DE102011087303A1

DE102011087303A1 - Innenverbrennungsmotorsteuerung

Info

Publication number: DE102011087303A1
Application number: DE102011087303A
Authority: DE
Inventors: Hideki Hagari; Yuhei Matsushima; Keitaro Ezumi; Tomokuni Kusunoki
Original assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: US20120192833A1; US10197036B2; JP2012159044A; DE102011087303B4; JP5641960B2; CN102619626B; CN102619626A

Abstract

Es wird eine Betriebszustandswert-Detektionseinheit bereitgestellt, die zwei oder mehr Betriebszustandswerte detektiert, welche einen Betriebszustand eines Innenverbrennungsmotors anzeigen; eine Filterverarbeitungseinheit, die eine Filterverarbeitung auf die detektierten zwei oder mehr Betriebszustandswerte anwendet; eine Betriebszustandswertdifferenz-Berechnungseinheit, welche die Differenz zwischen dem filterverarbeiteten Betriebszustandswert und dem entsprechenden nicht-filterverarbeiteten Betriebszustandswert berechnet, um so zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; eine Betriebszustandswertdifferenz-Normalisierungseinheit, die zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen normalisiert, basierend auf vorbestimmten Referenzwerten für die zwei oder mehr Betriebszustandswerte, um so zwei oder mehr normalisierte Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; und eine Übergangskorrektureinheit, die einen Steuerbetrag zum Steuern der Abgabe des Innenverbrennungsmotors korrigiert, basierend auf den zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen, wenn der Innenverbrennungsmotor in einem Übergangsbetriebsmodus ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung und insbesondere auf eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung, die es ermöglicht, festzustellen, ob ein Innenverbrennungsmotor in einen Stationärbetriebsmodus oder in einem Übergangsbetriebsmodus ist, und die eine geeignete Steuerung selbst dann durchführen kann, wenn der Innenverbrennungsmotor in einem Übergangsbetriebsmodus ist.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Bis dato ist bekannt gewesen, dass die Betriebsmodi eines Innenverbrennungsmotors einen Stationärbetriebsmodus und einen Übergangsbetriebsmodus beinhalten, durch Ändern eines Steuerverfahrens oder einer Steuerkonstante für den Innenverbrennungsmotor anhand des Betriebsmodus wird eine für den Betriebsmodus geeignete Steuerung durchgeführt. Hier bezeichnet man mit Stationärbetriebsmodus eines Innenverbrennungsmotors einen Fall, bei dem der Innenverbrennungsmotor mit einer ungefähr konstanten Drehzahl und ungefähr konstanter Abgabe betrieben wird. Im Stationärbetriebsmodus wird durch Einstellen des Filterkoeffizienten zum Filtern der Verarbeitung der Eingaben aus Sensoren, beispielsweise einem Luftmassensensor, einem Einlassrohr-Innnendrucksensor, einem Klopfsensor und dergleichen auf Groß, d. h. durch Einstellen der Grenzfrequenz auf Niedrig, eine Fluktuation bei der Einlassmengenmessung so reduziert, dass eine Fluktuation bei den Steuerbeträgen der Zündzeitpunktsteuerung und Kraftstoffeinspritzsteuerung unterdrückt wird, und durch Reduzieren der Fluktuation beim Hintergrundpegel (nachfolgend als ein BGL bezeichnet), welcher der Durchschnittswert des Vibrationspegels eines Klopfsensorsignals bei Klopfsteuerung ist, wird die Fluktuation bei dem Klopfbestimmungsschwellenwertpegel unterdrückt. Entsprechend wird ein stabiler Betriebsmodus mit weniger Drehmomentfluktuation erhalten; in dem Fall, bei dem ein Klopfen auftritt, wird eine Steuerung derart durchgeführt, dass das Klopfen akkurat detektiert wird, und eine Rückstellkorrektur wird am Zündzeitpunkt angelegt, so dass des Klopfen unterdrückt wird.
Der Übergangsbetriebsmodus eines Innenverbrennungsmotors bezeichnet einen Fall, bei dem der Innenverbrennungsmotor in einem Übergangsmodus betrieben wird, bei dem die Drehzahl und die Abgabe des Innenverbrennungsmotors steigen oder sinken. In dem Fall, wenn der Übergangsbetriebsmodus detektiert wird, wird durch Einstellen des vorstehenden Filterkoeffizienten des Filterns der Verarbeitung von Eingaben aus Sensoren auf Klein, z. B. durch Einstellen der Grenzfrequenz auf Koch, die Reaktionsgeschwindigkeit der Einlassmengenmessung angehoben, so dass die Verfolgungsfähigkeit für die Steuerbeträge bei der Zündzeitpunktsteuerung und der Kraftstoffeinspritzsteuerung angehoben wird und daher eine Abweichung beim Abgas unterdrückt wird. Im Fall einer starken Beschleunigung oder dergleichen gibt es einen Fall, bei dem bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung die Steuerung auf solche Weise durchgeführt wird, dass das Gefühl von Beschleunigung erzeugt wird, indem das Drehmoment durch vorübergehende Betragsansteigkorrektur angehoben wird oder einen Fall, bei dem selbst bei Zündzeitpunktkorrektur eine über mehrere Hübe reichende transiente Rückstellkorrektur so implementiert wird, dass ein transientes Klopfen unterdrückt wird, und dann durch Anheben der Reaktionsgeschwindigkeit des BGL bei der Klopfsteuerung der Schwellenwertpegel mit hoher Nachführfähigkeit gesteuert wird, so dass die Steuerung auf solche Weise durchgeführt wird, dass ein Absenken des Drehmoments durch fehlerhafte Rückstellkorrektur unterdrückt wird.
Als ein Verfahrensbeispiel des Durchführens eines Umschaltens zwischen der Steuerung im Stationärbetriebsmodus und der Steuerung im Übergangsbetriebsmodus schlägt Patentdokument 1 ein Verfahren vor, bei dem im Fall des Übergangsbetriebsmodus mit Klopfsteuerung ein Klopfbestimmungsschwellenwert so korrigiert wird, dass eine fehlerhafte Klopfrückstellkorrektur aufgrund der raschen Änderung beim Pegel eines Klopfsensorsignals verhindert wird. Patentdokument 2 schlägt ein Verfahren vor, bei dem ein Beschleunigungs-/Abbremsmoduswert aus dem Berechnungswert berechnet wird, der durch Anwenden einer Filterung auf einen Lastmoduswert berechnet wird, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert wird. Weiterhin schlägt Patentdokument 3 ein Verfahren vor, bei dem, basierend auf der Drehzahl des Innenverbrennungsmotors, dem Drosselklappenöffnungsgrad und dem Verstellwinkel beim Einlassventil-Timing ein Schätzwert für eine Änderung bei der im Innenzylinder enthaltenen Luftmenge berechnet wird, der durch eine Änderung des Einlassventil-Timings im Übergangsbetriebsmodus verursacht wird, so dass die im Inneren des Zylinder enthaltene Luftmenge genau aus dem Berechnungswert berechnet wird, der durch Anwenden der Filterung auf den vorstehenden Schätzwert erhalten wird.
Patentdokument 4 offenbart die Tatsache, dass ein Lastinformationswert, wie etwa Fülleffizienz, in einer Weise wie eine Verzögerungsantwort erster Ordnung mit Änderung des Drosselklappenöffnungsgrads (später beschrieben) ansteigt. Patentdokument 5 offenbart, dass, wenn ein Innenverbrennungsmotor im Übergangsbetriebsmodus betrieben wird, Filterkoeffizienten umgeschaltet werden (später beschrieben).
[Referenzen des Stands der Technik]
(Patentdokumente)

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3325067
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. N6-249017
Patentdokument 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-264330
Patentdokument 4: Japanische geprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. H2-53622
Patentdokument 5: Japanisches Patent Nr. 2542116

Das in Patentdokument 1 offenbarte Verfahren, bei dem eine konventionelle Vorrichtung den Übergangsbetriebsmodus bestimmt, wird durch Detektieren einer Laständerung beim Drosselklappenöffnungsgrad oder dergleichen implementiert. Spezifisch ist das Verfahren auf eine solche Weise konfiguriert, dass basierend auf dem Änderungsbetrag pro Zeiteinheit beim Drosselklappenöffnungsgrad oder dergleichen, eine rasche Beschleunigung, mittlere Beschleunigung, oder geringe Beschleunigung bestimmt wird, und weiterhin eine transiente Korrektur in einem vorgegebenen Zeitraum nach der Bestimmung des Übergangsbetriebsmodus implementiert wird, und nachdem die Zeitperiode verstreicht, der Betrag der Übergangs-Korrektur graduell so gemindert wird, dass verhindert wird, dass nach Abschuss der Beschleunigung eine Pegeldifferenz beim Korrekturbetrag erzeugt wird. Jedoch sind im Falle dieses Verfahrens adäquate Gradbestimmungen erforderlich, in denen der Beschleunigungs-/Abbremsungsgrad, wie etwa rasche Beschleunigung, mittlere Beschleunigung oder langsame Beschleunigung, basierend auf dem Änderungsbetrag pro Zeiteinheit beim Drosselklappenöffnungsgrad oder dergleichen bestimmt werden, die Adäquatheit des Zeitraums, in dem die Übergangs-Korrektur implementiert wird und die Adäquatheit der Geschwindigkeit, mit der der Betrag der Übergangs-Korrektur graduell reduziert wird. Darüber hinaus hat es das Problem gegeben, dass in einem Fall, bei dem zur genauen Implementierung der Übergangs-Korrektur nicht nur der Übergangsbetriebsmodus implementiert wird, basierend auf dem Drosselklappenöffnungsgrad, sondern auch der Übergangsbetriebsmodus, der basierend auf dem Änderungsbetrag pro Zeiteinheit der Lufteinlassmenge oder bei der Drehzahl des Innenverbrennungsmotors implementiert sind, weitere Adäquatheiten/Abhängigkeiten erforderlich sind.
Im Gegensatz dazu wird im in Patentdokument 2 offenbarten Verfahren, bei dem eine konventionelle Vorrichtung einen Beschleunigungs-/Verlangsamungsmoduswert berechnet, die Differenz zwischen einem ersten Kompositwert, der durch Anwenden von Filterverarbeitung auf den Lastinformationswert berechnet wird, und einem zweiten Kompositwert, der durch weiteres Anwenden von Filterverarbeitung auf den ersten Kompositwert berechnet wird, als der Beschleunigungs-/Verlangsamungsmoduswert eingesetzt. Weil jedoch bei diesem Verfahren der Übergangsbetriebsmodus durch Verwenden der über die 2-Schritt-Filterverarbeitung erhaltenen Lastinformation bestimmt wird, kann die Detektion des Übergangsbetriebsmodus verzögert sein. Mit anderen Worten versteht sich, dass der Übergangsbetriebsmodus eines Innenverbrennungsmotors mit einer Änderung beim Drosselklappenöffnungsgrad beginnt, eine Änderung bei der Einlassmenge (einschließlich Lastinformationswerten wie etwa Einlasskrümmerdruck und eine Fülleffizienz) das Drehmoment des Innenverbrennungsmotors variiert und sich daher die Drehzahl des Innenverbrennungsmotors ändert, und die Einlassmenge und die Drehzahl des Innenverbrennungsmotors so stabilisieren, dass der Innenverbrennungsmotor in den Stationärbetriebsmodus kommt. Entsprechend hat es das Problem gegeben, dass die Übergangsmodusbestimmung mit nur der Lastinformation die Detektion des Übergangsbetriebsmodus verzögert, der mit einer Änderung beim Drosselklappenöffnungsgrad beginnt.
Weiterhin, weil in einer in Patentdokument 3 offenbarten konventionellen Vorrichtung, basierend auf der Drehzahl eines Innenverbrennungsmotors, dem Drosselklappenöffnungsgrad und dem Verstellwinkel beim Einlassventil-Timing, ein Schätzwert für eine Änderung bei der im Zylinder enthaltenen Luftmenge berechnet wird, die durch eine Änderung des Einlassventil-Timings im Übergangsbetriebsmodus verursacht wird, ist es vorstellbar, dass die Verzögerung der Übergangsmodusdetektion, welche das Problem der im vorstehenden Patentdokument 2 offenbarten konventionellen Vorrichtung ist, klein ist; weil jedoch eine Änderung bei der im Inneren des Zylinders enthaltenen Luftmenge unter Verwendung einer Mehrzahl von Informationsobjekten abgeschätzt wird, werden viele Steuerkennfelder eingesetzt; somit hat es das Problem gegeben, dass die Maschinenstunden für die Adäquatheiten massiv werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist implementiert worden, um die vorstehenden Probleme der konventionellen Vorrichtung zu lösen; deren Aufgabenstellung ist es, eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung bereitzustellen, die den Übergangsbetriebsmodus ohne Verzögerung detektieren kann und mit wenigen Maschinenstunden die Beachtung der Übergangskorrekturbeträge realisieren kann, einschließlich eines Beschleunigungs-/Verlangsamungsgrads, einer Übergangskorrekturperiode, einer Übergangskorrekturbetrags-Reduktionsgeschwindigkeit und dergleichen.
Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung zum Steuern der Abgabe eines Innenverbrennungsmotors; die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung wird dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Betriebszustandswert-Detektionseinheit, welche zwei oder mehr Betriebszustandswerte detektiert, die den Betriebszustandswert des Innenverbrennungsmotors anzeigen; eine Filterverarbeitungseinheit, die Filterverarbeitung auf die detektierten zwei oder mehr Betriebszustandswerte anwendet; eine Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit, die die Differenz zwischen dem filterprozessierten Betriebszustandswert und dem entsprechenden nicht-filterprozessierten Betriebszustandswert so berechnet, dass zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen berechnet werden; eine Betriebszustandswert-Differenznormalisierungseinheit, welche die zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen normalisiert, basierend auf vorbestimmten Referenzwerten für die zwei oder mehr Betriebszustandswerte, um so zwei oder mehr normalisierte Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; und eine Übergangskorrektureinheit, die einen Steuerbetrag zum Steuern der Abgabe des Innenverbrennungsmotors korrigiert, basierend auf den zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen, wenn sich der Innenverbrennungsmotor in einem Übergangsbetriebszustand befindet, beinhaltet.
Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Betriebszustandswert-Detektionseinheit, die zwei oder mehr Betriebszustandswerte detektiert, die einen Betriebszustand eines Innenverbrennungsmotors anzeigen; eine Filterungsverarbeitungseinheit, die Filterverarbeitung auf die detektierten zwei oder mehr Betriebszustandswerte anwendet; eine Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit, welche die Differenz zwischen dem filterprozessierten Betriebszustandswert und dem entsprechenden nicht-filterprozessierten Betriebszustandswert berechnet, um so zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; eine Betriebszustandswertsdifferenz-Normalisierungseinheit, welche die zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen normalisiert, basierend auf vorbestimmten Referenzwerten für die zwei oder mehr Betriebszustandswerte, um so zwei oder mehr normalisierte Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; und eine Übergangskorrektureinheit, welche einen Steuerbetrag zum Steuern der Ausgabe des Innenverbrennungsmotors korrigiert, basierend auf den zwei oder mehr normalisieren Betriebszustandswertdifferenzen, wenn der Innenverbrennungsmotor in einem Übergangsbetriebszustand ist. Als Ergebnis kann die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Übergangsbetriebsmodus ohne Verzögerung detektieren, indem zwei oder mehr Betriebszustandswerte eingesetzt werden; somit kann eine ausgezeichnete Wirkung dahingehend demonstriert werden, dass Übergangskorrekturbeträge, die einen Beschleunigungs-/Verlangsamungsgrad, eine Übergangskorrekturperiode, eine Übergangskorrekturbetrags-Reduktionsgeschwindigkeit und dergleichen beinhalten, mit wenigen Maschinenstunden adäquat eingestellt werden können.
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Gesamtschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches schematisch einen Innenverbrennungsmotor illustriert, auf den eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Blockdiagramm, des die Konfiguration der Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Klopfsteuereinheit in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ist ein Satz von Erläuterungsdiagrammen, welche schematisch den Vibrationspegel eines Innenverbrennungsmotors repräsentieren;
5 ist ein Timing-Diagramm, das schematisch ein Beispiel eines Übergangsbetriebsmodus eines Innenverbrennungsmotors repräsentiert;
6A und 6B sind Timing-Diagramme, die schematisch ein Verfahren zum Berechnen von Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentieren;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
8 ist ein Timing-Diagramm, das schematisch ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert; und
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
Nachfolgend wird eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch einen Innenverbrennungsmotor illustriert, auf den eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Im Allgemeinen ist ein Innenverbrennungsmotor für ein Fahrzeug, wie etwa ein Automobil, mit einer Mehrzahl von Zylindern und einer Mehrzahl von Kolben versehen; jedoch ist in 1 aus Gründen der Bequemlichkeit der Erläuterung nur ein einzelner Zylinder und nur ein einzelner Kolben illustriert.
In 1 ist ein Luftfilter 50 auf der stromaufwärtigen Seite des Einlasssystems 100 eines Innenverbrennungsmotor (nachfolgend als Motor bezeichnet) 1 vorgesehen, und ist an der stromabwärtigen Seite des Einlasssystems 100 ein Ausgleichsbehälter 500 vorgesehen, in dem durch den Luftfilter 5 aufgenommene Luft gespeichert wird. Der Ausgleichsbehälter 5 ist mit einer Mehrzahl von Zylindern des Motors 1 über die Vermittlung eines Einlasskrümmers 51 gekoppelt.
Der Öffnungsgrad des elektronisch gesteuerten Drosselklappenventils (nachfolgend einfach als Drosselklappenventil bezeichnet) 2, das an der stromaufwärtigen Seite des Ausgleichsbehälters 5 angeordnet ist, wird elektronisch so gesteuert, dass die Einlassluftflussrate des Einlasssystems 100 eingestellt wird. Ein Luftmassensensor 4, der auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselklappenventils 2 vorgesehen ist, misst die Einlassluftflussrate im Einlasssystem 100 und gibt ein der Messung entsprechendes Einlassluftflussratensignal aus.
Ein Drosselklappenöffnungsgradsensor 3 misst den Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 2 und gibt ein der Messung entsprechendes Drosselklappenöffnungsgradsignal aus. Anstelle des elektronischen Drosselklappenventils 2 kann ein mechanisches Drosselklappenventil eingesetzt werden, das direkt mit einem nicht illustrierten Gaspedal über einen Draht verbunden ist.
Ein im Ausgleichsbehälter 5 vorgesehener Einlasskrümmerdrucksensor 6 misst den Einlassluftdruck innerhalb des Ausgleichsbehälters 5, das heißt den Einlassluftdruck innerhalb des Einlasskrümmers 51, und gibt ein der Messung entsprechendes Einlasskrümmerdrucksignal aus. In Ausführungsform 1 sind sowohl der Luftmassensensor 4 als auch der Einlasskrümmerdrucksensor 6 vorgesehen; jedoch kann gestattet werden, dass nur einer von ihnen vorgesehen ist.
Ein variabler Einlassventilmechanismus 7 steuert das Öffnungs-/Schließ-Timing des Einlassventils 71, das am stromabwärtigen Einlassdurchlass des Ausgleichsbehälters 5 vorgesehen ist, variabel. Ein Injektor 8, der Kraftstoff injiziert, ist am Einlassdurchlass vorgesehen. Es mag gestattet werden, dass der Injektor 8 innerhalb des Zylinders des Motors 1 auf solche Weise vorgesehen ist, dass der Injektor 8 direkt in den Zylinder einspritzen kann.
Im Zylinderkopf des Motors 1 sind eine Zündspule 9 zum Zünden einer Kraftstoffluftmischung innerhalb des Zylinders und eine Zündkerze 10 vorgesehen, die integral mit der Zündspule 9 auf ausgebildet ist. Auf der Kurbelwelle des Motors 1 ist eine Platte 110 vorgesehen, die auf ihrem Umfang eine Mehrzahl von Kanten aufweist, die in solcher Weise angeordnet sind, dass sie voneinander in einem vorgegebenen Abstand beabstandet sind. Ein Kurbelwinkelsensor 11 ist auf solche Weise vorgesehen, dass er zu den Kanten der Platte 110 weist, die Kanten der Platte 110, die sich zusammen mit der Kurbelwelle dreht, detektiert, und ein mit den entsprechenden Distanzen zwischen den Kanten synchronisiertes Impulssignal ausgibt. Ein Klopfsensor 12, der im Motor 1 vorgesehen ist, gibt ein Vibrationswellenformsignal aus, basierend auf den Vibrationen des Motors 1.
Ein am Auslassdurchlass des Zylinders vorgesehenes Auslassventil 81 wird so geöffnet, dass Abgas aus dem Zylinder zu einem Abgassystem 200 abgegeben wird. Eine (nicht illustrierte) katalytische Vorrichtung zum Reinigen des Abgases ist an der stromabwärtigen Seite des Abgassystems 200 vorgesehen.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. In 2 ist eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 13 des Motors 1 aus einer Berechnungsvorrichtung, wie etwa einem Mikrocomputer, gebildet; das aus dem Luftflusssensor 4 ausgegebene Einlassluftflussratensignal, das aus dem Einlasskrümerdrucksensor 6 ausgegebene Einlasskrümmerdrucksignal, das aus dem Drosselklappenöffnungsgradsignal 13 ausgegebene Drosselklappenöffnungsgradsignal, das Impulssignal, das aus dem Kurbelwinkelsensor 11 ausgegeben wird und mit den entsprechenden Distanzen zwischen den Kanten der Platte 110 synchronisiert ist, und das Vibrationswellenformsignal, das auf der Vibration des Motors 1 basiert, und aus dem Klopfsensor 12 ausgegeben wird, werden an der ECU 13 eingegeben.
Aus verschiedenen Arten von nicht illustrierten Sensoren 300 werden jeweils andere als die vorstehenden Signale, die den Messungen entsprechen, an der ECU 13 eingegeben; weiterhin werden auch beispielsweise Signale aus anderen Steuervorrichtungen 400, wie etwa einem Automatikgetriebesystem, einem Bremssteuersystem und einem Traktionssteuersystem an der ECU 13 eingegeben.
Basierend auf dem Gaspedalöffnungsgrad, dem Betriebszustand des Motors 1 und dergleichen berechnet die ECU 13 einen Ziel-Drosselklappenöffnungsgrad und steuert den Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 2, basierend auf dem berechneten Ziel-Drosselklappenöffnungsgrad. Die ECU 13 steuert den variablen Einlassventilmechanismus 7 gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 variabel so, dass das Öffnungs-/Schließ-Timing des Einlassventils 71 gesteuert wird, steuert den Kraftstoffeinspritzbetrag durch Antreiben des Injektors 8 auf solche Weise, dass ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzielt wird, und steuert weiterhin das Zündtiming durch steuernde Energetisierung der Zündspule 9 auf solche Weise, dass ein Ziel-Zündtiming erzielt wird.
Wenn das Klopfen des Motors 1 auf solche Weise wie später beschrieben detektiert wird, führt die ECU 13 eine Steuerung durch, bei der durch Einstellen des Ziel-Zündtimings auf die Winkelverzögerungsseite (Rückstellseite) sie ein Auftreten von Klopfen unterdrückt. Die ECU 13 berechnet Anweisungswerte zum Steuern der verschiedenen Arten von Aktuatoren 500, außer den vorstehenden Vorrichtungen, und steuert die verschiedenen Arten von Aktuatoren 500, basierend auf den Anweisungswerten.
Als Nächstes wird eine Klopfsteuerung, die in der ECU 13 durchgeführt wird, erläutert. 13 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Klopfsteuereinheit in einer Motorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. In 3 ist die ECU 13 mit einer Schnittstellenschaltung 131 zur Klopfsteuerung und mit einem Mikrocomputer 132 versehen. Die Schnittstellenschaltung 131 ist mit einem Tiefpassfilter (ab jetzt als LPF bezeichnet) 14 zum Eliminieren der Hochfreguenzkomponenten des Ausgabesignals aus dem Klopfsensor 12 versehen.
Der gesamte Mikrocomputer 132 ist mit einem A/D-Wandler zum Umwandeln eines Analogsignals in ein Digitalsignal, einem ROM-Bereich, in dem Steuerprogramme und Steuerkonstanten gespeichert sind, einem RAM-Bereich, in dem Variablen zur Zeit, wenn die Programme implementiert sind, gespeichert werden, und dergleichen versehen; jedoch ist in 3 hauptsächlich die sich auf die Klopfsteuereinheit beziehende Konfiguration dargestellt.
Der Mikrocomputer 132 ist mit einem A/D-Wandler 15, einer DFT-Verarbeitungseinheit 16, einer Spitzenhalteeinheit 17, einer Durchschnittsverarbeitungseinheit 18, einer Schwellenwertberechnungseinheit 19, einer Vergleichs-/Berechnungseinheit 20, einer Allzündungs-Verzögerungswinkel-Berechnungseinheit 21 und einer Klopfkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 22 versehen. Der Mikrocomputer 132 ist auch mit einer Betriebszustandswert-Detektionseinheit 23, die als eine Betriebszustandswert-Detektionsvorrichtung dient, an der die Ausgabesignale aus dem Drosselklappenöffnungsgradsensor 3, dem Luftflusssensor 4, dem Einlasskrümerdrucksensor 6 und dem Kurbelwinkelsensor 11 mittels der Schnittstellenschaltung 131 eingegeben werden; einer Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit 24, die als eine Betriebszustandswert-Differenzberechnungsvorrichtung dient; einer Betriebszustandswert-Differenznormalisierungseinheit 25, die als eine Betriebszustandswert-Differenznormalisierungsvorrichtung dient; und einer Übergangs-Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 26, die als eine Übergangskorrekturvorrichtung dient, versehen.
Der A/D-Wandler 15 des Mikrocomputer 132 wendet eine A/D-Wandlung zu jedem spezifischen Zeitraum, beispielsweise 10 μs, oder 20 μs, auf das daraus aus dem Klopfsensor 12 über den LPF 14 eingegebene Vibrationswellenformsignal an. Um den A/D-Wandler 15 dazu zu bringen, alle Vibrationskomponenten aufzunehmen, beinhaltet der LPF 14 eine Funktion, in der eine Vorspannung, beispielsweise 2,5 V, an das Vibrationswellenformsignal angelegt ist, so dass das Zentrum der Vibrationskomponenten auf 2,5 V fixiert ist; weiterhin beinhaltet der LPF 14 auch eine Verstärkungsumwandlungsfunktion in der, im Fall, bei dem Vibrationskomponenten klein sind, die Vibrationskomponenten in Bezug auf 2,5 V verstärkt werden, und in dem Fall, wo Vibrationskomponenten groß sind, die Vibrationskomponenten in Bezug auf 2,5 V abgeschwächt werden, so dass die Vibrationskomponenten in den Bereich von 0 V bis 5 V fallen.
Der A/D-Wandler 15 kann konstant eine A/D-Wandlung auf das Analogsignal aus dem LPF anwenden und an die DFT-Verarbeitungseinheit 16 nur die Daten senden, die während einer Klopfdetektionszeitperiode erhalten werden, die in einer Zeitperiode eingestellt sind, während der ein Klopfen im Motor 1 auftritt, beispielsweise einen Zeitraum vom oberen Totpunkt (nachfolgend als TDC bezeichnet) eines Kolbens bis 50° Kurbelwinkel (CA) nach dem oberen Totpunkt (nachfolgend als ATDC bezeichnet); alternativ kann der A/D-Wandler 15 eine A/D-Wandlung nur unter Verwendung des Klopfdetektionszeitraums implementieren, der von TDC bis ATDC 50° CA eingestellt ist, und kann die Daten an die Einheiten nach und einschließlich der DFT-Verarbeitungseinheit 16 senden.
Als Nächstes wird der vorstehende Klopfdetektionszeitraum X erläutert. 4 ist ein Satz von erläuternden Diagrammen, welche schematisch den Vibrationspegel eines Innenverbrennungsmotors repräsentieren; 4(1) repräsentiert einen Fall, bei dem kein Klopfen auftritt, und 4(2) repräsentiert einen Fall, bei dem Klopfen auftritt; (a) und (A), die beide A/D-Fenster repräsentieren, und (b) und (B), die beide Wellenformen von Klopfsensorsignalen repräsentieren. Im Fall (1), wenn während des Klopfdetektionszeitraums kein Klopfen auftritt, sind die Vibrationskomponenten eines Klopfsensorsignals b klein, wodurch keine durch ein Klopfen verursachte, abnormale Vibration vorkommt. Jedoch sind im Fall (2), wenn ein Klopfen während des Klopfdetektionszeitraums auftritt, die Vibrationskomponenten eines Klopfsensorsignals b groß, wodurch eine durch ein Klopfen verursachte abnormale Vibration auftritt. Zusätzlich existiert eine durch Geräusch verursachte Vibration nicht nur im Fall (1), sondern auch im Fall (2). Wie oben beschrieben, wird als der Klopfdetektionszeitraum ein Zeitraum eingestellt, in dem die Amplituden der Vibrationskomponenten sich abhängig davon ändern, oh ein Klopfen existiert oder nicht.
Wiederum in 3 wird in der DFT-Verarbeitungseinheit 16 eine Zeit-Frequenz-Analyse durch Digitalsignalverarbeitung auf ein Klopfsensorsignal angewendet, welches das A/D-Fenster des A/D-Wandlers 15 passiert hat. Als diese Digitalsignalverarbeitung wird eine Verarbeitung, die beispielsweise als eine Diskrete Fourier-Transformation (DFT) oder Kurzzeit-Fourier-Transformation (STFT) bezeichnet wird, so implementiert, dass die Spektrallinien von verschiedenen klopfinhärenten Frequenzkomponenten berechnet werden. In der Digitalsignalverarbeitung können die klopfinhärenten Frequenzkomponenten unter Verwendung eines IIR-(infinite Impulsantwort)Filter oder eines FIR-(finite Impulsantwort)Filters extrahiert werden. Die Berechnung in der DFT-Verarbeitungseinheit 16 kann implementiert werden, während eine A/D-Wandlung implementiert wird, oder kann kollektiv über Unterbrechungsverarbeitung implementiert werden, die mit der Drehung des Motors synchronisiert ist.
Die Spitzenhalteeinheit 17 berechnet den Spitzenhaltewertes VP(n) einer in der DFT-Verarbeitungseinheit 16 berechneten Spektrallinie. Die Verarbeitung in den Einheiten nach der und beinhaltend die Spitzenhalteeinheit 17 wird in einer mit der Umdrehung des Motors synchronisierten Unterbrechungsverarbeitung implementiert. Durch Verwenden der Gleichung (1) unten, wendet eine Durchschnittseinheit 18 als eine Durchschnittsvorrichtung eine Filterverarbeitung auf den Spitzenhaltewert VP(n) an, der bei jedem Hub des Motors durch die Spitzenhalteeinheit 17 berechnet wird, um so den gefilterten Wert VBGL(n) zu berechnen. Der gefilterte Wert VBGL(n) entspricht dem BGL, welches der Durchschnittswert von Vibrationspegeln der Spitzenhaltewerte VP(n) ist. VBGL(n) = K1(n) × VBGL(n – 1) + (1 – K1(n)) × VP(n) (1)

VBGL(n):: gefilterter Wert,
VP(n):: Spitzenhaltewert
K1(n):: 1. Filterkoeffizient,
n:: Anzahl von Hüben

Nachfolgend berechnet die Schwellenwertberechnungseinheit 19 als eine Schwellenwertberechnungsvorrichtung einen Klopfbestimmungsschwellenwert. Zuerst werden anhand der Gleichungen (2) und (3) unten die Varianz und die Standardabweichung berechnet. Die Schwellenwertberechnungseinheit 19 beinhaltet eine Standardabweichungsberechnungsvorrichtung. VV(n) = K2(n) × VV(n – 1) + (1 – K2(n)) × (VBGL(n) – VP(n)) (2) VSGM(n) = sqrt(VV(n)) (3)

VSGM(n):: Standardabweichung,
VV(n):: Varianz
K2(n):: 2. Filterkoeffizient,
sqrt():: Quadratwurzel-Berechnungsfunktion

Nachfolgend wird der Klopfbestimmungsschwellenwert anhand der Gleichung (4) unten berechnet. VTH(n) – VBGL(n) + Kth × VSGM(n) (4)

VTH(n):: Klopfbestimmungsschwellenwert,
Kth:: Schwellenwert Berechnungskoeffizient

Hier werden der in der Durchschnittseinheit 18 und der Schwellenberechnungseinheit 19 eingesetzte erste Filterkoeffizient K1(n) und ein zweiter Filterkoeffizient K2(n) basierend auf einem Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) korrigiert; das Verfahren der Berechnung des Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) und das Verfahren des Korrigierens des ersten Filterkoeffizient K1(n) und des zweiten Filterkoeffizienten K2(n), basierend auf dem Übergangskorrekturkoeffizient K_kt(n) wird später beschrieben.
Durch Vergleichen eines Spitzenhaltewerts VP(n), der durch die Spitzenhalteeinheit 17 berechnet wird, mit einem Klopfbestimmungsschwellenwert VTH(n), der durch die Schwellenberechnungseinheit 19 berechnet wird, bestimmt die Vergleichs-/Berechnungseinheit 20, basierend auf der Gleichung (5) unten, ob ein Klopfen aufgetreten ist oder nicht, und gibt ein der Intensität eines Klopfens entsprechendes Klopfintensitätssignal aus. Die Vergleichs-/Berechnungseinheit 20 bildet eine Klopfdetektionseinheit. VK(n) = max{(VP(n) – VTH(n))/VTH(n),0} (5)

VK(n):: Klopfintensität (wenn VK(n) > 0, wird bestimmt, dass ein Klopfen auftritt).

Basierend auf dem Ergebnis der Klopfbestimmung durch die Vergleichs-/Berechnungseinheit 20 berechnet die Allzündungs-Verzögerungswinkel-Berechnungseinheit 21 anhand der Gleichung (6) unten den Verzögerungswinkel entsprechend der Klopfintensität für jede Zündung. ΔθR(n) = max{–VK(n) × Kg(n), θmin} (6)

ΔθR(n):: Allzündungs-Verzögerungswinkel,
Kg(n):: Verzögerungswinkel-Reflektionskoeffizient,
θmin:: maximaler Verzögerungswinkel.

Die Klopfkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 22 akkumuliert den durch die Allzündungs-Verzögerungswinkel-Berechnungseinheit 21 berechneten Allzündungs-Verzögerungswinkel ΔθR(n), um so den Klopfkorrekturbetrag zum Zündzeitpunkt zu berechnen; wenn jedoch kein Klopfen auftritt, wird der Klopfkorrekturbetrag in einer Winkel vorstellenden Weise wiederhergestellt. Der Klopfkorrekturbetrag wird anhand der Gleichung (7) unten berechnet. θR(n) = min{θR(n – 1) + ΔθR(n) + Ka, θmax} (7)

θR(n):: Klopfkorrekturbetrag,
Ka(n):: Vorstellwinkel-Restaurierungskoeffizient,
θmax:: Maximaler Vorstellwinkel.

Unter Verwendung des auf solche Weise wie oben beschrieben berechneten Klopfkorrekturbetrags θR wird das abschließende Zündtiming anhand der Gleichung (8) unten berechnet. θIG = θB + θR(n) (8)

θIG:: Finales Zündtiming,
θB:: Grundzündtiming

Die Allzündungs-Verzögerungswinkel-Berechnungseinheit 21 und die Klopfkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 22 bilden eine Klopfsteuereinheit.
Bislang ist ein Verarbeitungsverfahren erläutert worden, in dem im Block von der DFT-Verarbeitungseinheit 16 bis zur Klopfkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 22 eine Klopfdetektion, welche das Ergebnis einer Frequenzanalyse einsetzt, durch digitale Signalverarbeitung implementiert wird und der Zündtimingwinkel so verzögert wird, dass die Klopfsteuerung zum Unterdrücken eines Klopfens erzielt wird.
Als Nächstes wird das Verfahren zum Berechnen des vorstehenden Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) erläutert. In 3, basierend auf Signalen aus einer Mehrzahl von Sensoren, wie etwa dem Drosselklappenöffnungsgradsensor 3, dem Luftflusssensor 4, dem Einlasskrümmerdrucksensor 6 und dem Kurbelwinkelsensor 11, detektiert die Steuerverstärkungsänderungseinheit 23 eine Mehrzahl von Betriebszustandswerten. Die Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit 24 berechnet entsprechende Betriebszustandswertdifferenzen für die Mehrzahl von durch die Steuerverstärkungsänderungseinheit 23 detektierten Betriebszustandsdetektionswerten. Als Nächstes normalisiert die Betriebszustandswert-Differenznormalisierungseinheit 25 die durch die Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit 24 berechnete Betriebszustandswertdifferenz. Die Übergangs-Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 26 berechnet den Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) unter Einsatz des normalisierten Wertes der durch die Betriebszustandswert-Differenznormalisierungseinheit 25 berechneten Betriebszustandswertdifferenz. Als Nächstes wird das Verfahren zum Berechnen des Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) detaillierter unten erläutert.
Zuerst wird ein Beispiel eines Übergangsbetriebsmodus des Motors 1 erläutert. 5 ist ein Timing-Diagramm, das schematisch ein Beispiel eines Übergangsbetriebsmodus eines Motors repräsentiert. Das Timing-Diagramm in 5 repräsentiert einen beispielhaften Fall, bei dem die Drosselklappe in einer Stufenweise von einem Stationärbetriebsmodus aus öffnet; (a), (b), (c) und (d) repräsentieren den Drosselklappenöffnungsgrad, die Füll-Effizienz, die Motordrehzahl bzw. den Spitzenhaltewert der Spektren des Klopfsensorsignals.
In 5 ist der Stationärbetriebsmodus mit einem vorbestimmten Drosselklappenöffnungsgrad ein Modus, bei dem die Luftmenge, die das Drosselklappenventil 2 passiert, die Motordrehzahl und das Motorlastmoment (beispielsweise im Fall, wenn das Fahrzeug fährt, bezeichnet das Motorlastmoment das Fahrlastdrehmoment, und in dem Fall, wenn das Fahrzeug im Leerlaufmodus ist, kann es das mechanische Verlustdrehmoment des Motors sein) einander ausgleichen (dieser besondere Modus wird in (a) bis (c) in 5 durch ”A” angezeigt). Wenn sich der Drosselklappenöffnungsgrad zur ”Offen”-Seite (in (a) von 5 durch ”B” angezeigt) verändert, steigt die Luftmenge, die die Drosselklappe 2 passiert (diese bestimmte Menge ist ungefähr dieselbe wie die Luftmenge, welche durch den Luftflusssensor 4 detektiert wird), wodurch der Druck innerhalb des Ausgleichsbehälters 5 auf solche Weise ansteigt, wie eine verzögerte Antwort erster Ordnung.
Weil der Motor 1 die Luft in dem Ausgleichsbehälter 5 durch Vermittlung des Einlassventils 71 aufnimmt, steigt auch die Füll-Effizienz ungefähr synchron zum Druck innerhalb des Ausgleichsbehälters 5. Auf solche Weise wie oben beschrieben, steigt die Füll-Effizienz auf solche Weise als eine verzögerte Antwort erster Ordnung bis zu einer Änderung bei der Luftmenge an, welche die Drossel passiert (angezeigt durch ”C” in (b) von 5). Nachfolgend, wenn die Füll-Effizienz steigt, steigt auch das Ausgabedrehmoment des Motors 1 an; somit beginnt die Motordrehzahl ebenfalls, zu steigen (angezeigt durch ”D” in (c) von 5). Danach, wenn die Luftmenge, die die Drosselklappe 2 passiert, die Motordrehzahl und das Motorlastdrehmoment einander ausgleichen, gelangt das Fahrzeug wieder in den Stationärbetriebsmodus (angezeigt durch ”F” in (a) bis (c) von 5). In dem Fall, wenn sich die Drosselklappe in einer Stufenweise vom Stationärbetriebsmodus aus öffnet, wird der Übergangsbetriebsmodus durch das vorstehende Verhalten repräsentiert.
Im Allgemeinen wird als der Lastinformationswert die Füll-Effizienz, die Zylindereinlassluftmenge, der Druck innerhalb des Ausgleichsbehälters (Einlasskrümmerdruck) oder dergleichen verwendet; jedoch wird die nachfolgende Erläuterung unter Verwendung der Füll-Effizienz als Lastinformationswert gegeben. Es ist beispielsweise aus dem vorstehenden Patentdokument 4 oder dergleichen wohlbekannt, dass der Lastinformationswert, wie etwa die Füll-Effizienz, auf solche Weise wie bei einer verzögerten Antwort erster Ordnung ansteigt, wenn sich der Drosselklappenöffnungsgrad ändert.
Wenn das Fahrzeug im Übergangsbetriebsmodus ist, wird das Verhalten des Spitzenhaltewerts des Spektrums des Klopfsensorsignals in (d) von 5 repräsentiert. Bei dieser Erläuterung wird ein Beispiel beschrieben, bei dem, wenn der Filterkoeffizient auf solche Weise eingestellt ist, dass er zum Stationärbetriebsmodus passt, anhand des unter Verwendung der vorstehenden Gleichungen (1) bis (4) erläuterten Berechnungsverfahren, der BGL und der Klopfbestimmungsschwellenwert für den Spitzenhaltewert berechnet werden. Um den Filterkoeffizienten für den Stationärbetriebsmodus geeignet zu machen, ist es erforderlich, die Vibration des Spitzenhaltewerts soweit als möglich zu unterdrücken, wenn der BGL berechnet wird; somit ist es erforderlich, den Filterkoeffizienten groß einzustellen (die Grenzfrequenz wird niedrig eingestellt) beispielsweise in einer solchen Weise, dass K1 = K2 = 0,995.
jedoch kann in dem Fall, bei dem ein für den Stationärbetriebsmodus geeigneter Filterkoeffizient eingesetzt wird, eine Verzögerung bei der Nachverfolgung des BGL im Übergangsbetriebsmodus auftreten und kann damit ein Klopfen fehlerhaft detektiert werden (angezeigt durch ”F” in (d) von 5). Entsprechend sind bislang dafür Maßnahmen mittels eines Verfahrens ergriffen worden, bei dem im Übergangsbetriebsmodus die Filterkoeffizienten umgeschaltet werden (siehe beispielsweise Patentdokument 5) oder durch ein Verfahren, bei dem der Schwellenwert korrigiert wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1); jedoch ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkoeffizient anhand des Übergangsbetriebsmodus korrigiert werden kann.
Als Nächstes wird das Verfahren erläutert, bei dem in der Motorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ein Übergangskorrekturkoeffizient anhand des Übergangsbetriebsmodus berechnet wird.
Die 6A und 6B sind Timing-Diagramme, welche schematisch ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Der Drosselklappenöffnungsgrad (a), die Füll-Effizienz (b) und die Motordrehzahl (c) in 6A repräsentieren denselben Übergangsbetriebsmodus wie in (a) bis (c) von 5 repräsentierte jedoch werden in (a) bis (c) von 6(a) filterverarbeitete Werte zu den jeweiligen Betriebszustandsbeträgen addiert.
Das Diagramm (d) in 6 repräsentiert den Berechnungswert der Betriebszustandsbetragsdifferenz zwischen dem filterverarbeiteten Wert und dem nicht-filterverarbeiteten Wert jedes der Betriebszustandsbeträge. Die Betriebszustandsbetragsdifferenz, die auf solche Weise wie oben beschrieben berechnet ist, ist proportional zum Änderungsbetrag beim Betriebszustandsbetrag; die Motorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbetriebsmodus unter Verwendung der Betriebszustandsbetragsdifferenz bestimmt wird.
In dieser Hinsicht sind jedoch die Betriebszustandswertdifferenzen, die in (d) von 6 repräsentiert sind, Werte mit Dimensionen der entsprechenden Betriebszustandsbeträge; daher wird in dem Fall, bei dem der Übergangsbetriebsmodus durch Verwendung einer Mehrzahl von Betriebszustandswertdifferenzen bestimmt wird, die Bequemlichkeit durch Normalisieren der Betriebszustandsbeträge erhöht. Entsprechend wird für jeden Betriebszustandsbetrag ein Normalisierungsreferenzwert vorläufig eingestellt und wird durch Verwendung dieses Normalisierungsreferenzwerts jeder Betriebszustandsbetrag normalisiert; weiterhin, wenn der Betriebszustandsbetrag, der den Normalisierungsreferenzwert übersteigt, abgeschnitten wird, wird die normalisierte Betriebszustandsbetragdifferenz wie in (e) von 6 repräsentiert.
Aus der Drosselklappenöffnungsgraddifferenz, der Füll-Effizienzdifferenz und der Motordrehzahldifferenz, welche die in einer wie oben beschriebenen Weise berechneten entsprechenden, normalisierten Betriebszustandsbetragsdifferenzen sind, werden Übergangskorrekturkoeffizienten zum Interpolieren der gefilterten Werte, welche für den Stationärbetriebsmodus adäquat sind, und die gefilterten Werte, die für den Übergangsbetriebsmodus adäquat sind, berechnet. Als Verfahren zum Berechnen von Übergangskorrekturkoeffizienten sind zum Beispiel ein Verfahren, bei dem, wie es bei einem Übergangskorrekturkoeffizienten 1 in (f) von 6 der Fall ist, der Maximalwert von jeweils normalisieren Betriebszustandswertdifferenzen berechnet wird, und ein Verfahren, bei dem, wie es bei einem Übergangskorrekturkoeffizienten 2 in (g) von 6 der Fall ist, der Gesamtsummenwert der entsprechenden normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen berechnet wird, denkbar.
Des Diagramm (h) in 6 repräsentiert Beispiele von BGL und Klopfbestimmungs-Schwellenwerten, welche durch Verwenden des berechneten Übergangskorrekturkoeffizienten berechnet werden, wie oben beschrieben, um so die gefilterten Werte, die für den Stationärbetriebsmodus adäquat sind, und die gefilterten Werte, die für den Übergangsbetriebsmodus adäquat sind, zu interpolieren. Wie in (h) von 6 repräsentiert, kann der BGL für den Spitzenhaltewert rückverfolgt werden, selbst wenn sich das Fahrzeug im Übergangsbetriebsmodus befindet; daher kann der Klopfbestimmungs-Schwellenwert angemessen berechnet werden, wodurch eine fehlerhafte Klopfdetektion unterdrückt werden kann.
In der obigen Erläuterung ist das Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten basierend auf einem Drosselklappenöffnungsgrad, einer Füll-Effizienz und einer Motordrehzahl beschrieben worden; es kann jedoch gestattet sein, dass anstelle von einem Drosselklappenöffnungsgrad, ein durch andere Einlassbetragssteuervorrichtung gesteuerter Betrag, wie etwa ein variabler Ventilvorstellwinkel oder ein variabler Ventilhebebetrag, eingesetzt wird; weiterhin kann es gestattet sein, dass anstelle einer Füll-Effizienz ein anderer Lastinformationswert wie etwa eine Volumen-Effizienz, ein Einlassrohrinnendruck, eine Zylindereinlassluftmenge oder ein Zylinderinnendruck eingesetzt wird.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Berechnen des vorstehenden Übergangskorrekturkoeffizienten spezifischer erläutert werden, der für den Übergangsbetriebsmodus adäquat ist. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentiert. Das Flussdiagramm in 7 dient dazu, spezifisch die durch die Betriebszustandswert-Differenzberechnungseinheit 24, die Betriebszustandswert-Differenznormalisierungseinheit 25 und die Übergangs-Korrekturkoeffizienten-Berechnungseinheit 26, die in 3 illustriert sind, durchgeführten Berechnungen zu erläutern; dieses besondere Flussdiagramm repräsentiert einen Fall, wo, wie im Fall von 6, ein Drosselklappenöffnungsgrad, eine Füll-Effizienz und eine Motordrehzahl als die durch die Betriebzustandswert-Detektionseinheit 23 zu detektierenden Betriebsstatuswerte eingesetzt werden.
Die in 7 repräsentierte Verarbeitung kann über die beispielsweise in einem Zyklus von 10 ms durchgeführte Hauptverarbeitung implementiert sein oder kann durch Unterbrechungsverarbeitung implementiert werden, die synchron mit der Drehung des Motors 1 auftritt.
In 7 wird in Schritt S101 eine Filterverarbeitung auf den Drosselklappenöffnungsgrad Th(n) angewendet, so dass ein filterverarbeiteter Drosselklappenöffnungsgrad Th_f(n) berechnet wird. Ein hier eingesetzter Filterkoeffizient Kf wird hier vorläufig (z. B. wird ein Wert von ungefähr 0,975 eingesetzt), auf solche Weise eingestellt, dass ein Übergangskorrekturkoeffizient, der in einem vorbestimmten Übergangsbetriebsmodus zu berechnen ist, berechnet wird.
Im Schritt S102 wird die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz zwischen dem gefilterten Drosselklappenöffnungsgrad und dem nicht-gefilterten Drosselklappenöffnungsgrad berechnet und dann wird eine Normalisierung, basiert auf einem Drosselklappenöffnungsgradnormalisierungs-Referenzwert Th_n auf die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz angewendet, so dass eine normalisierte Drosselklappenöffnungsgraddifferenz ΔTh(n) berechnet wird. Hier bezeichnet (n) das Timing der aktuellen Verarbeitung; (n – 1) bezeichnet das Timing der unmittelbar vorherigen Verarbeitung (in der Hauptverarbeitung bezeichnet sie die Verarbeitung, die vor 10 ms durchgeführt worden ist, und in der Rotationsynchronisationsverarbeitung bezeichnet sie die Verarbeitung, die einen Hub zuvor durchgeführt worden ist).
Im Schritt S103 wird eine Filterverarbeitung auf eine Füll-Effizienz Ec(n) so angewendet, dass eine gefilterte Füll-Effizienz Ec_f(n) berechnet wird; im Schritt S104 wird die Füll-Effizienzdifferenz zwischen der gefilterten Füll-Effizienz und der nicht-gefilterten Füll-Effizienz berechnet und dann wird eine Normalisierung, basierend auf einem Füll-Effizienz-Normalisierungsreferenzwert Ec_n auf die Füll-Effizienzdifferenz angewendet, so dass eine normalisierte Füll-Effizienzdifferenz ΔEc(n) berechnet wird. Der Schritt S103 bildet eine Filterverarbeitungseinheit der vorliegenden Erfindung.
Im Schritt S105 wird eine Filterverarbeitung auf einer Motordrehzahl Ne(n) angewendet, so dass eine gefilterte Motordrehzahl Ne_f(n) berechnet wird; in Schritt S106 wird die Motordrehzahldifferenz zwischen der gefilterten Motordrehzahl und der nicht-gefilterten Motordrehzahl berechnet und dann wird eine Normalisierung, basierend auf dem Motordrehzahlnormalisierungs-Referenzwert Ne_n auf die Motordrehzahldifferenz angewendet, so dass ein normalisierte Motordrehzahldifferenz ΔNe(n) berechnet wird.
Im Schritt S107 wird der Übergangskorrekturkoeffizient K_kt(n) berechnet. In 7 wird ein Verfahren (entsprechend (f) von 6) zum Berechnen der entsprechenden Maximalwerte der normalisierten Drosselklappenöffnungsgraddifferenz ΔTh(n), der normalisierten Füll-Effizienzdifferenz ΔEc(n), der normalisierten Motordrehzahldifferenz
repräsentiert, jedoch kann ein Verfahren (entsprechend (g) von 6) zum Berechnen des Gesamtsummenwertes dieser Differenzen und Beschneiden der Gesamtsumme auf einen vorbestimmten Wert (z. B. 1,0) eingesetzt werden. Zusätzlich kann ein Totband auf solche Weise vorgesehen sein, dass die Differenz, welche die gleiche oder kleiner einem vorbestimmten Wert (z. B. 0,05) ist, als ”0” angesehen wird.
Im Schritt S108 wird durch Einsetzen des Übergangskorrekturkoeffizient K_kt(n), der auf solche Weise wie oben beschrieben berechnet worden ist, der erste Filterkoeffizient K1(n) berechnet, der in Gleichung (1) eingesetzt wird. Hier ist ein erster Filterkoeffizient K1_k ein Filterkoeffizient adäquat zum Übergangsbetriebsmodus, bei dem die Responsivität am meisten erforderlich ist; K1_s ist ein Filterkoeffizient, der für den Stationärbetriebsmodus adäquat ist. Der zweite Filterkoeffizient K2(n), der in Gleichung (2) eingesetzt wird, kann in ähnlicher Weise berechnet werden.
In der Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erläutert, wird der Übergangsbetriebsmodus detektiert, indem ein Einlassmengensteuerwert, ein Lastmoduswert und eine Motordrehzahl eingesetzt werden; daher kann der Übergangsbetriebsmodus ohne Verzögerung detektiert werden, wobei selbst wenn das Fahrzeug sich im Übergangsbetriebsmodus befindet, kontinuierlich festgestellt werden kann, in welchem Modus aus dem Niedrigbeschleunigungsmodus, dem mittleren Beschleunigungsmodus und dem raschen Beschleunigungsmodus der aktuelle Modus ist. Weil die Übergangskorrektur basierend auf dem Bestimmungswert implementiert wird, kann ein zum Übergangsbetriebsmodus adäquater Steuerbetrag berechnet werden. Darüber hinaus werden der Stationärzustandssteuerbetrag und der Übertragungszustandssteuerbetrag basierend auf dem durch den Maximalwert aus einer Mehrzahl von normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen oder durch den Gesamtsummenwert derselben berechneten Übergangskorrekturkoeffizienten interpoliert; daher kann mit wenigen Adäquatheitsmaschinenstunden der Übertragungsbetriebssteuerbetrag berechnet werden, der für den Zeitraum und den Übergangszustand des Übergangsbetriebsmodus adäquat ist. Durch Anwenden dieses Verfahrens auf die Klopfsteuerung werden der BGL und die Standardabweichung der Vibrationspegel von Klopffrequenzkomponenten gemäß dem Übergangsbetriebsmodus berechnet; somit kann der Klopfbestimmungsschwellenwert korrekt eingestellt werden, selbst wenn sich das Fahrzeug im Übergangsbetriebsmodus befindet, wodurch ein fehlerhaftes Rückstellen unterdrückt werden kann.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 ist ungefähr dieselbe wie die vorstehende Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1; daher werden in der Erläuterung unten nur sich von jenen der Ausführungsform 1 unterscheidende Teile beschrieben. In Ausführungsform 1 wird ein Übergangskorrekturkoeffizient berechnet und auf die Kalkulation eines BGL und eines Klopfbestimmungsschwellenwerts bei der Klopfsteuerung angewendet, welche durch die Gleichungen (1) bis (4) repräsentiert sind; jedoch wird in Ausführungsform 2 ein Übergangskorrekturkoeffizient auf die Berechnung des Rückstellbetrags der Vorstellwinkel-Wiederherstellgeschwindigkeit bei der Klopfdetektion, repräsentiert durch die Gleichungen (6) und (7), angewendet.
8 ist ein Timing-Diagramm, das schematisch ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert. In 8 repräsentieren die Diagramme (a) und (b) denselben Übergangskorrekturkoeffizienten im Übergangsbetriebsmodus und dieselben Spitzenhaltewerte der Klopfsensorsignalspektren wie jene, die in (g) bzw. (h) repräsentiert sind; jedoch repräsentiert das Diagramm (b) von 8 einen Zustand, wenn ein Klopfen oder ein lautes Geräusch im Stationärbetriebsmodus und dem Übergangsbetriebsmodus auftritt.
Im Diagramm (c) von 8 repräsentiert eine durch Gleichung (5) berechnete Klopfintensität, wenn wie oben beschrieben ein Klopfen oder lautes Geräusch bzw. Rauschen auftritt. Bei dieser Erläuterung wird zum leichteren Vergleich angenommen, dass die jeweiligen Klopfintensitäten von Klopfern, die im Stationärbetriebsmodus und dem Übergangsbetriebsmodus auftreten, zueinander gleich sind. Das Diagramm (d) von 8 repräsentiert den mittels der Gleichungen (6) und (7) berechneten Klopfrückstellbetrag; der Grund, warum selbst die Klopfer oder lauten Geräuschsignale denselben Pegel aufweisen, gibt es eine Differenz beim Rückstellbetrag zu einem Zeitpunkt, wenn ein Klopfen auftritt, und eine Differenz bei der Vorstellwinkelgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, wenn kein Klopfen auftritt, dass der Verzögerungswinkel-Reflektionskoeffizient Kg und der Vorstellwinkel-Wiederherstellkoeffizient Ka anhand des Übergangskorrekturkoeffizienten korrigiert werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Berechnen des Klopfrückstellbetrags, der einem Übergangsbetriebsmodus adäquat ist, gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, die oben erläutert worden ist, erläutert. 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen eines Übergangskorrekturkoeffizienten in einer Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert. Die im Flussdiagramm in 8 repräsentierte Verarbeitung kann über die beispielsweise in einem Zyklus von 10 ms durchgeführte Hauptverarbeitung implementiert werden, wie im selben Fall bei der in 7 repräsentierten Verarbeitung, oder kann über Unterbrechungsverarbeitung implementiert werden, die synchron mit der Drehung des Motors stattfindet.
In 9 sind die Schritte S201 bis S207 dieselben wie die Schritte S101 bis S107 in 7; daher wird deren Erläuterung weggelassen. Im Schritt S208 wird durch Einsetzen des Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt(n) der Verzögerungswinkel-Reflektionskoeffizient Kg(n) berechnet, der in Gleichung (6) eingesetzt wird. Hier ist Kg_k ein Verzögerungswinkel-Reflektionskoeffizient, der dem Übergangsbetriebsmodus adäquat ist, in dem die Responsivität am meisten erforderlich ist; Kg_s ist ein Verzögerungswinkel Reflektionskoeffizient, der dem Stationärbetriebsmodus adäquat ist.
Auch wird im Schritt S209 durch Einsetzen des Übergangskorrekturkoeffizienten K_kt (n) der Vorstellwinkel-Wiederherstellkoeffizient Ka(n) berechnet, der in Gleichung (7) eingesetzt wird. Hier ist Ka_k ein Vorstellwinkel-Wiederherstellkoeffizient, der dem Übergangsbetriebsmodus adäquat ist, in welchem die Responsivität am meisten benötigt wird; Ka_s ist ein Vorstellwinkel-Wiederherstellkoeffizient, der dem Stationärbetriebsmodus adäquat ist.
Wie oben erläutert, werden in der Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eine Klopfintensität bei der Klopfsteuerung und ein Klopfrückstellbetrags-Übergangskoeffizient adäquat dem Übergangsbetriebsmodus anhand des Übergangskorrekturkoeffizienten berechnet (beispielsweise wird der Klopfrückstellbetrag im Übergangsbetriebsmodus kleiner als derjenige im Stationärbetriebsmodus eingestellt); daher wird selbst in einem Fall, bei dem ein Klopfen verursacht wird, wenn ein Fahrzeug sich im Übergangsbetriebsmodus befindet, eine kritische Masse des Rückstellens implementiert und selbst wenn dies fehlerhaft ist, wird diese Rückstellung soweit wie möglich daran gehindert, die Abgabe zu senken. Zusätzlich wird eine Klopfrückstellbetrags-Vorstellwinkelwiederherstellgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, wenn kein Klopfen detektiert wird, auf solche Weise berechnet, dass sie zum Übergangsbetriebsmodus passt (beispielsweise wird die Vorstellwinkel-Wiederherstellgeschwindigkeit im Übergangsbetriebsmodus eingestellt, dass sie schneller ist als die im Stationärbetriebsmodus); daher kann selbst in einem Fall, bei dem ein Klopfen verursacht wird, wenn sich ein Fahrzeug im Übergangsbetriebsmodus befindet, soweit als möglich verhindert werden, dass die Abgabe sinkt, und selbst wenn sie fehlerhaft ist, wird diese Rückstellung soweit als möglich daran gehindert, die Abgabe zu senken.
Bislang sind detaillierte Ausführungsformen 1 und 2 erläutert worden, in denen allen eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in die Praxis umgesetzt wird; Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben die folgenden Merkmale.
(1) Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie beinhaltet eine Betriebszustandswert-Detektionseinheit, die zwei oder mehr Betriebszustandswerte detektiert, die einen Betriebszustand eines Innenverbrennungsmotors anzeigen; eine Filterverarbeitungseinheit, die eine Filterverarbeitung auf die detektierten zwei oder mehr Betriebszustandswert anwendet; eine Betriebszustandswertdifferenz-Berechnungseinheit, welche die Differenz zwischen dem filterverarbeiteten Betriebszustandswert und dem entsprechenden nicht-filterverarbeiteten Betriebszustandswert so berechnet, dass zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen berechnet werden; eine Betriebszustandswertdifferenz-Normalisierungseinheit, welche die zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen normalisiert, basierend auf vorbestimmten Referenzwerten für die zwei oder mehr Betriebszustandswerte, um so zwei oder mehr normalisierte Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; und eine Übergangskorrektureinheit, welche einen Steuerbetrag zum Steuern der Abgabe des Innenverbrennungsmotors korrigiert, basierend auf den zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen, wenn der Innenverbrennungsmotor sich in einem Übergangsbetriebsmodus befindet.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass durch Einsetzen von zwei oder mehr Betriebszustandswerten ein Übergangsbetriebsmodus ohne Verzögerung detektiert werden kann, wodurch eine exzellente Wirkung dahingehend demonstriert werden kann, dass Übergangskorrekturbeträge, einschließlich einem Beschleunigungs-/Verlangsamungsgrad, einem Übergangskorrekturzeitraum, einer Übergangskorrekturbetrags-Reduktionsgeschwindigkeit und dergleichen mit wenigen Maschinenstunden adäquat gemacht werden können.
(2) Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Betriebszustandsdetektionseinheit detektierten Betriebszustandswerte einen Einlassbetragssteuerwert des Innenverbrennungsmotors, einen Lastinformationswert des Innenverbrennungsmotors und/oder eine Drehzahl des Innenverbrennungsmotors beinhalten.
In dieser Konfiguration wird ein bergangsbetriebsmodus durch Verwenden des Einlassmengensteuerwerts, des Lastinformationswerts und der Drehzahl detektiert; daher kann der Übergangsbetriebsmodus ohne Verzögerung detektiert werden.
(3) eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskorrektureinheit den Maximalwert der berechneten zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen berechnet und einen Stationärbetriebssteuerbetrag und einen Übergangsbetriebssteuerbetrag für den Innenverbrennungsmotor basierend auf dem berechneten Maximalwert interpoliert.
Bei dieser Konfiguration werden ein Stationärbetriebssteuerbetrag und ein Übergangsbetriebssteuerbetrag basierend auf dem Maximalwert der zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen interpoliert; daher kann mit wenigen Adäquatheitsmaschinenstunden der Übergangsbetriebssteuerbetrag berechnet werden, der dem Zeitraum und dem Übergangszustand des Übergangsbetriebsmodus adäquat ist.
(4) Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskorrektureinheit den Gesamtsummenwert der berechneten zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen berechnet und einen Stationärbetriebssteuerbetrag und einen Übergangsbetriebssteuerbetrag für den Innenverbrennungsmotor interpoliert, basierend auf dem berechneten Gesamtsummenwert.
Bei dieser Konfiguration werden ein Stationärbetriebssteuerbetrag und ein Übergangsbetriebssteuerbetrag interpoliert, basierend auf dem Gesamtsummenwert von zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen; daher kann mit wenigen Adäquatheitsmaschinenstunden der Übergangsbetriebssteuerbetrag berechnet werden, der dem Zeitraum und den Übergangsstatus des Übergangsbetriebsmodus adäquat ist.
(5) Die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Klopfsensor, der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors detektiert; eine Klopffrequenzextraktionseinheit, die aus der Ausgabe des Klopfsensors Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor verursacht wird; eine Durchschnittseinheit, die eine Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die eine Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um so eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenwertberechnungseinheit, die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit, die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit, die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität und den Klopfkorrekturbetrag in einer Winkelvorstellweise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird. Die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskorrektureinheit als Korrektur des Steuerbetrags einen Filterkoeffizienten korrigiert, der bei der Filterverarbeitung in der Durchschnittseinheit und/oder der Filterverarbeitung in der Standardabweichungsberechnungseinheit eingesetzt wird. Bei dieser Konfiguration werden der BGL und die Standardabweichung der Vibrationspegel von Klopffrequenzkomponenten bei der Klopfsteuerung gemäß einem Übergangsbetriebsmodus berechnet; somit kann selbst in einem Fall eines Übergangsbetriebsmodus der Klopfbestimmungsschwellenwert angemessen eingestellt werden, wodurch fehlerhaftes Rückstellen unterdrückt werden kann.
(6) Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Klopfsensor, der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors detektiert; eine Klopffrequenz-Extraktionseinheit, die aus der Ausgabe des Klopfsensors Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor verursacht wird; eine Durchschnittseinheit, welche Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenwertberechnungseinheit, die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit, die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit, die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität, und den Klopfkorrekturbetrag in Winkel-vorstellender Weise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird. Die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskorrektureinheit als Korrektur des Steuerbetrags eine Klopfintensität korrigiert, die eingesetzt wird zur Berechnung eines Klopfkorrekturbetrags zum Rückstellen des Zeitpunkts der Zündung durch die Klopfsteuereinheit, und eines Transformationskoeffizienten für den Klopfkorrekturbetrag.
Bei dieser Konfiguration werden die Klopfintensität bei der Klopfsteuerung und der Übergangskoeffizient für einen Klopfrückstellbetrag auf solche Weise berechnet, dass sie dem Übergangsbetriebsmodus entsprechen (beispielsweise wird der Klopfrückstellbetrag im Übergangsbetriebsmodus kleiner eingestellt als der im Stationärbetriebsmodus); daher wird, selbst wenn ein fehlerhaftes Rückstellen verursacht wird, dieses fehlerhafte Rückstellen daran gehindert, die Abgabe zu senken.
(7) Eine Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Klopfsensor, der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors detektiert; eine Klopffrequenzextraktionseinheit, die aus der Ausgabe des Klopfsensors Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor verursacht wird; eine Durchschnittseinheit, die Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um so eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenberechnungseinheit, die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit, die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit, die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität und den Klopfkorrekturbetrag in einer Winkel-vorstellenden Weise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird. Die Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskorrektureinheit als Korrektur des Steuerbetrags eine Vorstellwinkel-Wiederherstellgeschwindigkeit zum Wiederherstellen eines Klopfkorrekturbetrags in einer Winkel-vorstellenden Weise zu der Zeit korrigiert, wenn kein Klopfen detektiert wird. Bei dieser Konfiguration wird eine Klopfrückstellbetragsvorstellende Winkelwiederherstellgeschwindigkeit zum Zeitpunkt, wenn kein Klopfen detektiert wird, auf solche Weise berechnet, dass sie dem Übergangsbetriebsmodus entspricht (beispielsweise wird die Vorstellwinkel-Wiederherstellgeschwindigkeit im Übergangsbetriebsmodus eingestellt, schneller als im Stationärbetriebsmodus zu sein); daher, selbst wenn ein fehlerhaftes Rückstellen verursacht wird, wird dieses fehlerhafte Rückstellen daran gehindert, die Abgabe zu senken.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, ohne vom Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen und es versteht sich, dass diese nicht auf die hier dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 3325067 [0005]
JP 6-249017 [0005]
JP 11-264330 [0005]
JP 2-53622 [0005]
JP 2542116 [0005]

Claims

Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung zum Steuern der Abgabe eines Innenverbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Betriebszustandswert-Detektionseinheit (23), die zwei oder mehr Betriebszustandswerte detektiert, die einen Betriebszustand eines Innenverbrennungsmotors (1) anzeigen; eine Filterverarbeitungseinheit (S103), die eine Filterverarbeitung auf die detektierten zwei oder mehr Betriebszustandswert anwendet; eine Betriebszustandswertdifferenz-Berechnungseinheit (24), welche die Differenz zwischen dem filterverarbeiteten Betriebszustandswert und dem entsprechenden nicht-filterverarbeiteten Betriebszustandswert so berechnet, dass zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen berechnet werden; eine Betriebszustandswertdifferenz-Normalisierungseinheit (25), welche die zwei oder mehr Betriebszustandswertdifferenzen normalisiert, basierend auf vorbestimmten Referenzwerten für die zwei oder mehr Betriebszustandswerte, um so zwei oder mehr normalisierte Betriebszustandswertdifferenzen zu berechnen; und eine Übergangskorrektureinheit (26), welche einen Steuerbetrag zum Steuern der Abgabe des Innenverbrennungsmotors (1) korrigiert, basierend auf den zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen, wenn der Innenverbrennungsmotor (1) sich in einem Übergangsbetriebsmodus befindet.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die durch die Betriebszustandsdetektionseinheit (23) detektierten Betriebszustandswerte einen Einlassbetragssteuerwert des Innenverbrennungsmotors (1), einen Lastinformationswert des Innenverbrennungsmotors (1) und/oder eine Drehzahl des Innenverbrennungsmotors (1) beinhalten.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Übergangskorrektureinheit (26) den Maximalwert der berechneten zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen berechnet und einen Stationärbetriebssteuerbetrag und einen Übergangsbetriebssteuerbetrag für den Innenverbrennungsmotor (1) basierend auf dem berechneten Maximalwert interpoliert.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Übergangskorrektureinheit (26) den Gesamtsummenwert der berechneten zwei oder mehr normalisierten Betriebszustandswertdifferenzen berechnet und einen Stationärbetriebssteuerbetrag und einen Übergangsbetriebssteuerbetrag für den Innenverbrennungsmotor (1) interpoliert, basierend auf dem berechneten Gesamtsummenwert.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter beinhaltend einen Klopfsensor (12), der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors (1) detektiert; eine Klopffrequenzextraktionseinheit (16), die aus der Ausgabe des Klopfsensors (12) Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor (1) verursacht wird; eine Durchschnittseinheit (18), die eine Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit (19), die eine Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um so eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenwertberechnungseinheit (19), die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit (20), die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit (21, 22), die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors (1) berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität, und den Klopfkorrekturbetrag in einer Winkelvorstellweise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird, wobei die Übergangskorrektureinheit (26) als Korrektur des Steuerbetrags einen Filterkoeffizienten korrigiert, der bei der Filterverarbeitung in der Durchschnittseinheit (18) und/oder der Filterverarbeitung in der Standardabweichungsberechnungseinheit (19) eingesetzt wird.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter beinhaltend: einen Klopfsensor (12), der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors (1) detektiert; eine Klopffrequenz-Extraktionseinheit (16), die aus der Ausgabe des Klopfsensors (12) Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor (1) verursacht wird; eine Durchschnittseinheit (18), welche Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit (19), die Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenwertberechnungseinheit (19), die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit, die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit (20), die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors (1) berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität, und den Klopfkorrekturbetrag in Winkel-vorstellender Weise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird, wobei die Übergangskorrektureinheit (26) als Korrektur des Steuerbetrags eine Klopfintensität korrigiert, die eingesetzt wird zur Berechnung eines Klopfkorrekturbetrags zum Rückstellen des Zeitpunkts der Zündung durch die Klopfsteuereinheit (21, 22), und eines Transformationskoeffizienten für den Klopfkorrekturbetrag.
Innenverbrennungsmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter beinhaltend: einen Klopfsensor (12), der eine Vibration eines Innenverbrennungsmotors (1) detektiert; eine Klopffrequenzextraktionseinheit (16), die aus der Ausgabe des Klopfsensors (12) Klopffrequenzkomponenten extrahiert, basierend auf einem Klopfen, das im Innenverbrennungsmotor (1) verursacht wird; eine Durchschnittseinheit (18), die Filterverarbeitung auf Vibrationspegel der extrahierten Klopffrequenzkomponenten anwendet und einen Hintergrundpegel entsprechend dem Durchschnittswert der Vibrationspegel berechnet; eine Standardabweichungs-Berechnungseinheit (19), die Filterverarbeitung auf Differenzen zwischen Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem Hintergrundpegel anwendet, um so eine Standardabweichung zu berechnen; eine Schwellenberechnungseinheit (19), die einen Klopfbestimmungsschwellenwert berechnet, basierend auf dem berechneten Hintergrundpegel und der Standardabweichung; eine Klopfdetektionseinheit (20), die das Klopfen detektiert, basierend auf den Vibrationspegeln der extrahierten Klopffrequenzkomponenten und dem berechneten Klopfbestimmungsschwellenwert; und eine Klopfsteuereinheit (21, 22), die, wenn Klopfen detektiert wird, die Intensität des verursachten Klopfens berechnet, basierend auf dem Hintergrundpegel, den Vibrationspegeln der Klopffrequenzkomponenten und dem Klopfbestimmungsschwellenwert, und einen Klopfkorrekturbetrag zum Rückstellen des Zündzeitpunkts des Innenverbrennungsmotors berechnet, basierend auf der berechneten Klopfintensität und den Klopfkorrekturbetrag in einer Winkel-vorstellenden Weise wiederherstellt, wenn kein Klopfen detektiert wird, wobei die Übergangskorrektureinheit (26) als Korrektur des Steuerbetrags eine Vorstellwinkel-Wiederherstellgeschwindigkeit zum Wiederherstellen eines Klopfkorrekturbetrags in einer Winkel-vorstellenden Weise zu der Zeit korrigiert, wenn kein Klopfen detektiert wird.