DE102013218969A1 - Steuersystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor angegeben, der in der Lage ist, das kraftstoffeffizienteste Drehmoment gemäß den Betriebszuständen des Motors geeignet zu berechnen, ohne vorab Arbeitslinien zu setzen oder zu erlernen, die die kraftstoffeffizientesten Drehmomente angeben, wodurch es möglich gemacht wird, die Kosten zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Wenn in dem Steuersystem der Motor mit einer vorbestimmten Referenzdrehzahl läuft, werden eine Mehrzahl von Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parametern, die einer Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten zugeordnet sind, basierend auf einer Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung berechnet, welche die Beziehung zwischen vorläufigen Einlassluftmengen und geschätzten Drehmomenten ist, die man erhält, wenn die vorläufigen Einlassluftmengen zugeführt werden. Ferner wird ein geschätztes Drehmoment, das einem Minimalwert der Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parameter zugeordnet ist, als kraftstoffeffizientestes Drehmoment bei der Referenzdrehzahl berechnet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zum Steuern/Regeln des Motors basierend auf dem kraftstoffeffizientesten Drehmoment.
  • Ein herkömmliches Steuersystem für einen Verbrennungsmotor dieser Art ist in JP 2006-193137 offenbart. Dieses Steuersystem steuert einen an einem Hybridfahrzeug angebrachten Verbrennungsmotor basierend auf Arbeitslinien, die das ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis minimierende Drehmoment in Bezug auf die Drehzahl des Motors (Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment) repräsentieren, während es eine Steuerung zum Erlernen und Aktualisieren der Arbeitslinien durchführt. Insbesondere setzt das Steuersystem vorab eine Arbeitslinie für jeden Satz von Umgebungsbedingungen, wie etwa Außenlufttemperatur, Atmosphärendruck und Feuchtigkeit, auf eine Koordinatenebene, in der das Drehmoment und die Drehzahl des Motors als Koordinatenachsen gesetzt sind, und speichert jede Arbeitslinie als eine einer Mehrzahl von vorbestimmten Arbeitslinien. Ferner berechnet das Steuersystem, während der Motor läuft, das Kraftstoffverbrauchsverhältnis basierend auf dem erfassten Drehmoment, der Drehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge des Motors. Wenn das berechnete Kraftstoffverbrauchsverhältnis kleiner als ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis ist, das durch eine Arbeitslinie angegeben ist, die dem derzeitigen Satz von Umgebungsbedingungen zugeordnet ist, wird die Arbeitslinie unter Verwendung des berechneten Kraftstoffverbrauchsverhältnis aktualisiert.
  • Wie oben beschrieben wird bei dem obigen herkömmlichen Steuersystem der Motor basierend auf den vorbestimmten Arbeitslinien gesteuert. Insbesondere wenn daher die Arbeitslinien satzweise basierend auf den Umgebungsbedingungen gesetzt werden, ist es erforderlich, vorab eine große Anzahl von Arbeitslinien zu setzen, was die Anzahl von Setzschritten und hierdurch die Kosten des Steuersystems erhöht. Ferner wird, solange nicht der Satz von Umgebungsbedingungen erfüllt ist, eine Arbeitslinie, die dem Satz der Umgebungsbedingungen zugeordnet ist, nicht erlernt, und daher wird der Motor manchmal basierend auf einer nicht gelernten Arbeitslinie unter Verwendung des von einem Optimalwert abweichenden kraftstoffeffizientesten Drehmoments gesteuert. In diesem Fall wird der Kraftstoffverbrauch schlechter.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das in der Lage ist, direkt und richtig ein kraftstoffeffizientestes Drehmoment gemäß den Betriebszuständen des Motors zu berechnen, ohne Arbeitslinien vorab zu setzen oder zu erlernen, die das kraftstoffeffizienteste Drehmoment angeben, um hierdurch die Kosten des Steuersystems reduzieren und den Kraftstoffverbrauch des Motors verbessern zu können.
  • Zur Lösung der Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vor, das ein kraftstoffeffizientestes Drehmoment berechnet, welches ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis minimiert, und den Motor basierend auf dem kraftstoffeffizientesten Drehmoment steuert/regelt, umfassend ein Luftkraftstoffverhältnis-Steuermittel zum Steuern/Regeln des Luftkraftstoffverhältnisses eines in einer Brennkammer verbrannten Gemischs auf ein vorbestimmtes Soll-Luftkraftstoffverhältnis; und ein Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen des kraftstoffeffizientesten Drehmoments, das erzeugt wird, wenn der Motor bei einer vorbestimmten Referenzmotordrehzahl läuft; worin das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel umfasst: ein Maximales-Einlassluftmenge-Berechnungsmittel zum Berechnen, basierend auf Betriebszuständen des Motors, einer maximalen Einlassluftmenge, die in die Brennkammer gesaugt werden kann, als maximale Einlassluftmenge; ein Vorläufige-Einlassluftmenge-Setzmittel zum Setzen einer Mehrzahl von voneinander unterschiedlichen vorläufigen Einlassluftmengen innerhalb eines Einlassluftmengenbereichs, der von 0 bis zur berechneten maximalen Einlassluftmenge reicht; ein Geschätztes-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen, basierend auf den Betriebszuständen des Motors, von geschätzten Drehmomenten, die schätzungsweise von dem Motor ausgegeben werden, unter der Annahme, dass die gesetzte Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen in die Brennkammer gesaugt werden, jeweils als Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten; ein Vorläufiges-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Setzmittel zum Setzen einer Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, eine Beziehung zwischen der Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen und der Mehrzahl von berechneten geschätzten Drehmomenten ist; und ein Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Mehrzahl von Kraftstoffverbrauchsverhältnissen, die der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten jeweils zugeordnet sind, basierend auf der gesetzten Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung; worin eines der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten, das einem einzigen minimalen Kraftstoffverbrauchsverhältnis der Mehrzahl von berechneten Kraftstoffverbrauchsverhältnissen zugeordnet ist, als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment bei der Referenzmotordrehzahl berechnet wird.
  • Mit der Konfiguration dieses Steuersystems wird das Luftkraftstoffverhältnis des Gemischs auf das vorbestimmte Soll-Luftkraftstoffverhältnis gesteuert/geregelt, und das kraftstoffeffizienteste Drehmoment (das Drehmoment des Motors, welches das Kraftstoffverbrauchsverhältnis minimiert), welches erzeugt wird, wenn der Motor mit einer vorbestimmten Referenzdrehzahl läuft, wird basierend auf den Betriebszuständen des Motors durch das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel wie folgt berechnet: Zuerst wird die maximale Ansaugluftmenge, die in die Brennkammer gesaugt werden kann, basierend auf den Betriebszuständen des Motors berechnet, und die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen wird in den Bereich der maximalen Ansaugluftmenge gesetzt. Dann wird die Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten, die schätzungsweise von dem Motor ausgegeben werden, unter der Annahme, dass die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen in die Brennkammer gesaugt werden, jeweils basierend auf den Betriebszuständen des Motors und der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschchätzes-Drehmoment-Beziehung, welche die Beziehung zwischen den berechneten vorläufigen Einlassluftmengen und den berechneten geschätzten Drehmomenten ist, berechnet. Dann werden, basierend auf der gesetzten Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschchätzes-Drehmoment-Beziehung die Kraftstoffverbrauchsverhältnisse, die den geschätzten Drehmomenten zugeordnet sind, berechnet. Dann werden, basierend auf der gesetzten Vorläufige-Einlassluftmenge-Schätzdrehmoment-Beziehung die Kraftstoffverbrauchsverhältnisse, die dem geschätzten Drehmomenten zugeordnet sind, jeweils berechnet, und eines der geschätzten Drehmomente, dem das minimale berechnete Kraftstoffverbrauchsverhältnis zugeordnet ist, wird als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment bei der Referenzdrehzahl berechnet.
  • Wie oben beschrieben, wird die Beziehung zwischen den vorläufigen Lufteinlassmengen und den zugeordneten geschätzten Drehmomenten des zugeordneten Motors als Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschchätzes-Drehmoment-Beziehung basierend auf den Betriebszuständen des Motors gesetzt. Ferner beruht die vorliegende Erfindung auf den Voraussetzungen, dass das Luftkraftstoffverhältnis des Gemischs auf das vorbestimmte Soll-Luftkraftstoffverhältnis gesteuert/geregelt wird, d. h., ein Verhältnis zwischen der Einlassluftmenge und der Kraftstoffmenge ist fest, und daher repräsentiert die Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschchätzes-Drehmoment-Beziehung, die wie oben beschrieben gesetzt ist, direkt die Beziehung zwischen der Kraftstoffmenge und dem Drehmoment des Motors.
  • Daher ist es möglich, eine Mehrzahl von Kraftstoffverbrauchsverhältnissen, die einer Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten zugeordnet sind, basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschchätzes-Drehmoment-Beziehung richtig zu berechnen. Ferner wird eines der geschätzten Drehmomente, das dem minimalen berechneten Kraftstoffverhältnis zugeordnet ist, als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment berechnet, wodurch es möglich wird, das kraftstoffeffizienteste Drehmoment bei einer Referenzdrehzahl richtig zu berechnen, während Betriebszuständen des Motors während der Berechnung des Drehmoments mit größter Kraftstoffeffizienz direkt wiedergespiegelt werden, ohne ein verzögertes Lernen zu verursachen, wie im herkömmlichen Steuersystem. Infolgedessen ist es durch Steuern/Regeln des Motors basierend auf dem geeigneten kraftstoffeffizientesten Drehmoment möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Ferner ist es, im Unterschied zum herkömmlichen Steuersystem, nicht erforderlich, vorab Arbeitslinien zu setzen oder zu aktualisieren, welche die Drehmomente mit größter Kraftstoffeffizienz angeben, was es möglich macht, die Kosten des Steuersystems zu reduzieren.
  • Bevorzugt berechnet das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel eine Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten, die erzeugt werden, wenn der Motor bei einer Mehrzahl von vorbestimmten Referenzdrehzahlen läuft, einschließlich der einen Referenzdrehzahl, und das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel weist ferner ein Arbeitslinien-Setzmittel auf, um eine Arbeitslinie, welche eine Mehrzahl von Arbeitspunkten verbindet, die jeweilige Kombinationen der Referenzdrehzahlen und der Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten, die der Mehrzahl von Referenzdrehzahlen zugeordnet sind, auf eine Koordinatenebene zu setzen, die durch Koordinatenachsen definiert ist, die eine Drehzahl und ein Drehmoment des Motors repräsentieren.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung werden die Mehrzahl der kraftstoffeffizientesten Drehmomente in Bezug auf die Mehrzahl von Referenzdrehzahlen jeweils berechnet, und die Arbeitslinie, welche die Betriebspunkte verbindet, die jeweilige Kombinationen der Referenzdrehzahlen und der kraftstoffeffizientesten Drehmomente sind, wird auf die Koordinatenebene gesetzt, welche durch die Koordinatenachse definiert ist, die die Drehzahl und das Drehmoment des Motors repräsentieren. Daher ist es leicht möglich, aus der Arbeitslinie eine Kombination einer Drehzahl und eines Drehmoment des Motors auszuwählen, aus der das kraftstoffeffiziente ste Drehmoment erhalten werden kann und die zum Steuern/Regeln des Motors geeignet ist.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Sollausgangsleistungssetzmittel zum Setzen einer Sollausgangsleistung des Motors; und ein Solldrehmomentsetzmittel zum Auswählen einer Kombination eines Drehmoments mit einer Drehzahl des Motors, die der gesetzten Sollausgangsleistung genügen, basierend auf der Arbeitslinie, und Setzen des Drehmoments und der Drehzahl als Solldrehmoment und Solldrehzahl.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung ist es leicht möglich, die Kombination des Drehmoments und der Drehzahl des Motors auszuwählen, welche einem gesetzten Ausgangsdrehmoment des Motors genügt, basierend auf der oben beschrieben gesetzten Arbeitslinie, und das Drehmoment und die Drehzahl als das Solldrehmoment und die Solldrehzahl richtig zu setzen.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Solleinlassluftmengensetzmittel zum Setzen einer minimalen vorläufigen Einlassluftmenge, die das geschätzte Drehmoment gleich dem Solldrehmoment macht und/oder in die Nähe davon bringt, als die Solleinlassluftmenge, durch Auswählen der minimalen vorläufigen Einlassluftmenge aus der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die in Bezug auf die Referenzdrehzahl gesetzt ist, die der Solldrehzahl zugeordnet ist.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung wird die minimale vorläufige Einlassluftmenge, die das geschätzte Drehmoment gleich dem Solldrehmoment macht oder in die Nähe davon bringt, aus Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung ausgewählt, welche in Bezug auf die Referenzdrehzahl gesetzt ist, welche der Solldrehzahl zugeordnet ist, und die ausgewählte minimale vorläufige Einlassluftmenge wird als die Solleinlassluftmenge gesetzt. Daher ist es auch dann, wenn es eine Mehrzahl von Lösungen für die Einlassluftmenge gibt, um ein Solldrehmoment zu erreichen, möglich, gezielt eine minimale Einlassluftmenge auszuwählen, ohne ein Pendeln der Einlassluftmenge zu verursachen. Durch Setzen der gewählten minimalen Einlassluftmenge als die Solleinlassluftmenge ist es dann möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Da ferner die Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die vorab für die Berechnung des kraftstoffeffizientesten Drehmoments gesetzt ist, benutzt, ist es leicht möglich, die Solleinlassluftmenge mit geringer Rechenlast zu setzen.
  • Bevorzugt sucht das Solleinlassluftmengensetzmittel sequentiell die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen in zunehmender Reihenfolge der vorläufigen Einlassluftmengen basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätzes-Drehmoment-Beziehung nach jener vorläufigen Einlassluftmenge ab, die das geschätzte Drehmoment gleich dem Solldrehmoment macht oder in die Nähe davon bringt, und beendet die Suche der vorläufigen Einlassluftmengen, wenn die vorläufige Einlassluftmenge gefunden ist, welche das geschätzte Drehmoment gleich der dem Solldrehmoment macht oder in die Nähe davon bringt, während die aufgefundene vorläufige Einlassluftmenge als die Solleinlassluftmenge gesetzt wird.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung werden die vorläufigen Einlassluftmengen sequentiell in zunehmender Reihenfolge der vorläufigen Einlassluftmengen nach der vorläufigen Einlassluftmenge abgesucht, welche das geschätzte Drehmoment gleich oder dem Solldrehmoment macht oder in der Nähe davon bringt, und wenn die vorläufige Einlassluftmenge, die das geschätzte Drehmoment gleich dem Solldrehmoment macht oder in die Nähe davon bringt, gefunden ist, wird die Suche nach vorläufigen Einlassluftmengen beendet, während die aufgefundene vorläufige Einlassluftmenge als die Solleinlassluftmenge gesetzt wird. Daher ist es möglich, gezielt eine minimale Einlassluftmenge auszuwählen, die ein Solldrehmoment erreicht. Da ferner die Suche nach der vorläufigen Einlassluftmenge beendet wird, wenn die vorläufige Einlassluftmenge gefunden ist, und keine weitere Suche durchgeführt wird, ist es möglich, die Rechenlast zu reduzieren.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Geschätztes-Drehmoment-Kennlinien-Setzmittel zum Setzen einer geschätzten Drehmomentkennlinie, welche Charakteristiken der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten in Bezug auf die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen repräsentiert, basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die in Bezug auf die Referenzdrehzahl gesetzt ist, die der Solldrehzahl zugeordnet ist; ein Drehmoment-Nichtanstiegs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob es einen Nichtanstiegspunkt gibt oder nicht, bei dem das geschätzte Drehmoment nicht weiter ansteigt, auch wenn die vorläufige Einlassluftmenge zunimmt, auf der gesetzten Geschätztes-Drehmomentkennlinie; ein Grenzdrehmoment-Setzmittel zum Setzen des geschätzten Drehmoments entsprechend dem Nichtanstiegspunkt als Grenzdrehmoment, wenn bestimmt wird, dass es einen Nichtanstiegspunkt gibt; und ein Solleinlassluftmengen-Setzmittel zum Setzen der vorläufigen Einlassluftmenge entsprechend dem Nicht-Anstiegspunkt als die Solleinlassluftmenge, wenn das Solldrehmoment größer als das Grenzdrehmoment ist.
  • Mit der Konfiguration dieser bevorzugten Ausführung wird die Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie, welche Charakteristiken der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten in Bezug auf die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen repräsentiert, basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätzes-Drehmoment-Beziehung setzt, die in Bezug auf die Referenzdrehzahl gesetzt ist, in Zuordnung zur Solldrehzahl. Ferner wird bestimmt, ob es auf der gesetzten Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie einen Nichtanstiegspunkt gibt oder nicht (Punkt auf der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie, bei der das geschätzte Drehmoment auch dann nicht weiter ansteigt, wenn die vorläufige Einlassluftmenge zunimmt). Der Nichtanstiegspunkt enthält einen maximalen Punkt entsprechend einem Maximalwert, wo sich das geschätzte Drehmoment von einer Zunahme zur Abnahme klar ändert, wenn die vorläufige Einlassluftmenge zunimmt, oder einem Anfangspunkt eines Abschnitts, wo das geschätzte Drehmoment im Wesentlichen konstant ist, anstatt zuzunehmen, wenn der Abschnitt vorhanden ist. Wenn bestimmt wird, dass es einen Nichtanstiegspunkt gibt, an dem das geschätzte Drehmoment nicht weiter ansteigt, wird das geschätzte Drehmoment entsprechend dem Nichtanstiegspunkt als die Drehmomentgrenze gesetzt. Wenn das Solldrehmoment größer als das Grenzdrehmoment ist, wird die vorläufige Einlassluftmenge entsprechend dem Nichtanstiegspunkt als die Solleinlassluftmenge gesetzt.
  • Falls es auf der gesetzten Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie einen Nichtanstiegspunkt gibt, auf den das geschätzte Drehmoment nicht weiter ansteigt, wird, wenn ein Solldrehmoment, das größer als das Grenzdrehmoment entsprechend dem Nichtanstiegspunkt ist, gesetzt wird, die Solleinlassluftmenge auf die vorläufige Einlassluftmenge entsprechend dem Nichtanstiegspunkt begrenzt. Dies verhindert, dass beim Setzen der Solleinlassluftmenge den Nichtanstiegspunkt überschreitet, wodurch es möglich gemacht wird, effektiv übermäßigen Kraftstoffverbrauch zu vermeiden, der nicht zu einer Drehmoment-Zunahme des Motors beiträgt, wodurch es möglich gemacht wird, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Falls ferner der Nichtanstiegspunkt, bei dem das geschätzte Drehmoment nicht weiter ansteigt, ein Maximalpunkt ist, wird, wenn die Einlassluftmenge über den Maximalpunkt hinaus zunimmt, nicht nur Kraftstoff überflüssig verbraucht, sondern es sinkt auch das Drehmoment des Motors, und daher ist es durch Begrenzung der Solleinlassluftmenge wie oben erwähnt auch möglich, eine Drehmomentabnahme des Motors wirkungsvoll zu verhindern, wodurch es möglich gemacht wird, die Fahreigenschaften zu verbessern.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Drehmoment-Wiederanstiegs-Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob es einen Wiederanstiegspunkt gibt oder nicht, bei dem das geschätzte Drehmoment, welches erneut ansteigt, gleich oder größer als das Grenzdrehmoment wird, innerhalb eines Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge, der größer ist als ein Wert entsprechend dem Nicht-Anstiegspunkt auf der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie; und worin in einem Fall, wo bestimmt wird, dass der Wiederanstiegspunkt vorhanden ist, wenn das Solldrehmoment größer als das Grenzdrehmoment ist, das Solleinlassluftmengensetzmittel die vorläufige Einlassluftmenge, die größer als ein dem Wiederanstiegspunkt entsprechender Wert ist, als die Solleinlassluftmenge setzt, anstelle der vorläufigen Einlassluftmenge entsprechend dem Nichtanstiegspunkt.
  • Mit der Konfiguration dieser bevorzugten Ausführung wird bestimmt, ob es auf der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie einen Wiederanstiegspunkt gibt oder nicht, wo das geschätzte Drehmoment erneut ansteigt und gleich oder größer als das Grenzdrehmoment wird, innerhalb des Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge, die größer ist als der Wert entsprechend dem Nichtanstiegspunkt. Falls bestimmt wird, dass es einen Wiederanstiegspunkt gibt, wird, wenn das Solldrehmoment größer als das Grenzdrehmoment ist, die vorläufige Einlassluftmenge, die größer als der Wert entsprechend dem Wiederanstiegspunkt ist, als die Solleinlassluftmenge gesetzt, anstelle der vorläufigen Einlassluftmenge entsprechend dem Nichtanstiegspunkt. Hierdurch wird es möglich gemacht, eine Anforderung des Fahrzeugfahrers soweit wie möglich zu erfüllen, dass der Motor ein größeres Drehmoment ausgibt, wodurch es möglich gemacht wird, die Fahreigenschaften zu verbessern.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ein Vorläufige-Solldrosselventilöffnungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer vorläufigen Solldrosselventilöffnung, die ein vorläufiger Sollwert des Öffnungsgrads eines Drosselventils zum Einstellen der Einlassluftmenge ist, gemäß der Solleinlassluftmenge; und ein Solldrosselventiöffnungssetzmittel zum Setzen einer Solldrosselventilöffnung, die ein letztendlicher Sollwert des Öffnungsgrads des Drosselventils ist, auf die vorläufige Solldrosselventilöffnung, wenn die berechnete vorläufige Solldrosselventilöffnung gleich oder kleiner als eine effektive Ventilöffnung ist, welche ein Öffnungsgrad des Drosselventils ist, über den hinaus das Drehmoment des Motors angenähert nicht weiter ansteigt, und Setzen der Solldrosselventilöffnung, wenn die vorläufige Solldrosselventilöffnung größer als die effektive Ventilöffnung ist, durch Begrenzung der Solldrosselventilöffnung auf die effektive Ventilöffnung.
  • Wenn das Drosselventil als eine Charakteristik die oben beschriebene effektive Ventilöffnung hat, nimmt das Drehmoment des Motors angenähert nicht zu, auch wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils größer wird als die effektive Ventilöffnung. Wenn daher der Öffnungsgrad des Drosselventils gemäß dem Solldrehmoment in einem Bereich jenseits der effektiven Ventilöffnung gesteuert wird, könnte dies leicht zu einem Pendeln führen, worin eine geregelte Größe eines Öffnungsgrads des Drosselventils (ein Änderungsbetrag darin) in Bezug auf das Solldrehmoment sehr groß wird, und die Lebensdauer des Drosselventils und von dessen Aktuator durch dieses Pendeln verkürzt wird. Wenn jedoch mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung die gemäß der Solleinlassluftmenge berechnete vorläufige Solldrosselventilöffnung die effektive Öffnung überschreitet, wird die Solldrosselventilöffnung begrenzt und auf die effektive Ventilöffnung gesetzt, so dass sich das Pendeln des Öffnungsgrads des Drosselventils verhindern lässt, welches im Bereich jenseits der effektiven Ventilöffnung verursacht wird, wodurch die Lebensdauer des Drosselventils und von dessen Aktuator verlängert wird.
  • Bevorzugt ist der Motor in einem Fahrzeug als Fahrantriebsquelle angebracht, wobei das Steuersystem ferner ein Gaspedalstellungserfassungsmittel zum Erfassen eines Betätigungsgrads eines Gaspedals des Fahrzeugs aufweist, worin, wenn der erfasste Betätigungsgrad des Gaspedals im Vollgaszustand ist, und auch das Sollluftkraftstoffverhältnis auf einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt ist, das Solldrosselventilöffnungssetzmittel die Solldrosselventilöffnung auf eine vorbestimmte Vollgasdrosselöffnung setzt.
  • Wenn mit der Konfiguration dieser bevorzugten Ausführung das Gaspedal vollständig niedergedrückt ist, wodurch der Motor gemäß der Beschleunigungsanforderung des Fahrers das maximale Drehmoment ausgibt, lässt sich die Fahreigenschaft verbessern. In diesem Fall wird unter Bedingungen, wo das Soll-Luftkraftstoffverhältnis auf einen fetteren Wert als durch das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt ist, die Sicherheitsgrenze für das Klopfen durch einen Kühleffekt erhöht, der durch die Verdampfungswärme der erhöhten Kraftstoffmenge der Brennkammer erzeugt wird, so dass auch dann, wenn die Solldrosselventilöffnung auf die Vollgasdrosselöffnung gesetzt ist, eine Gefahr besteht, dass verdecktes Klopfen auftritt.
  • Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Klopferfassungsmittel zum Erfassen des Auftretens eines Klopfzustands im Motor; und ein Geschätzter-Verzögerungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines geschätzten Verzögerungsbetrags der Zündzeit gemäß dem erfassten Auftreten eines Klopfzustands, worin das Geschätztes-Drehmoment-Berechnungsmittel das geschätzte Drehmoment gemäß dem berechneten geschätzten Verzögerungsbetrag der Zündzeit berechnet.
  • Wenn die Zündzeit verzögert ist, wird das Klopfen unterdrückt, aber der Verbrennungswirkungsgrad und das Drehmoment des Motors nehmen ab, und der Abnahmegrad ändert sich mit dem Verzögerungsbetrag der Zündzeit. Daher hat der Verzögerungsbetrag der Zündzeit nicht nur starken Einfluss auf die Beziehung zwischen der vorläufigen Einlassluftmenge und dem geschätzten Drehmoment, sondern auch auf das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des Nichtanstiegspunkts auf der Geschätztes-Drehmomen-Kennlinie. Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung wird das geschätzte Drehmoment gemäß dem berechneten geschätzten Verzögerungsbetrags der Zündzeit berechnet, und daher ist es möglich, die Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung und die geschätzte Drehmomentkennlinie noch genauer zu setzen, während der Reduktionsgrad des Motordrehmoments in Abhängigkeit vom Verzögerungsbetrag darin widergespiegelt wird. Ferner lässt sich noch besser bestimmen, ob der Nichtanstiegspunkt der geschätzten Drehmomentkennlinie existiert oder nicht. Infolgedessen lässt sich der Motor noch genauer steuern.
  • Die obigen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Verbrennungsmotors, worauf die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für den Motor;
  • 3 ist ein Flussdiagramm einer Hauptroutine eines Steuerprozesses zum Steuern des Motors;
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses als Unterroutine zur Berechnung des kraftstoffeffizientesten Drehmoments;
  • 5 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses als Unterroutine zur Berechnung von geschätzten Drehmomenten;
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses als Unterroutine zur Berechnung eines geschätzten Verzögerungsbetrags;
  • 7 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines geschätzten Einlassdrucks im Berechnungsprozess in 5;
  • 8 ist ein Kennfeld zur Berechnung eines geschätzten Drehmomentabnahmeverhältnisses im Berechnungsprozess in 5;
  • 9 zeigt ein Beispiel einer vorläufigen Einlassluftmengen-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung;
  • 10 dient zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung des kraftstoffeffizientesten Drehmoments;
  • 11 zeigt eine Arbeitslinie, die auf eine Motordrehzahl-Drehmomentkoordinatenebene gelegt ist;
  • 12 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses als Unterroutine zum Setzen eines Solldrehmoments;
  • 13 zeigt die Beziehung zwischen einer Referenzmotordrehzahl und der kraftstoffeffizientesten Leistung, gesetzt basierend auf der Arbeitslinie;
  • 14 zeigt ein Beispiel einer Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie mit einem ersten Kennmuster;
  • 15 zeigt ein Beispiel einer Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie mit einem zweiten Kennmuster;
  • 16 zeigt ein Beispiel einer Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie mit einem dritten Kennmuster;
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie mit einem vierten Kennmuster;
  • 18 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Setzen einer Solleinlassluftmenge gemäß einer ersten Ausführung;
  • 19 ist eine Hauptroutine eines Prozesses zum Setzen einer Solleinlassluftmenge gemäß einer zweiten Ausführung;
  • 20 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses als Unterroutine zur Bestimmung eines Kennmusters;
  • 21 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Unterroutine zur Berechnung der Solleinlassluftmenge; und
  • 22 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Setzen einer Solldrosselventilöffnung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend im Detail in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführung davon zeigen. 1 zeigt einen Verbrennungsmotor (nachfolgend als „Motor” bezeichnet) 3, worauf die vorliegende Erfindung angewendet wird. Der Motor 3 ist ein Benzinmotor, der z. B. vier Zylinder aufweist und an einem nicht gezeigten Fahrzeug angebracht ist. Eine Brennkammer 3d ist zwischen einem Kolben 3b und einem Zylinderkopf 3c für jeden Zylinder 3a (davon ist nur einer gezeigt) des Motors 3 definiert.
  • Ein Einlasskanal 6 ist mit dem Zylinder 3a über einen Einlasskrümmer 6b verbunden, der einen Einlasssammler 6a aufweist, und ein Auslasskanal 7 ist mit dem Zylinder 3a über einen Auslasskrümmer 3b verbunden, der einen Abgassammler 7a aufweist. Der Einlasskrümmer 6b ist mit Kraftstoffeinspritzventilen 4 (siehe 2) versehen, und der Zylinderkopf 3c ist mit Zündkerzen 5 (siehe 2) versehen, auf zylinderweiser Basis. Die Einspritzmenge und die Einspritzzeit des von jedem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff, und die Zündzeit IG jeder Zündkerze 5 werden durch Steuersignale von einer ECU 2 gesteuert/geregelt, worauf nachfolgend Bezug genommen wird.
  • Für jeden Zylinder 3a sind ein Einlassventil 8 und ein Auslassventil 9 vorgesehen. Ein variabler Einlassnockenphasenmechanismus 15 ist an einem Ende einer Einlassnockenwelle (nicht gezeigt) zum Betätigen des Einlassventils 8 vorgesehen. Der variable Einlassnockenphasenmechanismus 15 verändert stufenlos eine Phase CAIN der Einlassnockenwelle relativ zur Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 3, nachfolgend als „Einlassnockenwellenphase CAIN” bezeichnet), wodurch die Öffnungs- und Schließsteuerzeit des Einlassventils 8 in Bezug auf die Kurbelwelle stufenlos verändert (verschoben) wird. Übrigens wird die Einlassnockenphase CAIN durch Betätigung der Steuerwelle (nicht gezeigt) des variablen Einlassnockenphasenmechanismus 15 durch einen VTS-Aktuator 15a (siehe 2) gesteuert, und der Betrieb des VTC-Aktuators 15a wird durch ein Steuersignal von der ECU 2 gesteuert/geregelt.
  • Ein Drosselventilmechanismus 10 ist in dem Einlasskanal 6 stromauf des Einlasssammlers 6a angeordnet. Der Drosselventilmechanismus 10 enthält ein klappenförmiges Drosselventil 10a, das in dem Einlasskanal 6 angeordnet ist, und einen TH-Aktuator 10b zum Betätigen des Drosselventils 10a. Ein Öffnungsgrad TH des Drosselventils 10a (nachfolgend als „Drosselventilöffnung θTH” bezeichnet) wird durch Steuern des dem TH-Aktuator 10b zugeführten elektrischen Stroms durch die ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch eine Einlassluftmenge (Frischluftmenge) GAIR der in die Brennkammer 3d gesaugten Einlassluft eingestellt wird.
  • Ferner ist der Motor 3 mit einer AGR-Vorrichtung 11 versehen, um einen Teil von Abgasen, die von der Brennkammer 3d in den Auslasskanal 7 abgegeben werden, als AGR-Gase zum Einlasskanal 6 zurückzuführen. Die AGR-Vorrichtung 11 umfasst einen AGR-Kanal 12, einen AGR-Ventilmechanismus 13, der in einem zwischenliegenden Abschnitt des AGR-Kanals 12 angeordnet ist, und einen AGR-Kühler 14. Der AGR-Kanal 12 ist mit dem Auslasssammler 7a in dem Auslasskanal 7 dem Einlasssammler 6a in dem Einlasskanal 6 verbunden.
  • Der AGR-Mechanismus 13 enthält ein tellerartiges AGR-Ventil 13a, das in dem AGR-Kanal 12 angeordnet ist, und einen AGR-Aktuator 13b zum Betätigen des AGR-Ventils 13 hat. Ein Hubbetrag LAGR des AGR-Ventils 13a (nachfolgend als „AGR-Ventilöffnung LAGR”) bezeichnet, wird durch Steuern/Regeln des den AGR-Aktuator 13b zugeführten elektrischen Stroms durch die ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch die AGR-Menge GAGR von AGR-Gasen, die zu dem Einlasskanal 6 rückgeführt werden, eingestellt wird. Der AGR-Kühler 14 ist stromauf des AGR-Ventils 13a angeordnet und kühlt die heißen AGR-Gase durch Motorkühlmittel des Motors 3.
  • Die Kurbelwelle des Motors 3 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 20 (siehe 2) versehen. Der Kurbelwinkelsensor 20 liefert der ECU 2 ein CRK-Signal, das ein Pulssignal ist, einhergehend mit der Drehung der Kurbelwelle, immer dann, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. 30°) dreht. Die ECU 2 berechnet die Drehzahl NE des Motors 3 (nachfolgend als „Motordrehzahl NE”) bezeichnet, basierend auf dem CRK-Signal. Die ECU 2 erhält auch ein Erfassungssingal, das ein Betätigungsbetrag AP eines Gaspedals (nicht gezeigt) des Fahrzeugs (nachfolgend als „Gaspedalstellung AP” bezeichnet) angibt, von einem Gaspedalstellungssensor 21 (siehe 2).
  • Ein Atmosphärendrucksensor 22 und ein Einlasslufttemperatursensor 23 sind in dem Einlasskanal 6 an jeweiligen Stellen stromauf des Drosselventils 10a vorgesehen. Der Atmosphärendrucksensor 22 erfasst einen Atmosphärendruck PA und liefert der ECU 2 ein Signal, das den erfassten Atmosphärendruck PA anzeigt. Der Einlasslufttemperatursensor 23 erfasst eine Temperatur TA von Einlassluft, die durch den Einlasskanal 6 fließt (nachfolgend als „Einlasslufttemperatur TA” bezeichnet) und liefert der ECU 2 ein Signal, das die erfasste Einlasslufttemperatur TA anzeigt.
  • Ferner ist ein Zylinderblock 3e des Motors 3 mit einem Motorkühlmitteltemperatursensor 24 und einem Klopfsensor 25 versehen. Der Motorkühlmitteltemperatursensor 24 erfasst eine Temperatur TW des Motorkühlmittels des Motors 3 (nachfolgend als „Motorkühlmitteltemperatur TW” bezeichnet) und liefert der ECU 2 ein Signal, das die erfasste Motorkühlmitteltemperatur TW anzeigt. Der Klopfsensor 25 erfasst einen Klopfzustand des Motors und liefert der ECU 2 ein Signal, das den erfassten Zustand des Auftretens von Klopfen anzeigt.
  • Die ECU 2 ist mit einem Mikrocomputer ausgestattet, der eine CPU, ein RAM, ein ROM und eine I/O-Schnittstelle (nicht gesondert gezeigt) aufweist. Die ECU 2 bestimmt die Betriebszustände des Motors 3 basierend auf den Erfassungssignalen von den oben beschriebenen Sensoren 20 bis 25 und führt, in Abhängigkeit von den festgestellten Betriebszuständen des Motors 3 verschiedene Motorsteuerungen aus, einschließlich der Steuerung/Regelung einer Kraftstoffeinspritzmenge, des Zündzeitpunkts IG, der Einlassluftmenge GAIR und der AGR-Menge GAGR.
  • In der vorliegenden Ausführung entspricht die ECU 2 dem Luftkraftstoffverhältnis-Steuermittel, dem Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel, dem Maximale-Einlassluftmenge-Berechnungsmittel, dem Vorläufige-Einlassluftmenge-Setzmittel, dem Geschätztes-Drehmoment-Berechnungsmittel, dem Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Setzmittel, dem Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis-Berechnungsmittel, dem Arbeitslinien-Setzmittel, dem Sollausgangsleistung-Setzmittel, dem Solldrehmoment-Setzmittel, dem Solleinlassluftmengen-Setzmittel, dem Geschätztes-Drehmomentkennlinien-Setzmittel, dem Drehmoment-Nichtanstiegsbestimmungsmittel, dem Grenzdrehmoment-Setzmittel, dem Drehmoment-Wiederanstiegs-Bestimmungsmittel, dem Vorläufige-Solldrosselventilöffnungs-Berechnungsmittel, dem Solldrosselventilöffnungs-Setzmittel und dem Geschätzter-Verzögerungsbetrag-Berechnungsmittel.
  • 3 zeigt eine Hauptroutine eines Steuerprozesses zum Steuern/Regeln des Motors 3 durch die ECU 2. Dieser Prozess wird immer dann wiederholt ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist.
  • Zuerst werden in Schritt 1 (in 3 als S1 abgekürzt; die folgenden Schritte sind entsprechend abgekürzt) ein Soll-Kraftstoff-Verhältnis AFCMD gesetzt, welches ein Sollwert des Luftkraftstoffverhältnis eines der in der Brennkammer 3d verbrannten Gemischs ist. In diesem Fall wird unter normalen Betriebszuständen des Motors 3 das Soll-Luftkraftstoffverhältnis AFCMD auf ein stöchiometrisches Luftkraftstoffverhältnis gesetzt, um eine stöchiometrische Verbrennung durchzuführen, während bei Beschleunigungsbetrieb des Motors 3 das Soll-Luftkraftstoffverhältnis AFCMD auf einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis geregelt wird.
  • Dann wird ein Prozess zur Berechnung des kraftstoffeffizientesten Drehmoments TRQBSFCB ausgeführt (Schritt 2). Dieses kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCB entspricht dem Drehmoment des Motors 3, das ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis BSFC minimiert (d. h. einen Verbrennungswirkungsgrad maximiert), unter der Annahme, dass der Motor 3 bei einer Referenzdrehzahl NEREF läuft, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. In dem Berechnungsprozess werden eine Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten TRQBSFCBj in Zuordnung zu einer Mehrzahl von Referenzmotordrehzahlen NEREFj jeweils errechnet, und es wird eine Arbeitslinie gesetzt, die eine Mehrzahl von Arbeitspunkten verbindet, die jeweilige Kombinationen von Referenzmotordrehzahlen NEREFj und kraftstoffeffizientesten Drehmomenten TRQBSFCBj sind.
  • Als nächstes wird ein Prozess zum Setzen eines Solldrehmoments TRQCMD des Motors 3 ausgeführt (Schritt 3). Dieser Setzprozess setzt das Solldrehmoment TRQCMD und eine Soll-Motordrehzahl NECMD, welche eine Soll-Ausgangsleistung PWRCMD des Motors 3 erfüllt, basierend auf der im obigen Schritt 2 gesetzten Arbeitslinie.
  • Dann wird ein Prozess zum Setzen einer Solleinlassluftmenge GAIRCMD ausgeführt (Schritt S4). Dieser Setzprozess setzt die Solleinlassluftmenge GAIRCMD, die ein Sollwert der Einlassluftmenge GAIR ist, und eine Soll-AGR-Menge GAGRCMD, die ein Sollwert der AGR-Menge GAIR ist, gemäß dem in dem obigen Schritt 3 gesetzten Soll-Drehmoment TRQCMD.
  • Als nächstes wird ein Prozess zum Setzen einer Solldrosselventilöffnung θTHCMD ausgeführt (Schritt 5), wonach der Prozess von 3 endet. Dieser Setzprozess setzt die Solldrosselventilöffnung θTHCMD, die ein Sollwert der Drosselventilöffnung θTH ist, gemäß der im obigen Schritt 4 gesetzten Solleinlassluftmenge GAIRCMD etc.
  • 4 zeigt einen Prozess, als Unterroutine zur Berechnung des kraftstoffeffizientesten Drehmoments TRQBSFCB, die im in 3 gezeigten Schritt 2 ausgeführt wird. Im vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 11 eine Indexzahl j (j = 1 bis n), die einen Wert der Referenzmotordrehzahl NEREF indiziert, auf 1 gesetzt. Dann wird eine Referenzmotordrehzahl NEREFj des Motors 3 durch die folgende Gleichung (1) berechnet (Schritt 12): NEREFj = (NEMAX/n) × j (1)
  • In der Gleichung repräsentiert NEMAX eine maximale Motordrehzahl, mit der der Motor 3 laufen kann (z. B. 6000 upm), und die Indexzahl j wird auf einen Maximalwert n hochgesetzt, worauf nachfolgend Bezug genommen wird. Daher werden die Referenzmotordrehzahlen NEREFJ durch n Motordrehzahlen NE entsprechend jeweils 1 bis n gleiche Teildrehzahlen (ein n-te Drehzahl) der maximalen Motordrehzahl NEMAX gebildet.
  • Als nächstes wird eine Solleinlassnockenphase CAINCMDj durch Absuchen eines vorbestimmten CAINCMD-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß einer erfassten Gaspedalstellung AP und der berechneten Referenzmotordrehzahl NEREFj (Schritt 13) berechnet. In dem CAINCMD-Kennfeld wird, wenn die Gaspedalstellung AP größer wird, die Solleinlassnockenphase CAINCMD weiter vorverlagert.
  • Dann wird eine maximale Einlassluftmenge GAIRMAXj durch Absuchen eines vorbestimmten GAIRMAX-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der berechneten Solleinlassnockenphase CAINCMDj und der Referenzmotordrehzahl NEREFj berechnet (Schritt 14). Die maximale Einlassluftmenge GAIRMAX entspricht einer maximalen Einlassluftmenge, die in die Brennkammer 3d gesaugt werden kann, wenn der Motor 3 bei der Referenzmotordrehzahl NEREFj läuft.
  • Als nächstes werden eine Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi (i = 1 bis m) unter Verwendung der berechneten maximalen Einlassluftmenge GAIRMAXj durch die folgende Gleichung (2) berechnet (Schritt 15): GAIRPRVk = (GAIRMAXj/m) × i (2)
  • Wie aus der obigen Gleichung (2) ersichtlich, werden die vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi durch m-Einlassluftmengen entsprechend jeweils 1 bis m gleichen Teilmengen (ein m-te Mengen) der maximalen Einlassluftmenge GAIRMAXj gebildet. Die berechneten Einlassluftmengen GAIRPRVi werden in einem vorbestimmten Speicherbereich als RAM der ECU 2 abgespeichert.
  • Als nächstes wird jede von einer Mehrzahl von vorläufigen AGR-Mengen GAGRPRVi zum Absuchen eines vorbestimmten GAIRPRV-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß einer zugeordneten der vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi, der Solleinlassnockenphase CAINCMDj und der Referenzmotordrehzahl NEREFj berechnet (Schritt 16). In diesem GAGRPRV-Kennfeld wird als vorläufiger AGR-Menge GAGRPRV eine AGR-Menge gesetzt, die es möglich macht, einen optimale Kraftstoffausnutzung in Bezug auf die vorläufige Einlassluftmenge GAGRPRV, die Solleinlassnockenphase CAINCMD und die Referenzmotordrehzahl NEREFj zu erhalten.
  • Wenn übrigens der Einlassdruck begrenzt wird, um den Differenzdruck zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des AGR-Ventils 13a sicherzustellen, z. B. aus dem Grund, dass das Fahrzeug in Hochlandbedingungen fährt, werden die vorläufigen AGR-Mengen GAGRPRVi nach Bedarf so korrigiert, dass sie reduziert werden. Die berechneten vorläufigen AGR-Mengen GAGRPRVi werden in dem vorbestimmten Speicherbereich des RAM in einer Weise abgespeichert, die den vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi jeweils zugeordnet ist.
  • Dann werden eine Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten TRQESTi berechnet, die jeweils den vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi zugeordnet sind (Schritt 17). Die geschätzten Drehmomente TRQESTi sind Drehmomente, die vermutlich von dem Motor 3 ausgegeben werden, unter der Annahme, dass die jeweiligen vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi der Einlassluft in die Brennkammer 3 zu den Betriebszuständen des Motors 3 angesaugt werden, die vor dieser Zeit gesetzt sind. Die geschätzten Drehmomente TRQESTi werden jeweils auf Basis der vorläufigen Einlassluftmengen berechnet.
  • 5 zeigt den Prozess, als Unterroutine, zur Berechnung der geschätzten Drehmomente TRQESTi. Im vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 31 eine Indexzahl i, die einen Wert der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi indexiert, auf 1 gesetzt. Dann wird die Summe der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi und der vorläufigen AGR-Menge GAGRPRVi, die jeweils in den Schritten 15 und 16 in 4 berechnet sind, als vorläufige Gesamtgasmenge GGASPRVi berechnet (Schritt 32).
  • Dann wird ein geschätzter Einlassdruck PBAESTi durch Absuchen eines in 7 gezeigten PBAEST-Kennfeld gemäß der berechneten vorläufigen Gesamtgasmenge GGASPRVi und der Referenzmotordrehzahl NEREFj berechnet (Schritt 33). Das in 7 gezeigte PBAEST-Kennfeld zeigt die Beziehung zwischen der vorläufigen Gesamtgasmenge GGASPRV und dem geschätzten Einlassdruck PBAEST bei einer einzelnen Referenzdrehzahl NEREF, und der geschätzte Einlassdruck PBAEST wird so gesetzt, dass er proportional zur vorläufigen Gesamtgasmenge GGASPRV ist.
  • Als nächstes wird ein geschätzter Verzögerungsbetrag IGRTDESTi basierend auf dem MBT (Minimale-Funken-Vorverlagerung für bestes Drehmoment) der Zündzeit IG berechnet (Schritt 34). 6 zeigt den Prozess, als Unterroutine zur Berechnung des geschätzten Verzögerungsbetrags IGRTDESTi. In dem vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 41 ein Basiswert IGRTDBASEi des geschätzten Verzögerungsbetrags durch Absuchen eines vorbestimmten IGRTDBASE-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß dem in dem obigen Schritt 33 errechneten geschätzten Einlassdruck PBAESTi und der Referenzdrehzahl NEREFj errechnet. Wenn der geschätzte Einlassdruck PBAEST höher wird, tritt leichter Klopfen auf, und daher wird in diesem IGRTDBASE-Kennfeld der Basiswert IGRTDBASE auf einen größeren Wert gesetzt, d. h. weiter verzögert.
  • Dann wird ein kühlmittelabhängiger Temperaturbetrag IGTW der Zündzeit IG gemäß der erfassten Kühlmitteltemperatur TW (Schritt 42) berechnet, und wird ein einlasslufttemperaturabhängiger Temperaturbetrag IGTA der Zündzeit IG gemäß der erfassten Einlasstemperatur TA errechnet (Schritt 43). Ferner wird ein kopfabhängiger Temperaturbetrag IGKNOCK der Zündzeit IG gemäß einem vom Klopfsensor 25 erfassten Zustand des Auftretens von Klopfen berechnet (Schritt 44). Dann wird ein geschätzter Verzögerungsbetrag IGRTDESTi der Zündzeit IG errechnet, indem die oben beschriebenen drei Korrekturbeträge IGTW, IGTA UND IGKNOCK zu dem in Schritt 41 errechneten Basiswert IGRTDBASEi des geschätzten Verzögerungsbetrags addiert werden (Schritt 45), wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
  • Wieder zurück zu 5 wird in einem Schritt 34 folgenden Schritt 35 ein Geschätztes-Drehmoment-Abnahmeverhältnis KTRQDNi in Bezug auf ein Drehmoment während MBT-Verbrennung durch Absuchen eines in 8 gezeigten KTRQDN-Kennfelds gemäß den berechneten geschätzten Verzögerungsbetrag IGRTDESTi und der Referenzmotordrehzahl NEREFj errechnet. Das in 8 gezeigte KTRQDN-Kennfeld zeigt die Beziehung zwischen dem geschätzten Verzögerungsbetrag AGRTEST und dem Geschätztes-Drehmoment-Abnahmeverhältnis KTRQDN bei einer einzelnen Referenzmotordrehzahl NEREFj. Wenn der geschätzte Verzögerungsbetrag IGRTDEST größer wird, sinkt der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 3, dadurch das Ausgangsdrehmoment abnimmt, und daher wird das Geschätzes-Drehmoment-Abnahmeverhältnis KTRQDN auf einen kleineren Wert gesetzt.
  • Dann wird das geschätzte Drehmoment TRQESTi unter Verwendung der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi, dem oben beschriebenen geschätzten Drehmoment-Abnahmeverhältnis KTRQDNi usw. durch die folgende Gleichung (3) berechnet (Schritt 36): TRQESTi = GAIRPRVi × KTRQDNi × KGATRQ – TRQFR (3)
  • In der Gleichung repräsentiert KGATRQ an der rechten Seite einen vorbestimmten Konversionskoeffizienten zum Umwandeln der Einlassluftmenge GAIR in das Ausgangsdrehmoment des Motors 3 während stöchiometrischer und MBT-Verbrennung, und TRQFR an der rechten Seite repräsentiert eine vorbestimmte Reibung als Drehmomentverlust des Motors 3.
  • Als nächstes wird das berechnete geschätzte Drehmoment TRQESTi in dem vorbestimmten Speicherbereich des RAM in einer Weise abgespeichert, die der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi zugeordnet ist (Schritt 37). Ferner wird bestimmt, ob die Indexzahl i zu dieser Zeit gleich der Anzahl m von Abtastungen der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi ist oder nicht (Schritt 38). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird in Schritt 39 die Indexzahl 1 erhöht, und dann kehrt der Prozess zum oben beschriebenen Schritt 32 zurück, um die Schritte 32 bis 37 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments TRQESTi wiederholt auszuführen. Wenn die Berechnung der geschätzten Drehmomente TRQESTi in Zuordnung zu allen vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi abgeschlossen ist, wird die Antwort auf die Frage von Schritt 38 positiv (JA) und dementsprechend wird der vorliegende Prozess beendet.
  • Durch Ausführung des oben beschriebenen Berechnungsprozesses werden die jeweiligen geschätzten Drehmomente TRQESTi, die die geschätzten Verzögerungsbeträge IGRTESTi widerspiegeln, die gemäß den Betriebszuständen des Motors 3 einschließlich der Referenzmotordrehzahl NEREFj geschätzt sind, in Bezug auf alle vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi berechnet und in einer Weise abgespeichert, die den vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi zugeordnet ist. Dies setzt die Beziehung zwischen den vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi und den geschätzten Drehmomenten TRQESTi (nachfolgend als „Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung” bezeichnet), definiert durch eine Kombination von m-vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRV und m-geschätzten Drehmomenten TRQEST, wie in 9 dargestellt.
  • Wieder in Bezug auf 4 wird in einem dem obigen Schritt 17 folgenden Schritt 18 ein Kraftstoffverbrauchsverhältnisparameter PRMBSFCi basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die wie oben gesetzt ist, durch die folgende Gleichung (4) berechnet: PRMBSFCi = GAIRPRVi/(TRQESTi × NEREFj) (4)
  • Daher erhält man den Kraftstoffverbrauchverhältnisparameter PRMBSFCi, indem man jede der vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi durch das Produkt der jeweils zugeordneten geschätzten Drehmomente TRQESTi und der Referenzmotordrehzahlen NEREFj addiert, und repräsentiert daher eine Einlassluftmenge, die zum Erzeugen einer Ausgangsleistung-Einheit erforderlich ist. Ferner wird wie oben beschrieben unter normalen Betriebszuständen des Motors 3 das Soll-Luftkraftstoffverhältnis AFCMD des Gemischs auf das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt. Daher ist, insofern das Soll-Luftkraftstoffverhältnis AFCMD wie oben beschrieben auf einen vorbestimmten Wert gesteuert/geregelt wird, der Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parameter PRMBSFC proportional zu einer Kraftstoffverbrauchsmenge, die zum Erzeugen der Ausgangsleistungseinheit erforderlich ist, d. h. zum Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis BSFC.
  • Als nächstes wird das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCBj bei der Referenzmotordrehzahl NEREFj zu dieser Zeit basierend auf dem berechneten Kraftstoffverbrauchsverhältnisparameter PRMBSFCi und dem geschätzten Drehmoment TRQESTi berechnet (Schritt 19). Insbesondere wird, wie in 10 gezeigt, ein geschätztes Drehmoment TRQEST, das einem minimalen Kraftstoffverbrauchsverhältnis PRMBSFCMIN von m-Kraftstoffverbrauchsverhältnisparametern PRMBSFCi zugeordnet ist, als kraftstoffeffizientestes Drehmoment TRQBSFCBj berechnet. Da wie oben beschrieben das Kraftstoffverbrauchsverhältnisparameter PRMBSFCi proportional zum Kraftstoffverbrauchsverhältnis BSFC ist, macht es dieses Verfahren möglich, das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCBj richtig zu berechnen.
  • Als nächstes wird bestimmt, ob eine Indexzahl j, die einen Wert der Referenzmotordrehzahl NEREF zu dieser Zeit indexiert, gleich der Anzahl von n-Abtastungen der Referenzmotordrehzahl NEREF ist oder nicht (Schritt 20). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird die Indexzahl j in Schritt 21 erhöht, und dann kehrt der Prozess zu dem oben beschriebenen Schritt 13 zurück, um die Schritte 13 bis 20 wiederholt auszuführen, um die Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung für jede Referenzmotordrehzahl NEREF zu setzen.
  • Wenn dann die Antwort auf die Frage von Schritt 20 positiv wird (JA), d. h. wenn das Setzen der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung alle Referenzmotordrehzahlen NEREFj abgeschlossen wurden, wird in Schritt 22 eine Arbeitslinie gesetzt, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
  • Wie in 11 gezeigt, erhält man die Arbeitslinie durch Auftragen einer Mehrzahl von Arbeitspunkten (NEREFj, TRQBSFCBj), die jeweilige Kombinationen einer Mehrzahl von Referenzmotordrehzahlen NEREFj und einer Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten TRQBSFCBj sind, die in Zuordnung zu den Referenzmotordrehzahlen NEREFj berechnet sind, auf eine Koordinatenebene, die durch Koordinatenachsen definiert ist, welche die Motordrehzahlen NE und das Drehmoment TRQ des Motors 3 repräsentieren, und Verbinden der Arbeitspunkte. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird das Solldrehmoment TRQCMD auf der Basis dieser Arbeitslinie berechnet.
  • 12 zeigt einen Prozess, als Unterroutine, zum Setzen des Solldrehmoments TRQCMD, der in Schritt 3 der 3 ausgeführt wird. Im vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 51 die Sollausgangsleistung PWRCMD des Motors 3 durch Absuchen eines vorbestimmten PWRCMD-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der erfassten Gaspedalstellung AP und der Motordrehzahl NE berechnet. In diesem PWRCMD-Kennfeld wird die Sollausgangsleistung PWRCMD derart gesetzt, dass sie im Wesentlichen proportional zur Gaspedalstellung AP ist.
  • Dann wird eine kraftstoffeffizienteste Ausgangsleistung PWRBSFCBj des Motors 3 basierend auf der oben beschriebenen Arbeitslinie durch die folgende Gleichung (5) berechnete (Schritt 52): PWRBSFCBj = TRQBSFCBj × NEREFj (5)
  • Die kraftstoffeffizienteste Ausgangsleistung PWRBSFCBj erhält man durch Umwandeln des kraftstoffeffizientesten Drehmoments TRQBSFCB bei jeder Referenzmotordrehzahl NEREF in die Ausgangsleistung des Motors 3. Dies macht es möglich, Kombinationen (NEREFj, PWRBSFCBj) von einer Mehrzahl von Referenzmotordrehzahlen NEREFj und einer Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistungen PWRBSFCBj zu erhalten, wie in 13 gezeigt.
  • Dann wird die Sollmotordrehzahl NECMD basierend auf den berechneten kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistungen PWRBSFCBj errechnet (Schritt 53). Insbesondere wird, wie in 13 gezeigt, nach der kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistung PWRBSFCBj gesucht, die zu der in Schritt 51 gesetzten Sollausgangsleistung PWRCMD passt, und es wird eine Referenzmotordrehzahl NEREF, die der kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistung PWRBSFCB zugeordnet ist, als die Sollmotordrehzahl NECMD gesetzt.
  • Dann wird das Solldrehmoment TRQCMD berechnet, indem die Sollausgangsleistung PWRCMD durch die Sollmotordrehzahl NECMD geteilt wird (Schritt 54), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführung das Luftkraftstoffverhältnis des Gemischs auf ein vorbestimmtes Soll-Luftkraftstoffverhältnis AFCMD geregelt, und die Beziehung zwischen einer Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi und einer Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten TRQESTi, die man erhält, wenn der Motor 3 bei der Referenzmotordrehzahl NEREF läuft, wird basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors 3 gesetzt (Schritt 17 in 4, 9). Ferner werden, basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, eine Mehrzahl von Kraftstoff-Verbrauchs-Verhältnis-Parametern PRMBSFCi, die der Mehrzahl von geschätzen Drehmomenten TRQESTi zugeordnet sind, berechnet, und es wird ein geschätztes Drehmoment TRQEST, das einem minimalen Kraftstoffverbrauchsverhältnis PRMBSFCMIN der Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parameter PRMBSFCi zugeordnet ist, als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCB bei der Referenzmotordrehzahl berechnet (Schritt 18 und 19 in 4, 10).
  • Ferner erfolgt die oben beschriebene Berechnung des kraftstoffeffiziententen Drehmoments TRQBSFCB bei jeder der Referenzmotordrehzahlen NEREFj, und es wird eine Arbeitslinie, die eine Mehrzahl von Arbeitspunkten verbindet, welche jeweilige Kombinationen der Referenzmotordrehzahlen NEREFj und der kraftstoffeffizientesten Drehmomente TRQBSFCBj sind, auf die Koordinatenebene gesetzt, welche durch die Koordinatenachsen definiert ist, welche die Motordrehzahl NE und das Drehmoment TRQ repräsentieren (Schritt 22 in 4, 11). Dies macht es möglich, die kraftstoffeffizientesten Drehmomente TRQBSFCBj bei jeder Referenzmotordrehzahl NEREFj geeignet zu berechnen, während die Betriebszustände des Motors 3 während der Berechnung der kraftstoffeffizientesten Drehmomente TRQBSFCBj direkt widergespiegelt werden, ohne ein verzögertes Erlernen wie im herkömmlichen Steuersystem zu benötigen, und eine Arbeitslinie basierend auf den kraftstoffeffizientesten Drehmomenten TRQBSFCBj geeignet zu setzen.
  • Infolgedessen ist es durch Steuern/Regeln des Motors 2 basierend auf dem geeigneten kraftstoffeffizientesten Drehmoment möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Ferner ist, im Unterschied zum herkömmlichen Steuersystem, nicht erforderlich, vorab Arbeitslinien zu setzen oder zu aktualisieren, welche die kraftstoffeffizientesten Drehmomente angeben, was es möglich macht, die Kosten des Steuersystems zu reduzieren.
  • Ferner wird das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCBj bei jeder Referenzmotordrehzahl NEREFj in Ausgangsleistung des Motors 3 basierend auf der gesetzten Arbeitslinie umgewandelt (Schritt 52 in 12), und die Referenzmotordrehzahl NEREF und das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCB, die der kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistung PWRBSFCB zugeordnet sind, welche zu der gesetzten Sollausgangsleistung PWRCMD passt, werden als die Sollmotordrehzahl NECMD und das Solldrehmoment TRQCMD gesetzt (Schritte 53 und 54 in 12, 13). Dies macht es möglich, auf leichte Weise das Solldrehmoment TRQCMD und die Sollmotordrehzahl NECMD, welche der Sollausgangsleistung PWRCMD des Motors 3 genügen, auf leichte Weise aus der Arbeitslinie auszuwählen, und das Solldrehmoment TRQCMD und die Sollmotordrehzahl NECMD geeignet zu setzen.
  • Als nächstes wird der Prozess zum Setzen der Solleinlassluftmenge GAIRCMD, der in Schritt 4 in 3 ausgeführt wird, in Bezug auf die 14 bis 19 beschrieben. Dieser Setzprozess setzt die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gemäß dem im Prozess in 3 gesetzten Solldrehmoment TRQCMD unter Verwendung der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätzes-Drehmoment-Beziehung, die bereits in Schritt 17 in 4 gesetzt ist. In diesem Fall wird, als die vorläufige Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung eine solche verwendet, die der Referenzmotordrehzahl NEREF zugeordnet ist, welche als die Sollmotordrehzahl NECMD verwendet wird.
  • Ferner variieren die Charakteristiken der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung mit den geschätzten Betriebsbedingungenen des Motors 3, typisiert durch den geschätzten Verzögerungsbetrag AGRDEST der Zündzeit IG. Die 4 bis 17 zeigen Geschätztes-Drehmomentkennlinien, die man durch Auftragen der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung erhält, welche jeweils vier Kennmuster zeigen, welche sich voneinander unterscheiden.
  • Das in 14 gezeigte erste Muster ist das gleiche wie in 9 dargestellt, und ist ein normales Muster (monoton ansteigendes Muster), worin das geschätzte Drehmoment TRQEST monoton zunimmt, wenn die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV zunimmt.
  • Das in 15 gezeigte zweite Muster ist ein Muster (quadratisches Kurvenmuster), worin, wenn die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV zunimmt, das geschätzte Drehmoment TRQEST auf einen Maximalwert ansteigt, und nach Durchlaufen des Maximalpunkts PMAX das geschätzte Drehmoment TRQEST abnimmt (abfällt), z. B. wegen eines Anstiegs des geschätzten Verzögerungsbetrags IGRTDEST für die Klopfsteuerung.
  • Das in 16 gezeigte dritte Muster ist ein Muster, das als Variante des zweiten Musters angesehen werden kann, und worin ein spezifischer Maximalpunkt des geschätzten Drehmoment TRQEST nicht wie im zweiten Muster auftritt, sondern, wenn die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV zunimmt, das geschätzte Drehmoment TRQEST zu einem Nicht-Anstiegspunkt PNINC ansteigt, und danach, auch wenn die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV zunimmt, das geschätzte Drehmoment TRQEST im Wesentlichen konstant ist, anstatt zuzunehmen, und nimmt dann ab.
  • Ferner ist das in 17 gezeigte vierte Muster ein Muster (kubisches Kurvenmuster), worin das geschätzte Drehmoment TRQEST nach Durchlaufen des Maximalpunkts PMAX abnimmt, ähnlich dem oben beschriebenen zweiten Muster, und dann das geschätzte Drehmoment TRQ wieder anzusteigen beginnt, aufgrund der Begrenzung des geschätzten Verzögerungsbetrags IGRTDEST, um eine exzellente Verbrennung beizubehalten, und ähnlichen anderenUrsachen, über einen Wiederanstiegspunkt PRINC hinaus, der gleich dem Maximalpunkt PMAX ist.
  • Ein in 18 gezeigter Setzprozess setzt gemäß einer ersten Ausführung die Solleinlassluftmenge GAIRCMD, ohne das oben beschriebene Kennmuster der Geschätztes-Drehmomentkennlinie zu bestimmen.
  • Zuerst wird von einem Prozess die Indexzahl i der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV auf 1 gesetzt (Schritt 61), und es wird bestimmt, dass der Indexzahl i zugeordnete geschätzte Drehmoment TRQESTi, das ist in diesem Fall ein geschätztes Drehmoment TRQEST1, nicht kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist (Schritt 62). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird die Indexzahl i erhöht (Schritt 63), und die Bestimmung des obigen Schritts 62 wird erneut ausgeführt. Wie oben beschrieben, wird die Bestimmung des geschätzten Drehmoments TRQESTi in Schritt 62 in zunehmender Reihenfolge der Indexzahlen i ausgeführt, d. h. in zunehmender Reihenfolge der vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 62 positiv ist (JA), d. h. wenn die Beziehung des geschätzten Drehmoments TRQESTi ≥ das Solldrehmoment TRQCMD gilt, wird die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi, die in dieser Zeit dem geschätzten Drehmoment TRQESTi zugeordnet ist, ausgewählt und als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt (Schritt 64). Ferner wird die vorläufige AGR-Menge GAGRPRVi, die in Zuordnung zur obigen vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi gespeichert ist, als die Soll-AGR-Menge GAIRCMD gesetzt (Schritt 65), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Basierend auf der jeweiligen Solleinlassluftmenge GAIRCMD und der Soll-AGR-Menge GAIRCMD, die oben berechnet ist, werden die Sollwerte der Drosselventilöffnung θTH und der AGR-Ventilöffnung LAGR gesetzt, und ferner werden das Drosselventil 10a und das AGR-Ventil 13a basierend auf den Sollwerten betätigt, wodurch die Einlassluftmenge GAIR derart gesteuert/geregelt wird, dass sie gleich der Solleinlassluftmenge GAIRCMD wird, und die AGR-Menge GAGR derart gesteuert/geregelt wird, dass sie gleich der Soll-AGR-Menge GAGRCMD wird.
  • Wie oben beschrieben, werden, gemäß der vorliegenden Ausführung, basierend auf der voreingestellten Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die der als Sollmotordrehzahl NECMD verwendeten Referenzmotordrehzahl NEREF zugeordnet ist, die vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi sequentiell in zunehmender Reihenfolge davon nach einer vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi abgesucht, welche das geschätzte Drehmoment TRQESTi gleich oder größer als das Solldrehmoment TRQCMD macht, und die bei der Suche gefundene vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi wird als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt (Schritte 61 bis 64).
  • Wenn es daher eine Mehrzahl von Lösungen gibt, dass die Einlassluftmenge ein Solldrehmoment TRQCMD erreicht, ist es z. B. möglich, eine minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV positiv auszuwählen, auch wenn die Kennmuster der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie die in den 15 bis 17 gezeigten zweiten bis vierten Muster sind, was das geschätzte Drehmoment TRQEST gleich dem Solldrehmoment TRQCMD macht oder in die Nähe davon bringt, ohne ein Pendeln der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV zu verursachen. Dann wird die gewählte minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt. Daher ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Wenn ferner eine solche minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV bestimmt wird, wird die Suche der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV beendet, und es wird kein weiterer Suchprozess mehr durchgeführt, was die Rechenlast am ECU 2 reduzieren kann. Da ferner die voreingestellte Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung für die Berechnung des kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCB verwendet wird, ist es möglich, auf leichte Weise die Solleinlassluftmenge GAIRCMD mit geringer Rechenlast zu setzen.
  • Als nächstes wird ein Prozess zum Setzen der Solleinlassluftmenge GAIRCMD gemäß einer zweiten Ausführung in Bezug auf die 19 bis 21 beschrieben. Dieser Setzprozess setzt die Solleinlassluftmenge GAIRCMD, während ein Kennmuster der Geschätztes-Drehmomentkennlinie bestimmt wird.
  • 19 zeigt eine Hauptroutine des Setzprozesses. Im vorliegenden Prozess wird ein Prozess zur Bestimmung ausgeführt, welchem der oben beschriebenen ersten bis vierten Muster das Kennmuster der Geschätztes-Drehmomentkennlinie entspricht (Schritt 71), und dann wird basierend auf dem bestimmten Kennmuster ein Prozess zur Berechnung der Solleinlassluftrnenge GAIRCMD ausgeführt (Schritt 72).
  • 20 zeigt den Prozess, als Unterroutine, zur Bestimmung eines Kennmusters, das im obigen Schritt 71 ausgeführt wird. Im vorliegenden Prozess wird zuerst die Indexzahl i auf 1 gesetzt (Schritt 81), und es wird bestimmt, ob ein das nächste Mal geschätzte Drehmoment TRQESTi + 1 größer als die der Indexzahl i zugeordnete Schätzdrehmomente TRQESTi ist oder nicht (Schritt 82). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird bestimmt, ob die Indexzahl i zu dieser Zeit gleich einem Wert (m – 1) ist oder nicht, der berechnet wird, indem man der Anzahl m der Proben 1 subtrahiert (Schritt 83). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird die Indexzahl i erhöht (Schritt 84), und dann kehrt der Prozess zum obigen Schritt 82 zurück, um die oben beschriebene Bestimmung erneut durchzuführen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 83 positiv wird (JA) (i = m – 1), während die Antwort auf die Frage in Schritt 82 positiv bleibt (JA), d. h. wenn die Beziehung geschätztes Drehmoment TRQESTi + 1 > geschätztes Drehmoment TRQESTi zwischen beliebigen zwei vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi und GAIRPRVi + 1, die einander benachbart sind, gilt, wird bestimmt, dass das Kennmuster der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie das in 14 gezeigte erste Muster ist, und um diese Tatsache anzugeben, wird ein Kennmusterflag F_TRQPT auf 1 gesetzt (Schritt 85), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 82 negativ ist (NEIN), d. h. wenn geschätztes Drehmoment TRQESi + 1 ≤ geschätztes Drehmoment TRQESTi gilt, wird bestimmt, dass das geschätzte Drehmoment TRQESTi zu dieser Zeit einem nicht zunehmenden Punkt entspricht, an dem das geschätzte Drehmoment TRQEST weiter zunimmt, auch wenn die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRV zunimmt (der Maximalpunkt PMAX des zweiten Musters oder Nicht-Anstiegspunkt PNINC des dritten Musters), und das hierbei geschätzte Drehmoment TRQESTi wird als Grenzdrehmoment TRQLMT gesetzt (Schritt 86). Ferner wird die dem geschätzten Drehmoment TRQESTi zugeordnete vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi als Grenzeinlassluftmenge GAIRLMT gesetzt, und die dem geschätzten Drehmoment TRQESTi zugeordnete vorläufige AGR-Menge GAGRPTRVi wird als Grenz-AGR-Menge GAGRLMT gesetzt (Schritte 87 und 88).
  • Als nächstes wird, nachdem die Indexzahl 1 erhöht worden ist (Schritt 89), bestimmt, ob das geschätzte Drehmoment TRQESTi größer als das im oben beschriebenen Schritt 86 gesetzte Grenzdrehmoment TRQLMT ist oder nicht (Schritt 90). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird bestimmt, ob die Indexzahl i gleich der Anzahl m der Proben ist oder nicht (Schritt 91). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), kehrt der Prozess zu Schritt 89 zurück, worin die Indexzahl i erhöht wird, um die Bestimmung des oben beschriebenen Schritts 90 erneut auszuführen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 91 positiv wird (JA) (i = m), wobei die Antwort auf die Frage von Schritt 90 negativ bleibt (NEIN), d. h. wenn kein geschätztes Drehmoment TRQEST größer als das Grenzdrehmoment TRQLMT ist, innerhalb des Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV, die größer als ein dem Nicht-Anstiegspunkt entsprechender Wert ist, wird bestimmt, dass das Kennmuster der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie das in 15 oder 16 gezeigte zweite oder dritte Muster ist, und das Kennmusterflag F_TRQPT wir auf 2 gesetzt (Schritt 92) wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 90 positiv ist (JA), d. h. wenn das geschätzte Drehmoment TRQESTi größer das Grenzdrehmoment TRQLMT gilt, wird bestimmt, dass der Nicht-Anstiegspunkt TRINC auf der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie existiert, und das Kennmuster ist das in 17 gezeigte Muster. Dann wird die Indexzahl i zu dieser Zeit die Wiederanstiegspunktzahl N gespeichert (Schritt 93), und das Kennmusterflag F_TRQPT wird auf 3 gesetzt (Schritt 94), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • 21 zeigt den Prozess, als Unterroutine, zur Berechnung der Solleinlassluftmenge GAIRCMD, der in Schritt 72 in 19 ausgeführt wird. Im vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 101 bestimmt, ob das Kennmusterflag F_TRQPT gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. wenn das bestimmte Kennmuster der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie das erste Muster ist, angenähert der gleiche Prozess wie in den Schritten 61 bis 65 in 18 gemäß der ersten Ausführung in den Schritten 102 bis 106 ausgeführt, um hierdurch die Solleinlassluftmenge GAIRCMD und dgl. zu setzen, wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Insbesondere wird, nachdem die Indexzahl i auf 1 gesetzt worden ist (Schritt 102) bestimmt, ob das geschätzte Drehmoment TQESTi nicht kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist oder nicht (Schritt 103). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird die Indexzahl i erhöht (Schritt 104), um die Bestimmung in Schritt 103 erneut auszuführen. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 103 positiv ist (JA), d. h. wenn geschätztes Drehmoment TRQESTi ≥ Solldrehmoment TRQCMD gilt, wird die vorläufige Einlassluftmenge GRPRVi zu dieser Zeit als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt (Schritt 105), und es wird eine zugeordnete vorläufige AGR-Menge GAGRPRVi als Soll-AGR-Menge GAGRCMD gesetzt (Schritt 106). Somit ist es, ähnlich der ersten Ausführung, durch sequentielles Suchen der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi in zunehmender Reihenfolge davon möglich, auf leichte und positive Weise eine minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi auszuwählen, die das Solldrehmoment TRQCMD erhält, und diese als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD zu setzen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 101 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, ob das Kennmusterflag F_TRQPT gleich 2 ist oder nicht (Schritt 107). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird die Indexzahl i erhöht (Schritt 104), um die Bestimmung in Schritt 103 erneut auszuführen. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. wenn das Kennmuster das zweite oder dritte Muster ist, wird bestimmt, ob das das Solldrehmoment TRQCMD größer als das Grenzdrehmoment TRQLMT ist oder nicht (Schritt 108). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN); d. h. wenn das Solldrehmoment TRQCMD ≤ das Grenzdrehmoment TRQLMT gilt, geht der Prozess zu Schritt 102 usw. weiter, worin, ähnlich im Falle des ersten Musters, die vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi sequentiell in zunehmender Reihenfolge davon gesucht werden, um eine der vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi auszuwählen, wenn geschätztes Drehmoment TRQESTi ≥ Solldrehmoment TRQCMD gilt, und die gewählte vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi wird als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt.
  • Wenn anderseits die Antwort die Frage des oben beschriebenen Schritts 108 positiv ist (JA), d. h. wenn Solldrehmoment TRQCMD ≥ Grenzdrehmoment TRQLMT gilt, wird die Solleinlassluftmenge GAIRCMD auf die Grenzeinlassluftmenge GAIRLMT gesetzt, die in Schritt 87 in 20 gesetzt ist (Schritt 109), und die Soll-AGR-Menge GAGRCMD wird auf die in Schritt 88 gesetzte Grenz-AGR-Menge GAGRLMT gesetzt (Schritt 110), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Falls, wie oben beschrieben, das Kennmuster das zweite oder dritte Muster ist, wird, wenn das Solldrehmoment TRQCMD gesetzt, das größer ist als das Grenzdrehmoment TRQLMT entsprechend dem Maximalpunkt PMAX oder dem Nicht-Anstiegspunkt PNINC des geschätzten Drehmoments TRQEST, wobei die Solleinlassluftmenge GAIRCMD auf die Grenzeinlassluftmenge GAIRLMT begrenzt wird, die dem Grenzdrehmoment TRQLMT zugeordnet ist (in 15 und 16 in Klammern gesetztes TRQCMD und GAIRCMD). Dies verhindert, dass die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt wird, welche den Maximalpunkt PMAX oder den Nicht-Anstiegspunkt PNINC überschreitet, wodurch es möglich gemacht wird, den übermäßigen Kraftstoffverbrauch wirkungsvoll zu vermeiden, der nicht zur Drehmomentzunahme des Motors 3 beiträgt, was es möglich macht, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Falls ferner das Kennmuster das zweite Muster mit dem Maximalpunkt PMAX ist, wird, wenn die Einlassluftmenge GAIR über dem Maximalpunkt PMAX hinaus zunimmt, nicht nur Kraftstoff überflüssig verbraucht, sondern wird auch das Drehmoment des Motors 3 verringert, und daher ist es, durch Begrenzung der Solleinlassluftmenge GAIRCMD unter Verwendung der oben beschriebenen Grenzeinlassluftmenge GAIRLMT möglich, eine Reduktion des Drehmoments des Motors 3 wirkungsvoll zu verhindern, was es möglich macht, die Fahreigenschaften zu verbessern.
  • Wenn wie Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 107 negativ ist (NEIN), d. h. wenn das Kennmuster das vierte Muster ist, wird ähnlich dem oben beschriebenen Schritt 108 bestimmt, ob das Solldrehmoment TRQCMD größer als das Grenzdrehmoment TRQLMT ist oder nicht (Schritt 111). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. wenn Solldrehmoment TRQCMD ≤ Grenzdrehmoment TRQLMT gilt, geht der Prozess zu Schritt 102 usw. weiter, worin, ähnlich dem Falle des ersten Musters, die vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi sequentiell in zunehmender Reihenfolge davon gesucht werden, um eine der vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi zu wählen, wenn geschätztes Drehmoment TRQESTi ≥ Solldrehmoment TRQCMD gilt, und die gewählte vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi wird als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt.
  • Wenn die Antwort auf diese Frage des oben beschriebenen Schritts 111 positiv ist (JA), d. h. wenn das Solldrehmoment TRQCMD größer das Grenzdrehmoment TRQLMT gilt, wird die Indexzahl i auf die Wiederanstiegspunktzahl N gesetzt, die in Schritt 93 in 20 gespeichert ist (Schritt 112), wonach bestimmt wird, ob das geschätzte Drehmoment TRQESTi nicht kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist oder nicht (Schritt 113). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird bestimmt, ob die Indexzahl i gleich der Anzahl m der Proben ist oder nicht (Schritt 114). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird, nachdem die Indexzahl i erhöht worden ist (Schritt 115), die Bestimmung in Schritt 113 erneut ausgeführt.
  • Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 113 positiv ist (JA), d. h. wenn geschätztes Drehmoment TRQESTi ≥ Solldrehmoment TRQCMD gilt, wird die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi zu dieser Zeit als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD gesetzt (Schritt 116), und es wird eine zugeordnete vorläufige AGR-Menge GAGRPRVi als die Soll-AGR-Menge GAGRCMD gesetzt (Schritt 117), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 114 positiv wird (JA) (i = m), d. h. wenn das geschätzte Drehmoment TRQEST nicht kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist, innerhalb des Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV, die größer als ein dem Wiederanstiegspunkt PRINC entsprechender Wert ist, wird die Solleinlassluftmenge GAIRCMD auf eine vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVm gesetzt, die der maximalen Einlassluftmenge GAIRMAX entspricht (Schritt 118), und die Soll-AGR-Menge GAGRCMD wird auf die vorläufige AGR-Menge GAGRPRVm gesetzt (Schritt 119), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Falls, wie oben beschrieben, das Kennmuster das vierte Muster ist, wird das Solldrehmoment TRQCMD, das das Grenzdrehmoment TRQLMT überschreitet, gesetzt, und wenn das geschätzte Drehmoment TRQEST kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist, innerhalb des Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV, die größer als der dem Wiederanstiegspunkt PRINC entsprechende Wert ist, wird die Solleinlassluftmenge GAIRCMD auf die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi gesetzt, die zu dieser Zeit dem geschätzten Drehmoment TRQESTi zugeordnet sind (Schritte 113 und 116). Dies macht es möglich, eine minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi richtig auszuwählen, die das Solldrehmoment TRQCMD erreicht, und diese als die Solleinlassluftmenge GAIRCMD zu setzen.
  • Wenn andererseits im oben beschriebenen Fall kein geschätztes Drehmoment TRQEST nicht kleiner als das Solldrehmoment TRQCMD ist, wird die Solleinlassluftmenge GAIRCMD auf die vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVm entsprechend der maximalen Einlassluftmenge GAIRMAX gesetzt (Schritte 113 und 118). Dies macht es möglich, eine Anforderung vom Fahrzeugfahrer soweit wie möglich zu erfüllen, um zu bewirken, dass der Motor 3 das maximale Drehmoment ausgibt.
  • Als nächstes wird der Prozess zum Setzen der Solldrosselventilöffnung θTHCMD, der in Schritt 5 in 3 ausgeführt wird, in Bezug auf 22 beschrieben. Der vorliegende Prozess dient zum letztendlichen Setzen der Solldrosselventilöffnung θTHCMD gemäß der Solleinlassluftmenge GAIRCMD, die in der oben beschriebenen ersten Ausführung (18) oder zweiten Ausführung (21) gesetzt ist.
  • Zuerst wird im vorliegenden Prozess in Schritt 121 bestimmt, ob die erfasste Gaspedalstellung AP im Wesentlichen gleich einem vorbestimmten Vollgasgrad APWO ist oder nicht. Dann wird in Schritt 122 bestimmt, ob eine erfasste Gaspedalstellung AP im Wesentlichen gleich einem vorbestimmten Vollgasgrad APWO ist oder nicht. Dann wird in Schritt 122 bestimmt, ob das Sollluftkraftstoffverhältnis AFCMD auf einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt ist oder nicht. Wenn beide Antworten auf diese Fragen positiv sind (JA), wird die Solldrosselventilöffnung θTHCMD auf eine vorbestimmte Vollgasdrosselöffnung θTHWO gesetzt (Schritt 123), wonach der vorliegende Prozess endet.
  • Infolgedessen ist es, wenn die Gaspedalstellung AP im Vollgaszustand ist, möglich, die Antriebseigenschaften zu verbessern, indem veranlasst wird, dass der Motor 3 das maximale Drehmoment entsprechend der Beschleunigungsanforderung eines Fahrers ausgibt. In diesem Fall wird unter Bedingungen, wo das Sollluftkraftstoffverhältnis AFCMD auf einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt wird, die Sicherheitsgrenze für das Klopfen durch einen Kühleffekt erhöht, der durch Verdampfungswärme einer vergrößerten Kraftstoffmenge in der Brennkammer erzeugt wird, so dass auch dann, wenn die Solldrosselventilöffnung θTHCMD auf die Vollgasdrosselöffnung θTHCWO gesetzt ist, keine Gefahr von verdecktem Klopfen auftritt.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 121 oder 122 negativ ist (NEIN), wird eine vorläufige Solldrosselventilöffnung θTHCMDPRV, welche ein vorläufiger Sollwert der Drosselventilöffnung θTH ist, durch Absuchen eines vorbestimmten θTHCMDPRV-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der im Prozess von 18 oder 21 gesetzten Solleinlassluftmenge GAIRCMD und der Sollmotordrehzahl NECMD berechnet (Schritt 124).
  • Dann wird eine effektive Ventilöffnung θTHEFF des Drosselventils 10a durch Absuchen eines vorbestimmten θTHEFF-Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Sollmotordrehzahl NECMD errechnet (Schritt 125). Die effektive Ventilöffnung θTHEFF repräsentiert einen Öffnungsgrad des Drosselventils 10a, über den hinaus das Drehmoment des Motors 3 angenähert nicht weiter zunimmt, und ist z. B. als Ventilöffnung definiert entsprechend einem Drehmoment, das um einige vorbestimmte Prozent niedriger ist als das Drehmoment des Motors 3 während Vollgasstellung des Drosselventils 10a.
  • Als nächstes wird bestimmt, ob die berechnete vorläufige Solldrosselventilöffnung θTHCMDPRV nicht größer als die effektive Ventilöffnung θTHEFF ist oder nicht (Schritt 126). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. wenn θTHCMDPRV ≤ θTHEFF gilt, wird die Solldrosselventilöffnung θTHCMD auf die vorläufige Solldrosselventilöffnung θTHCMDPRV gesetzt (Schritt 127), wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts 126 negativ ist (NEIN), d. h. wenn θTHCMDPRV > θTHEFF gilt, wird die Solldrosselventilöffnung θTHCMD begrenzt und auf die effektive Ventilöffnung θTHEFF gesetzt (Schritt 128), wonach der vorliegende Prozess endet. Dies macht es möglich, ein Pendeln der Drosselventilöffnung θTH in einem Bereich über die effektive Ventilöffnung θTHEFF hinaus zu verhindern, und die Lebensdauern des Drosselventils 10a und des TH-Aktuators 10b zu verlängern.
  • Übrigens ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen in die Praxis umgesetzt werden. Obwohl z. B. in den oben beschriebenen Ausführungen der Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis-Parameter PRMBSFC, der durch Dividieren der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV durch das geschätzte Drehmoment berechnet wird, als das Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis in Bezug auf eine Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten TRQEST verwendet wird, ist dies nicht einschränkend, sondern es können auch andere geeignete Parameter verwendet werden, insofern sie das Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis repräsentieren. Alternativ könnte eine vorläufige Kraftstoff-Verbrauchsmenge aus der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV und dem Solluftkraftstoffverhältnis AFCMD berechnet werden, und das Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis könnte direkt aus der berechneten Kraftstoff-Verbrauchsmenge und den geschätzten Drehmomenten TRQEST berechnet werden.
  • Obwohl ferner in den oben beschriebenen Ausführungen, als Verfahren zum Setzen der Sollmotordrehzahl NECMD und des Solldrehmoments TRQCMD basierend auf der Arbeitslinie, dort ein Verfahren verwendet wird, die kraftstoffeffizientesten Drehmomente TRQBSFCB auf einmal in die kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistungen PWRBSFCB umzuwandeln und nach einer der kraftstoffeffizientesten Ausgangsleistungen PWRBSFCB zu suchen, die zu der Sollausgangsleistung PWRCMD passt, ist dies nicht einschränkend, sondern könnte auch eine gleiche Ausgangslinie, der durch die Sollausgangsleistung PWRCMD erhalten werden kann, wie in 11 mit der gepunkteten Linie angegeben, auf eine Koordinatenebene gelegt werden, die durch Koordinatenachsen definiert ist, welche die Motordrehzahl NE und das Drehmoment TRQ des Motors 3 repräsentieren, auf der eine Arbeitslinie angegeben ist, und es könnte eine Motordrehzahl NE und ein Drehmoment TRQ, die einem Schnittpunkt der gleichen Ausgangsleistungslinie und der Arbeitslinie zugeordnet sind, als die Sollmotordrehzahl NECMD und das Solldrehmoment TRQCMD gesetzt werden (in 11 das in Klammern gesetzte NECMD und das TRQCMD).
  • Obwohl ferner in den obig beschriebenen Ausführungen zum Wählen der minimalen vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRV, die das Solldrehmoment TRQCMD erzielt, die vorläufigen Einlassluftmengen GAIRPRVi sequentiell in zunehmender Reihenfolge gesucht werden, ist es nicht einschränkend, sondern es könnte auch die gesamte Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung zuerst abgesucht werden, um darauf eine minimale vorläufige Einlassluftmenge GAIRPRVi auszuwählen, welche den Bedingungen genügt. Obwohl ferner in den obig beschriebenen Ausführungen die effektive Ventilöffnung θTHEFF des Drosselventils 10a gemäß der Motordrehzahl NE gesetzt wird, ist es nicht einschränkend, sondern kann auch durch einen vorbestimmten Festwert ersetzt werden.
  • Ferner sind die Anzahl n von Proben (n = 12) der Referenzmotordrehzahlen NEREFj und die Anzahl m von Proben (m = 10) der vorläufigen Einlassluftmenge GAIRPRVi in den oben beschriebenen Ausführungen nur als Beispiel angegeben, und es versteht sich, dass die Zahlen n und m der Proben erhöht oder verringert werden können. Wenn die Zahlen n und m der Proben erhöht werden, können das Setzen der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, das Berechnen der kraftstoffeffizientesten Drehmomente TRQBSFCB, das Setzen der Arbeitslinie, das Berechnen des Solldrehmoments TRQCMD und der Sollmotordrehzahl NECMD usw. feiner aufgelöst geführt werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Kraftstoffverbrauch noch weiter zu verbessern.
  • Ferner sind die Verfahren zum Berechnen der maximalen Einlassluftmenge GAIRMAX, des geschätzten Verzögerungsbetrags IGRTDEST, des geschätzten Drehmoments TRQEST usw., die in den oben beschriebenen Ausführungen beschrieben sind, nur als Beispiel angegeben, und es versteht sich, dass beliebige andere geeignete Verfahren angewendet werden können. Ferner ist es möglich, konstruktive Details der Ausführung innerhalb der Idee und des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu verändern.
  • Obwohl ferner in den oben beschriebenen Ausführungen die vorliegende Erfindung auf einen Fahrzeugbenzinmotor angewendet wird, ist dies nicht einschränkend, sondern kann auch auf verschiedene andere Motoren als Benzinmotoren angewendet werden, einschließlich Dieselmotoren, insofern das Luftkraftstoffverhältnis des Gemischs auf ein vorbestimmtes Sollluftkraftstoffverhältnis gesteuert/geregelt wird, unabhängig davon, ob das vorbestimmte Solluftkraftstoffverhältnis das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis ist. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf andere Motoren als Fahrzeugmotoren angewendet werden, z. B. Motoren für Schiffsantriebsmaschinen, wie etwa einen Außenbordmotor mit einer vertikal angeordneten Kurbelwelle.
  • Insbesondere kann die vorliegende Erfindung auch auf Verbrennungsmotoren angewendet werden, die mit konstanter Motordrehzahl arbeiten, z. B. einen Verbrennungsmotor mit einem Generator oder ein Mehrzweckverbrennungsmotor. In diesem Fall wird, ähnlich den oben beschriebenen Ausführungen, die Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung unter Verwendung der Drehzahl des Motors als der einzigen Referenzmotordrehzahl NEREF gesetzt, und aus einer Mehrzahl von berechneten geschätzten Drehmomenten TRQESTi wird ein geschätztes Drehmoment TRQEST, mit dem sich ein minimales Kraftstoffverbrauchsverhältnis erzielen lässt, als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment TRQBSFCB berechnet. Dann ist es durch Steuern/Regeln des Motors basierend auf dem berechneten kraftstoffeffizientesten Drehmoment TRQBSFCB möglich, den Motor so zu betreiben, dass seinem Kraftstoffverbrauch höhere Priorität gegeben wird.
  • Es versteht sich ferner für den Fachkundigen, dass oben bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind und zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Idee und Umfang davon abzuweichen.
  • Es wird ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor angegeben, der in der Lage ist, das kraftstoffeffizienteste Drehmoment gemäß den Betriebszuständen des Motors geeignet zu berechnen, ohne vorab Arbeitslinien zu setzen oder zu erlernen, die die kraftstoffeffizientesten Drehmomente angeben, wodurch es möglich gemacht wird, die Kosten zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Wenn in dem Steuersystem der Motor mit einer vorbestimmten Referenzdrehzahl läuft, werden eine Mehrzahl von Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parametern, die einer Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten zugeordnet sind, basierend auf einer Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung berechnet, welche die Beziehung zwischen vorläufigen Einlassluftmengen und geschätzten Drehmomenten ist, die man erhält, wenn die vorläufigen Einlassluftmengen zugeführt werden. Ferner wird ein geschätztes Drehmoment, das einem Minimalwert der Kraftstoffverbrauchsverhältnis-Parameter zugeordnet ist, als kraftstoffeffizientestes Drehmoment bei der Referenzdrehzahl berechnet.
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Claims (10)

  1. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (3), das ein kraftstoffeffizientestes Drehmoment (TRQBSFCB) berechnet, welches ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis (BSFC) minimiert, und den Motor (3) basierend auf dem kraftstoffeffizientesten Drehmoment (TRQBSFCB) steuert/regelt, umfassend: ein Luftkraftstoffverhältnis-Steuermittel zum Steuern/Regeln des Luftkraftstoffverhältnisses (AF) eines in einer Brennkammer (3d) verbrannten Gemischs auf ein vorbestimmtes Soll-Luftkraftstoffverhältnis (AFCMD);und ein Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen des kraftstoffeffizientesten Drehmoments (TRQBSFCB), das erzeugt wird, wenn der Motor (3) bei einer vorbestimmten Referenzmotordrehzahl (NEREF) läuft, worin das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel umfasst: ein Maximale-Einlassluftmenge-Berechnungsmittel zum Berechnen, basierend auf Betriebszuständen des Motors (3), einer maximalen Einlassluftmenge (GAIRMAX), die in die Brennkammer (3b) gesaugt werden kann, als maximale Einlassluftmenge (GAIRMAX), ein Vorläufige-Einlassluftmenge-Setzmittel zum Setzen einer Mehrzahl von voneinander unterschiedlichen vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRVi) innerhalb eines Einlassluftmengenbereichs, der von 0 bis zur berechneten maximalen Einlassluftmenge (GAIRMAX) reicht, ein Geschätztes-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen, basierend auf den Betriebszuständen des Motors (3), von geschätzten Drehmomenten (TRQESTi), die schätzungsweise von dem Motor (3) ausgegeben werden, unter der Annahme, dass die gesetzte Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRVi) in die Brennkammer (3d) gesaugt werden, jeweils als Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten (TRQESTi), ein Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Setzmittel zum Setzen einer Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die eine Beziehung zwischen der Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRVi) und der Mehrzahl von berechneten geschätzten Drehmomenten (TRQESTi) ist, und ein Kraftstoff-Verbrauchsverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Mehrzahl von Kraftstoffverbrauchsverhältnissen, die der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten jeweils zugeordnet sind, basierend auf der gesetzten Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, worin eines der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten (TRQESTi), das einem minimalen Kraftstoffverbrauchsverhältnis der Mehrzahl von berechneten Kraftstoffverbrauchsverhältnissen zugeordnet ist, als das kraftstoffeffizienteste Drehmoment (TRQBSFCB) bei der Referenzmotordrehzahl (NEREF) berechnet wird.
  2. Das Steuersystem nach Anspruch 1, worin das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel eine Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten (TRQBSFCBj) berechnet, die erzeugt werden, wenn der Motor (3) bei einer Mehrzahl von vorbestimmten Referenzdrehzahlen (NEREFi) läuft, einschließlich der einen Referenzdrehzahl (NEREF), und worin das Kraftstoffeffizientestes-Drehmoment-Berechnungsmittel ferner ein Arbeitslinien-Setzmittel aufweist, um eine Arbeitslinie, welche eine Mehrzahl von Arbeitspunkten verbindet, die jeweilige Kombinationen der Referenzdrehzahlen (NEREF) und der Mehrzahl von kraftstoffeffizientesten Drehmomenten sind, die der Mehrzahl von Referenzdrehzahlen (NEREF) zugeordnet sind, auf eine Koordinatenebene zu setzen, die durch Koordinatenachsen definiert ist, die eine Drehzahl (NE) und ein Drehmoment (TRQ) des Motors (3) repräsentieren.
  3. Das Steuersystem nach Anspruch 2, das ferner umfasst: ein Sollausgangsleistungssetzmittel zum Setzen einer Sollausgangsleistung (PWRCMD) des Motors (3); und ein Solldrehmomentsetzmittel zum Auswählen einer Kombination eines Drehmoments (TRQ) und einer Drehzahl (NE) des Motors (3), die der gesetzten Sollausgangsleistung (PWRCMD) genügen, basierend auf der Arbeitslinie, und Setzen des Drehmoments und der Drehzahl als Solldrehmoment (TRQCMD) und Solldrehzahl (NECMD).
  4. Das Steuersystem nach Anspruch 3, das ferner ein Solleinlassluftmengensetzmittel aufweist, zum Setzen einer minimalen vorläufigen Einlassluftmenge (GAIRMIN), die das geschätzte Drehmoment (TRQEST) gleich dem Solldrehmoment (TRQCMD) macht und/oder in die Nähe davon bringt, als die Solleinlassluftmenge (GAIRCMD), durch Auswählen der minimalen vorläufigen Einlassluftmenge (GAIRMIN) aus der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die in Bezug auf die Referenzdrehzahl (NEREF) gesetzt ist, die der Solldrehzahl (NECMD) zugeordnet ist.
  5. Das Steuersystem nach Anspruch 4, worin das Solleinlassluftmengensetzmittel sequentiell die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRVi) in zunehmender Reihenfolge der vorläufigen Einlassluftmengen basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätzes-Drehmoment-Beziehung nach jener vorläufigen Einlassluftmenge absucht, die das geschätzte Drehmoment (TRQEST) gleich dem Solldrehmoment (TRQCMD) macht oder in die Nähe davon bringt, und die Suche der vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRV) beendet, wenn die vorläufige Einlassluftmenge gefunden ist, welche das geschätzte Drehmoment (TRQEST) gleich der dem Solldrehmoment (TRQCMD) macht oder in die Nähe davon bringt, während die aufgefundene vorläufige Einlassluftmenge als die Solleinlassluftmenge (GAIRSMC) gesetzt wird.
  6. Das Steuersystem nach Anspruch 3, das ferner umfasst: ein Geschätztes-Drehmoment-Kennlinien-Setzmittel zum Setzen einer Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie, welche Charakteristiken der Mehrzahl von geschätzten Drehmomenten (TRQESTi) in Bezug auf die Mehrzahl von vorläufigen Einlassluftmengen (GAIRPRVi) repräsentiert, basierend auf der Vorläufige-Einlassluftmenge-Geschätztes-Drehmoment-Beziehung, die in Bezug auf die Referenzdrehzahl (NEREF) gesetzt ist, die der Solldrehzahl (NECMD) zugeordnet ist; ein Drehmoment-Nichtanstiegs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob es einen Nichtanstiegspunkt gibt oder nicht, bei dem das geschätzte Drehmoment (TRQEST) nicht weiter ansteigt, auch wenn die vorläufige Einlassluftmenge (GAIRPRV) zunimmt, auf der gesetzten Geschätztes-Drehmomentkennlinie; ein Grenzdrehmoment-Setzmittel zum Setzen des geschätzten Drehmoments (TRQEST) entsprechend dem Nichtanstiegspunkt als Grenzdrehmoment (TRQLMT), wenn bestimmt wird, dass es einen Nichtanstiegspunkt gibt; und ein Solleinlassluftmengen-Setzmittel zum Setzen der vorläufigen Einlassluftmenge (GAIRPRV) entsprechend dem Nicht-Anstiegspunkt als die Solleinlassluftmenge (GAIRCMD), wenn das Solldrehmoment (TRQCMD) größer als das Grenzdrehmoment (TRQLMT) ist.
  7. Das Steuersystem nach Anspruch 6, das ferner ein Drehmoment-Wiederanstiegs-Bestimmungsmittel aufweist, zur Bestimmung, ob es einen Wiederanstiegspunkt gibt oder nicht, bei dem das geschätzte Drehmoment (TRQEST), welches erneut ansteigt, gleich oder größer als das Grenzdrehmoment (TRQLMT) wird, innerhalb eines Bereichs der vorläufigen Einlassluftmenge (GAIRPRV), der größer ist als ein Wert entsprechend dem Nichtanstiegspunkt auf der Geschätztes-Drehmoment-Kennlinie, und worin in einem Fall, wo bestimmt wird, dass der Wiederanstiegspunkt vorhanden ist, wenn das Solldrehmoment (TRQCMD) größer als das Grenzdrehmoment (TRQLMT) ist, das Solleinlassluftmengensetzmittel die vorläufige Einlassluftmenge (GAIRPRV), die größer als ein dem Wiederanstiegspunkt entsprechender Wert ist, als die Solleinlassluftmenge (GAIRCMD) setzt, anstelle der vorläufigen Einlassluftmenge entsprechend dem Nichtanstiegspunkt.
  8. Das Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, das ferner umfasst: ein Vorläufige-Solldrosselventilöffnungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer vorläufigen Solldrosselventilöffnung (θTHCMDPRV), die ein vorläufiger Sollwert des Öffnungsgrads (θTH) eines Drosselventils (10a) zum Einstellen der Einlassluftmenge ist, gemäß der Solleinlassluftmenge (GAIRCMD); und ein Solldrosselventiöffnungssetzmittel zum Setzen einer Solldrosselventilöffnung (θTHCMD), die ein letztendlicher Sollwert des Öffnungsgrads (θTH) des Drosselventils (10a) ist, auf die vorläufige Solldrosselventilöffnung (θTHCMDPRV), wenn die berechnete vorläufige Solldrosselventilöffnung gleich oder kleiner als eine effektive Ventilöffnung (θTHEFF) ist, welche ein Öffnungsgrad des Drosselventils (10a) ist, über den hinaus das Drehmoment des Motors (3) angenähert nicht weiter ansteigt, und Setzen der Solldrosselventilöffnung (θTHCMD), wenn die vorläufige Solldrosselventilöffnung (θTHCMDPRV) größer als die effektive Ventilöffnung (θTHEFF) ist, durch Begrenzung der Solldrosselventilöffnung (θTHCMD) auf die effektive Ventilöffnung (θTHEFF).
  9. Das Steuersystem nach Anspruch 8, worin der Motor (3) an einem Fahrzeug als Fahrantriebsquelle angebracht ist, wobei das Steuersystem ferner ein Gaspedalstellungserfassungsmittel (21) zum Erfassen eines Betätigungsgrads (AP) eines Gaspedals des Fahrzeugs aufweist, worin, wenn der erfasste Betätigungsgrad (AP) des Gaspedals im Vollgaszustand ist und auch das Sollluftkraftstoffverhältnis (GAIRCMD) auf einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis gesetzt ist, das Solldrosselventilöffnungssetzmittel die Solldrosselventilöffnung (θTHCMD) auf eine vorbestimmte Vollgasdrosselöffnung setzt.
  10. Das Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das ferner umfasst: ein Klopferfassungsmittel zum Erfassen des Auftretens eines Klopfzustands im Motor (3); und ein Geschätzter-Verzögerungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines geschätzten Verzögerungsbetrags der Zündzeit (IG) gemäß dem erfassten Auftreten eines Klopfzustands, worin das Geschätztes-Drehmoment-Berechnungsmittel das geschätzte Drehmoment (TRQEST) gemäß dem berechneten geschätzten Verzögerungsbetrag der Zündzeit (IG) berechnet.
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