Verbrennungsmotors Code zum Überwachen der Motorleistung während einer verstrichenen Zeitdauer umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 5, bei dem der Code zum Überwachen der Motorleistung während einer Zeitdauer Code zum Überwachen des Motorkraftstoffflusses über die verstrichene Zeitdauer umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 6, das ferner Code zum Bestimmen eines Durchschnitts des Motorkraftstoffflusses über die verstrichene Zeitdauer umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 6, das ferner Code zum Bestimmen eines gewichteten Mittelwerts des Motorkraftstoffflusses über die verstrichene Zeitdauer umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 6, bei dem die Zeitdauer auf der Grundlage einer Wärmekapazität der Zylinderstruktur bestimmt wird.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 5, bei dem der Code zum Überwachen der Motorleistung während einer Zeitdauer Code zum Überwachen der Motorlast über die Zeitdauer umfasst.
Motorsteuerungsteilsystem nach Anspruch 4, bei dem der Code, der eine Vorwärtskopplungssteuerung des Motors auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und des Motorarbeitspunkts umfasst, Folgendes umfasst: Code zum Bestimmen mehrerer Motorsteuerzustände auf der Grundlage des Motorarbeitspunkts; und Code zum Einstellen eines der Motorsteuerzustände auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur.
Motorsteuerungsteilsystem nach Anspruch 11, bei dem der Code zum Einstellen eines der Motorsteuerzustände auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur ferner Code zum Einstellen eines der Motorsteuerzustände auf der Grundlage einer Differenz zwischen der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und einer stationären Temperatur der Zylinderstruktur an dem Motorarbeitspunkt umfasst.
Motorsteuerungsteilsystem nach Anspruch 12, das ferner Code zum Einstellen des Motorsteuerzustands zum Steuern der Verbrennungszeiteinstellung oder einer Rate der Verbrennung einer Zylinderladung umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, bei dem der Code, der eine Vorwärtskopplungssteuerung des Motors auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und des Motorarbeitspunkts umfasst, ferner Code zum Steuern der Zeiteinstellung und einer Rate der Verbrennung einer Zylinderladung umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, der ferner Code zum Verstellen der Selbstzündungsverbrennung nach spät zu einer Verringerung des Motorarbeitspunkts umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, der ferner Code zum Verstellen der Selbstzündungsverbrennung nach früh zu einer Zunahme des Motorarbeitspunkts umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, bei dem der Code zum Steuern des Motorbetriebs ferner Code zum Steuern der Zeiteinstellung und der Impulsbreite der Betätigung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, bei dem der Code zum Steuern des Motorbetriebs ferner Code zum Steuern der Betätigung eines Motorventils umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 18, bei dem der Code zum Steuern der Betätigung des Motorventils ferner Code zum Steuern der Phaseneinstellungen der Öffnungen und Schließungen der Einlassventile und Auslassventile oder der Stellung einer variablen Zweistufen-Hubsteuervorrichtung umfasst.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 4, das ferner umfasst: Code zum Ausführen eines Rückkopplungsregelschemas zum Einstellen des Motorbetriebs auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen und Motorverbrennung.
Verbrennungsmotorsystem, das umfasst: einen Verbrennungsmotor, der wahlweise in einem Selbstzündungsverbrennungsmodus und in einem Funkenzündungsmodus betreibbar ist; ein Steuermodul, das Motorbetriebszustände überwachen und den Motorbetrieb steuern kann; und ein Motorsteuerungsteilsystem, das in dem Steuermodul ausführbar ist, um den Motorbetrieb auf der Grundlage der überwachten Motorbetriebszustände zu steuern, wobei das Motorsteuerungsteilsystem umfasst: a) Code zum Betreiben des Motors in dem Selbstzündungsverbrennungsmodus; b) Code zum Überwachen der Motorleistung während einer verstrichenen Zeitdauer; c) Code zum Bestimmen eines Motorarbeitspunkts; und d) Code zum Ausführen eines Vorwärtskopplungs-Steuerschemas zum Bestimmen mehrerer Motorsteuerzustände auf der Grundlage des Motorarbeitspunkts und einer Betreiberdrehmomentanforderung, wobei das Vorwärtskopplungs-Steuerschema zum Einstellen eines der Motorsteuerzustände auf der Grundlage der während der verstrichenen Zeitdauer überwachten Motorleistung dient.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 21, bei dem das Steuermodul, das den Motorbetrieb steuern kann, das Steuermodul umfasst, das die Motorsteuerzustände steuern kann.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 21, bei dem der Code, der die Vorwärtskopplungssteuerung des Motors auf der Grundlage der effektiven Temperatur der Zylinderstruktur und des Motorarbeitspunkts umfasst, ferner Code zum Steuern der Zeiteinstellung und der Rate der Verbrennung einer Zylinderladung umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 23, der ferner Code zum Verstellen der Selbstzündungsverbrennung nach spät zu einer Verringerung des Motorarbeitspunkts umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, der ferner Code zum Verstellen der Selbstzündungsverbrennung nach früh zu einer Zunahme des Motorarbeitspunkts umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 21, der ferner Code für den Übergang aus dem Selbstzündungsverbrennungsmodus in den Funkenzündungsmodus auf der Grundlage der über eine verstrichene Zeitdauer überwachten Motorleistung und eines Motorarbeitspunkts umfasst; wobei der Code zum Überwachen der Motorleistung während einer verstrichenen Zeitdauer Code zum Überwachen des Motorkraftstoffflusses über die verstrichene Zeitdauer mm Bestimmen eines Mittelwerts des Motorkraftstoffflusses über die verstrichene Zeitdauer umfasst.