DE102014219801B4 - Steuervorrichtung für Innenverbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Eine Steuervorrichtung beinhaltet einen Transient-Zustandszündzeitpunktkorrektureinheit, in welcher, um eine Änderung beim Zündzeitpunkt einzustellen, die koinzident mit einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur gemacht ist, und auch koinzident mit der Stärke des transienten gemacht wird, wenn der transiente Betriebszustand auftritt, ein Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand in Übereinstimmung mit einem internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad, der aus der internen EGR-Temperatur abgeleitet ist, und einer Gleichgewichtszustandsabgastemperatur berechnet wird, und mit transienter Stärke, die von einer Änderungsgröße in dem Betriebszustand und einer Verlaufszeit, seitdem der transiente Betriebszustand gestartet ist, abgeleitet wird und der Zündzeitpunkt wird durch einen Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten korrigiert.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Zylinderinneninjektionstyp-Innenverbrennungsmotors, und insbesondere auf eine Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors, in der unter ihrer Homogenladungs-Kompressionszündungsverbrennungsmodussteuerung eine Zündzeitpunktsteuerung durchgeführt wird, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt.
  • Beschreibung verwandten Stands der Technik
  • In den letzten Jahren ist, assoziiert mit Variationen oder dergleichen der Luftverschmutzung und von Erdölbedingungen, die Verbesserung bei der Abgasqualität und beim Kraftstoffverbrauch eines Innenverbrennungsmotors (nachfolgend als „Motor” bezeichnet) stark verlangt worden. Als ein Verfahren von jenen zum Verbessern der Abgasqualität und des Kraftstoffverbrauchs eines benzinverwendenden Motors erfährt eine Verbrennungssteuerung durch Homogenladungskompressionszündung (nachfolgend als eine „HCCI” bezeichnet, HCCI: Homogeneous-Charge Compression Ignition) Aufmerksamkeit, bei der die Verbrennung im Benzinmotor erzielt wird, indem eine Kraftstoff-Luftmischung von höherer Temperatur und Druck im späteren Teil des Kompressionstakts gemacht wird und die Kraftstoff-Luftmischung selbst-gezündet wird, ohne Funkenentladungszündung zu verwenden.
  • Bei der HCCI-Verbrennung kann der Kraftstoffverbrauch durch Verbrennung mit magerer Kraftstoff-Luftmischung im Vergleich zur Funken-Entladungszündverbrennung reduziert werden, und kann eine Reduktion bei Stickstoffoxiden (NOx) bei niedrigeren Verbrennungstemperaturen im Vergleich mit Funkenentladungszündverbrennung erzielt werden; derweil ist beispielsweise bei einer Kraftstoff-Luftmischungstemperatur äquivalent zu derjenigen der Funkenentladungszündung die Temperatur zu niedrig, um Selbstzündung zu fördern, was das Auftreten einer Fehlzündung verursacht; und, wenn die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur zu weit erhöht wird, wird eine Verbrennungsgeschwindigkeit übermäßig hoch, was das Auftreten von Klopfen/Klingeln verursacht. Dafür ist es im Stand der Technik wohl bekannt, dass, um eine Kraftstoff-Luftmischungstemperatur zu erhalten, welche die HCCI-Verbrennung besser fördert, eine Steuertechnik eine interne Abgasrückführung (nachfolgend als eine „interne EGR” bezeichnet, EGR: Exhaust Gas Recirculation), aufgrund eines Negativwertüberlappens, bei welchem das Auslassventil geschlossen ist, wenn ein Kolben vor dem Todpunktzentrum des Einlasses steht, und ein Einlassventil geöffnet wird, wenn der Kolben nach dem oberen Todpunkt des Einlasses ist, so dass die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur erhöht wird.
  • Gemäß diesem bekannten Stand der Technik entsteht ein Fall, in welchem im Betriebsbereich, bei dem die Drehzahl des Motors relativ niedrig ist und die Last relativ leicht ist, eine HCCI-Verbrennung durch Einsetzen der internen EGR erzielt werden kann, um so die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur innerhalb eines Zylinders zu steuern; jedoch erreicht in einem Betriebsbereich, bei dem die Anzahl von Umdrehungen des Motors weiter gesenkt ist und die Last noch leichter ist, die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur keinen Pegel, bei welchem eine gute HCCI-Verbrennung durchgeführt wird, weil die Verbrennungstemperatur zu niedrig ist, selbst falls die interne EGR eingesetzt wird. Deshalb ist als eine Steuerung, die fähig ist, eine gute HCCI-Verbrennung selbst in jenen oben beschriebenen Fällen zu erhalten, eine Zündunterstützungssteuerung vorstellbar, die Funkenentladungszündung zum Verbessern der Selbstzündung einführt.
  • Beispielsweise wird in der Japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2005-016408 eine HCCI-Verbrennungssteuerung ermöglicht, in welcher in einem HCCI-Verbrennungsmodus vor dem oberen Totpunkt der Kompression eine Zündassistenz durch Funkenentladungszündung an einer Kraftstoff-Luftmischung durchgeführt wird, der eine Zündtimingcharakteristik entsprechend einer Oktanzahl verwendet, die vorab eingestellt wird, so dass eine Fehlzündung oder ein Klopfen nicht auftreten.
  • Die nachveröffentlichte WO 2014/130718 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Übergangs zwischen SI und HCCI-Verbrennungsmoden. Aus DE 11 2013 004 282 T5 ist ein fremdgezündeter Direkteinspritzmotor bekannt, mit einem Steuergerät, das in einem ersten spezifizierten Unterbereich ein AGR-Verhältnis so einstellt, dass es höher ist als ein AGR-Verhältnis in einem zweiten spezifizierten Unterbereich. Aus DE 2006 000 529 T5 ist ein Verfahren zur Steuerung transienter Lasten zwischen mageren und stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsarten von Direkteinspritzmaschinen mit gesteuerter Selbstzündungsverbrennung bekannt.
  • [Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
  • Hier, wenn auf einem Fall fokussiert wird, bei welchem der Motor in einem transienten Betriebszustand ist, so dass sich sein Betriebszustand in der HCCI-Verbrennung durch eine Zündassistenz ändert, kann dies dazu führen, eine Degradierung der Verbrennung zu verursachen, die eine solche Fehlzündung und Klopfen verursacht, wenn ein momentaner Betriebszustand ähnlich zu einem Stabil-Gleichgewichtsbetriebszustand detektiert wird, und die Funkenentladungszündung mit Funkentiming entsprechend demjenigen des momentanen Betriebszustand durchgeführt wird, wie in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-016408 offenbart.
  • Was die Degradierung der Verbrennung verursacht, geht auf eine „Verzögerung” eines internen EGR-Gases zurück. Weil das interne EGR-Gas ein Verbrennungsgas um einen vorherigen oder stromaufwärtigen Zyklus in jedem Zylinder ist, wird interne EGR in einem anderen Betriebszustand durch einen Stromaufwärtszyklus während des transienten Betriebszustandes eingeführt; somit degradiert die Verbrennung, weil sich die interne EGR-Temperatur von derjenigen während des Gleichgewichtsbetriebszustandes unterscheidet, bei dem interne EGR desselben Betriebszustandes auch durch einen stromaufwärtigen Zyklus eingeführt wird. Wenn sich beispielweise ein Betriebszustand von einem Gleichgewichtsbetriebszustand „A” zu einem Gleichgewichtsbetriebszustand „B” ändern soll, wie in 6 illustriert, ist eine interne EGR-Temperatur konstant, weil sich der Gleichgewichtsbetriebszustand „A” bis zum Zeitpunkt (1) fortsetzt; jedoch ändert sich der Betriebszustand zum Betriebszustand „B” zum Zeitpunkt (2) um zu einem transienten Betriebszustand zu werden, ist eine interne EGR-Temperatur eine Temperatur „b”, weil die interne EGR-Temperatur, die zum Zeitpunkt (2) eingeführt wird, dieselbe wie diejenige des Zeitpunkts (1) ist. Hier wird, falls eine Zündassistenz durchgeführt wird, wobei der Zündzeitpunkt keinen transienten Betriebszustand berücksichtigt, die Zündassistenz mit dem Zündzeitpunkt unter der Annahme einer internen EGR-Temperatur „a” statt der internen EGR-Temperatur des Zeitpunkts (2) welches die Temperatur „b” ist, durchgeführt; aus diesem Grund wird ein angemessener Zündzeitpunkt nicht in Bezug auf eine tatsächliche interne EGR-Temperatur und die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur im letzteren Teil eines Kompressionstakts erzielt, so dass es möglich wäre, dass eine Fehlzündung aufgrund des Fehlens einer Selbstzündungsverstärkung auftritt, und dass ein Klopfen aufgrund des Überschusses an Selbstzündungsverstärkung auftritt.
  • Darüber hinaus gibt es eine Verzögerung bei der Reaktion gegenüber einer Änderung im internen EGR-Gas aufgrund des transienten Betriebszustands. 6 ist ein Bilddiagramm, welches das Verhalten von internen EGR-Temperaturen illustriert, wenn der Motor in einem transienten Betriebszustand ist. Wie beispielsweise in 6 illustriert, weil zum Zeitpunkt (3) unmittelbar nach dem transienten Betriebszustand ein internes EGR-Gas eingeführt wird, das durch die Verbrennung des Zeitpunkts (2) erhalten wird, als der oben beschriebene Grund, sollte die interne EGR-Temperatur die Temperatur „a” sein; jedoch ist aus der internen EGR über einen Kolben eine Zylinderwandoberfläche und dergleichen dissipierte Wärme in einer Übergangsstufe, um sich zum Zeitpunkt (3) zu verändern; und somit erreicht die interne EGR eine Temperatur „c” die gegenüber der Temperatur „b” etwas verändert ist. Nachfolgend wird durch einen Kolben, eine Zylinderwandoberfläche und dergleichen graduell abgestrahlte Wärme konstant, so dass die interne EGR eine Temperatur „a” zum Zeitpunkt (4) annimmt. Hier, falls eine Zündassistenz mit einem Zündzeitpunkt durchgeführt wird, der den transienten Betriebszustand nicht berücksichtigt, wird die Zündassistenz mit einem Zündzeitpunkt durchgeführt, der eine interne EGR-Temperatur (a) zum Zeitpunkt von (3) bis zum Zeitpunkt (4) annimmt; aus diesem Grund wird eine geeignete Zündtiming nicht in Bezug auf eine tatsächliche interne EGR-Temperatur und die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur im letzteren Teil des Kompressionstaktes erzielt, so dass es wahrscheinlich wäre, dass eine Fehlzündung auftritt, aufgrund des Mangels an Selbstzündungsverstärkung, und dass ein Klopfen aufgrund des Übermaßes an Selbstzündungsverstärkung auftritt.
  • Wie oben beschrieben, obwohl die interne EGR, welche die Kraftstoff-Luftmischungstemperatur steigert, ein regulierender Faktor ist, der für die Verursachung von Selbstzündung verantwortlich ist, ist der Zündzeitpunkt in einer gewissen Weise ebenfalls ein regulierender Faktor; und somit kann eine gute HCCI-Verbrennung nicht erhalten werden, ohne das Verhalten dieser internen EGR und dasjenige des Zündzeitpunkts in einer angemessenen Weise zu steuern, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt.
  • Gemäß dem Ergebnissen von weiteren, durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Studien ist verstanden worden, dass, wenn sich ein Betriebszustand des Motors in einem transienten Betriebszustand befindet, sich ein gestatteter Bereich an Zündzeitpunkt in Reaktion auf die interne EGR-Temperatur ändert, wenn sich die Stärke des transienten Betriebszustandes (scharfer transienter, in welchem eine Änderung in einem Betriebszustand groß ist, ein moderat transienter, in welchem die Änderung in einem Betriebszustand klein ist, und dergleichen) ändert. Spezifisch, wenn beispielsweise in 6 eine Änderung vom Betriebszustand „A” zum Betriebszustand „B” moderat ist, ist ein gestatteter Bereich des Zündzeitpunkts in Reaktion auf die interne EGR-Temperatur breit, so dass es sich versteht, dass mit einem Zündzeitpunkt, bei welchem die interne EGR-Temperatur die Temperatur „d” wird, selbst falls die Zündungsassistenz mit einem Zündzeitpunkt durchgeführt wird, in welchem die interne EGR-Temperatur „a” angenommen wird, eine gute HCCI-Verbrennung erzielt werden kann. Derweil, wenn die Änderung vom Betriebszustand „A” zum Betriebszustand „B” scharf ist, ist der gestattbare Bereich an Zündzeitpunkt in Reaktion auf die interne EGR-Temperatur eng, so dass es sich versteht, dass, falls die Zündassistenz nicht mit dem Zündzeitpunkt durch Annehmen einer internen EGR-Temperatur der Temperatur „d” bei der internen EGR-Temperatur „d” durchgeführt wird und auch annehmend eine interne EGR-Temperatur der Temperatur „e” bei der internen EGR-Temperatur „e”, eine gute HCCI-Verbrennung nicht erzielt werden kann.
  • Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung, um eine Änderung beim Zündzeitpunkt so rasch als möglich zu beenden, während man gut in einem Zustand der HCCI-Verbrennung durch die Zündassistenz bleibt, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, ist es klargemacht worden, dass das Zündtiming in Übereinstimmung mit einer Verzögerung bei der Änderung der internen EGR-Temperatur, und mit der Stärke des transienten Betriebs während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand geändert werden muss.
  • Hier ist als ein anderes Verfahren als dasjenige des Steuerns des Zündzeitpunkts, wenn ein transienter Betriebszustand vorkommt, auch ein Fall vorstellbar, bei welchem die Menge an interner EGR, die Menge an Einlassluft, die Menge an Verbrennungseinspritzung, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dergleichen gesteuert werden; jedoch ist in der HCCI-Verbrennung durch die Zündassistenz ein Effekt zum angemessenen Steuern des Zündzeitpunkts für die Verbrennungsstabilität groß, und ist auch eine Verzögerung von einer Änderung bei einem Steuerparameter(n) zur tatsächlich ausgeführten Steuerung kürzer, was auch eine Zündzeitpunkteinstellung für individuelle Zylinder in einem Mehrzylindermotor ermöglicht; aus diesen Gründen ist das Verfahren ein effektives Mittel, bei welchem der Zündzeitpunkt gemäß einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur gesteuert wird, und mit der Stärke des transienten Betriebs während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand.
  • Um dies zu berücksichtigen, ist die vorliegende Erfindung auf die Lösung dieser oben beschriebenen Probleme gerichtet worden und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors bereitzustellen, in welcher unter einer HCCI-Verbrennungssteuerung durch die Zündassistenz, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, der Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit einer Verzögerung mit einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur und mit der Stärke des transienten Betriebs während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustands korrigiert wird, so dass es nicht erforderlich ist, einen teuren Sensor (Sensoren) oder dergleichen zum direkten Detektieren der internen EGR-Temperatur und/oder einer Kraftstoff-Luftmischungstemperatur innerhalb eines Zylinders zu montieren, und selbst wenn der Motor sich in einem transienten Betriebszustand befindet, kann eine Änderung bei einem Zündzeitpunkt so rasch als möglich beendet werden, während die HCCI-Verbrennung gut gehalten wird, ohne eine Fehlzündung und/oder Klopfen zu verursachen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • [Mittel zum Lösen der Probleme]
  • Eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, beinhaltend:
    ein Kraftstoffeinspritzventil für direktes Einspritzen eines Kraftstoffes in einen Zylinder des Innenverbrennungsmotors;
    ein Einlassventil zum Einführen von Luft in den Zylinder;
    ein Auslassventil zum Abgeben eines Verbrennungsgases innerhalb des Zylinders;
    ein variabler Ventilmechanismus zum variablen Justieren von Öffnungs-/Schließzeitpunkt und Hebe-Betrag des Einlassventils und des Auslassventils; eine Zündkerze zum Zünden, mit einem Funken, einer Mischung von Luft und dem Kraftstoff innerhalb des Zylinders; und
    einen Homogenladungs-Kompressionszündverbrennungssteuermechanismus zum Durchführen von interner Abgas-Rückführung innerhalb des Zylinders durch Steuern von Öffnungs-/Schließzeitpunkt und Hebebeträgen des Einlassventils und des Auslassventils unter Verwendung des variablen Ventilmechanismus und zum Durchführen, in Bezug auf eine Mischung von eingeführter Luft und eines injizierten Kraftstoffs, welche durch die interne Abgasrezirkulation an einem letzteren Teil eines Kompressionstakts des Innenverbrennungsmotors erhitzt werden, vor Homogenladungs-Kompressionszündverbrennung, einer Zündassistenzsteuerung durch Funkenzündung, um so die Homogenladungs-Kompressionszündverbrennung zu verbessern, wobei die Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors umfasst:
    ein Intern-Abgasrückführtemperaturabschätzmittel zum Abschätzen einer Temperatur der internen Abgasrückführung im Innenverbrennungsmotor;
    ein Gleichgewichtszustand-Abgastemperatur-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Abgastemperatur des Verbrennungsgases, wenn der Innenverbrennungsmotor in einem Gleichgewichtsbetriebszustand gewesen ist;
    ein Intern-Abgasrückführ-Temperaturdiskrepanzgrad-Abschätzmittel zum Berechnen, in Übereinstimmung mit einer Temperatur der abgeschätzt werdenden internen Abgasrückführung und einer in dem Gleichgewichtsbetriebszustand berechnet werdenden Abgastemperatur, eines Intern-Abgasrückführtemperatur-Diskrepanzgrads als einer Änderungsverzögerung bei einer Temperatur der internen Abgasrückführung, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors in einem transienten Betriebszustand fortschreitet, und nach dem transienten Betriebszustand;
    ein Transient-Änderungsgradberechnungsmittel zum Berechnen eines transienten Änderungsgrades, der eine Änderungsgröße in einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors angibt;
    ein Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel zum Berechnen einer transienten Verlaufszeit, seitdem der transiente Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors gestartet ist;
    ein Transient-Stärkenberechnungsmittel zum Berechnen, aus einer Charakteristik in Reaktion auf einen berechnet werdenden transienten Änderungsgrad und eine berechnet werdende transiente Verlaufszeit, von transienter Stärke als Stärke eines transienten Betriebszustands, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors im transienten Betriebszustand und nach dem transienten Betriebszustand fortschreitet;
    ein Transient-Zustands-Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel zum Berechnen eines transienten Zustands-Zündzeitpunktkorrekturkoeffizienten in Reaktion auf einen berechnet werdenden Internabgas-Rückführtemperaturdiskrepanzgrad und einer während des transienten Betriebszustand und nach dem transienten Betriebszustand berechnet werdenden transienten Stärke, um so eine Änderung beim Zündzeitpunkt, der koinzident mit einer Änderung bei der Temperatur der Innenverbrennungsmotorrückführung gemacht ist, und auch koinzident mit der transienten Stärke des berechneten transienten Betriebszustands, zu machen, einzustellen; und
    ein Transient-Zustandzündzeitpunktkorrekturmittel zum Korrigieren des Zündzeitpunkts auf Basis eines berechnet werdenden Transient-Zustand-Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizienten.
  • [Wirkungen der Erfindung]
  • Als die durch die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen Effekte wird ein interner Abgasrückführungs-(EGR)Temperaturdiskrepanzgrad zwischen einen transienten Betriebszustand und nach dem transienten Betriebszustand gemäß der internen EGR-Temperatur und einer Gleichgewichtsabgastemperatur berechnet; die Stärke des transienten Betriebszustands während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird aus der Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und eine transiente Verlaufszeit berechnet; ein Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizient während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand wird in Reaktion auf einen berechnet werdenden internen EGR-Temperatur-Diskrepanzgrad und die transiente Stärke berechnet; und der Zündzeitpunkt wird durch den berechneten Transient-Zustand-Zündzeitpunktkorrekturkoeffizienten korrigiert; und wodurch es möglich ist, den Zündzeitpunkt durch angemessenes Definieren einer Verzögerung der Änderung bei der internen EGR-Temperatur während des transienten Betriebszustandes des Motors und nach dessen transienten Betriebszustand zu steuern, und durch angemessenes Definieren eines gestatteten Bereichs in Bezug auf die interne EGR-Temperatur in Reaktion auf die Stärke des transienten Betriebszustands, so dass es nicht erforderlich ist, einen teuren Sensor/en oder dergleichen zu montieren, und eine Änderung beim Zündzeitpunkt sobald als möglich beendet wird, während die HCCI-Verbrennung gut gehalten wird, durch eine Zündassistenz, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, was es gestattet, die Abgasqualität, den Kraftstoffverbrauch und die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Gesamtsystem illustriert, das eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung enthält.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das Operationen der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 4 ist ein Kennfeld, das Charakteristika von Gleichgewichtszustands-Abgastemperaturen illustriert, gegeben durch die Drehzahl eines Motors und den Verstärkungsdruck in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Kennfeld, das Charakteristika von transienter Stärke, gegeben durch eine transiente Verlaufzeit und einen transienten Veränderungsgrad in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 6 ist ein Bilddiagramm, welches das Verhalten von internen EGR-Temperaturen illustriert, wenn sich ein Motor in einen transienten Betriebszustand befindet;
  • 7 ist ein Timing-Diagramm, welches Verhalten illustriert, in welchem eine Zündzeitpunktkorrektur durchgeführt wird, wenn ein transienter Betriebszustand in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auftritt;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das Operationen der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das Operationen eines transienten Erstzeit-Verbrennungszündzeitpunkt-Rückhaltemittels einer ECU in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert;
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das Operationen eines Transient-Stärkecharaktierstik-Lernkorrekturmittels der ECU in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert; und
  • 12 ist ein Timing-Diagramm, das Verhalten illustriert, in welchem Zündzeitpunktkorrekturen durchgeführt werden, wenn in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ein transienter Betriebszustand auftritt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nachfolgend wird jede der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; in jeder der Figuren wird die Erläuterung für dieselben oder entsprechende Elemente, Bereiche oder Teile durch Bezeichnen mit denselben Bezugszeichen und Symbolen gegeben.
  • Ausführungsform 1
  • In einer Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, unten beschrieben, wird angenommen, dass der Motor in einem HCCI-Verbrennungsmodus betrieben wird, und auch Funkenentladungszündsteuerung durchgeführt wird. Und dann ist die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der unten beschriebenen Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung, in welcher, wenn ein transienter Betriebszustand in einem Motor auftritt, ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient berechnet wird, durch Richten einer internen Idealtemperatur und transienten Stärke, aus der internen EGR-Temperatur-Diskrepanz und der transienten Stärke, und ein Transient-Zustandszündzeitpunkt durch Korrigieren von Gleichgewichtszeitpunkt in Übereinstimmung mit dem berechnet werdenden Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten berechnet wird.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Gesamtsystem einschließlich der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert, was später beschrieben wird. Man beachte, dass in einem Motor eine Mehrzahl von Zylindern allgemein montiert ist; jedoch wird die nachfolgende Beschreibung für einen Zylinder 2 gegeben, wie in 2 illustriert, aus der Mehrzahl von Zylindern.
  • In 1 ist in einem beispielhaften Motor 1 der Zylinder 2 in einer Rohrform montiert. In einer Richtung der Achsenlinie des Zylinders 2 ist ein Kolben 3 montiert, der hin und her beweglich ist. Durch diese Zylinder 2 und Kolben 3 wird eine Verbrennungskammer 4 gebildet, in der eine Mischung von Kraftstoff und Luft verbrannt wird. Zusätzlich ist eine Kurbelwelle 5 montiert, um die reziproke Bewegung des Kolbens 3 in Drehbewegung umzuwandeln, und ist ein Kurbelwinkelsensor 6 vorgesehen, um einen Drehwinkel (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 5 zu detektieren. Darüber hinaus ist im Zylinder 2 ein Wassertemperatursensor 7 vorgesehen, um eine Spannung reagierend auf eine Temperatur von Kühlwasser (in der Figur nicht gezeigt) zum Kühlen des Motors 1 auszugeben.
  • Mit dem Zylinder 2 sind ein Einlasskrümmer 8, der Luft zur Innenseite des Zylinder 2 lädt oder einführt (nachfolgend als „Inneres eines Zylinders” oder „Zylinderinnenseite” bezeichnet) und ein Abgaskrümmer 9, der ein Gas aussendet oder ablässt, das erzeugt wird, wenn eine Kraftstoff-Luftmischung in der Verbrennungskammer 4 verbrennt, verbunden. Zusätzlich sind am Zylinder 2 zwei Ventilpaare montiert, die Einlassventile 10, die zwischen der Verbrennungskammer 4 und dem Einlasskrümmer 8 öffnen/schließen, und Auslassventile 11, die zwischen der Verbrennungskammer 4 und dem Abgaskrümmer 9 öffnen/schließen (diese Paare sind auf Eins-zu-Eins-Basis in 2 gezeigt), sind.
  • Um die Einlassventile 10 und die Auslassventile 11 mit angemessenem Öffnungs/Schließzeitpunkten und angemessenen Hebebeträgen zu steuern, sind an oberen Bereichen der Einlassventile 10 und der Auslassventile 11 ein variabler Einlassventilmechanismus 12 und ein variabler Auslassventilmechanismus 13 montiert, die Nocken (in der Figur nicht gezeigt) beinhalten, die sich drehend bewegen, um jeweils jedes Paar der Ventile herunterzudrücken. Darüber hinaus ist auf jeder der Nocken ein Nockenwinkelsensor (in der Figur nicht gezeigt) montiert, um so die Rotation der Nocke(n) zu detektieren.
  • Auf einem oberen Bereich des Zylinders 2 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 14 montiert, um einen Kraftstoff direkt in den Innenraum des Zylinders 2 zu gegebenem Zeitpunkt zu injizieren. Darüber hinaus ist auf einem oberen Bereich des Zylinder 2 eine Zündkerze 15 montiert, um mit einem Funken eine in der Verbrennungskammer 4 gebildete Kraftstoff-Luftmischung zu zünden, und ist eine Zündspule 16 montiert, um Energie einer Hochspannung der Zündkerze 15 zuzuführen. Das Timing zum Zünden mit einem Funken durch die Zündkerze 15 wird mit angemessenem Timing anhand des Zündtimings gesteuert, wie später beschrieben wird.
  • Stromaufwärts des Einlasskrümmer 8 ist ein Drucktank zum zeitweiligen Akkumulieren von in die Verbrennungskammer 4 einzuführender Luft verbunden, und stromaufwärts des Spitzentanks 17 ist ein Drosselventil 18 verbunden. Zusätzlich ist stromabwärts des Drosselventils 18 ein Verstärkungsdrucksensor 19 vorgesehen, um eine Spannung entsprechend dem Verstärkungsdruck auszugeben.
  • Für den Abgaskrümmer 9 ist ein Abgastemperatursensor 20 vorgesehen, der eine Spannung in Reaktion auf eine Temperatur eines den Abgaskrümmer 9 passierenden Abgases ausgibt. Stromabwärts des Abgaskrümmer 9 ist ein (in der Figur nicht gezeigt) katalytischer Konverter hindurch verbunden, um toxische Substanzen in Abgasen zu entfernen und stromabwärts des katalytischen Konverters ist ein Endrohr (in der Figur nicht gezeigt) dadurch verbunden, um die Abgase nach außen abzulassen.
  • Eine motorsteuernde Elektroniksteuereinheit (nachfolgend als eine „ECU”, electronic control unit bezeichnet) 21 besteht aus einem Mikrocomputer (in der Figur nicht gezeigt) mit einer Zentraleinheit (CPU) zum Durchführen von Berechnungsverarbeitung, einem ROM zum Speichern von Programmdaten und Festwertdaten, einem RAM, das zum sequentiellen Neuschreiben von darin gespeicherten Daten nach seiner Aktualisierung in der Lage ist, und einem Backup-RAM zum Halten von darin gespeicherten Daten, selbst wenn eine elektrische Stromquelle der ECU 21 abgeschaltet ist; Antriebsschaltungen (in der Figur nicht gezeigt) zum Antreiben von Aktuatoren und einer Eingabe/Ausgabe (E/A) Schnittstelle (in der Figur nicht gezeigt) zum Durchführen von Eingabe/Ausgabe verschiedener Arten von Signalen.
  • Zusätzlich werden Spannungsausgangswerte aus dem Abgastemperatursensor 20, dem Wassertemperatursensor 7 und dem Verstärkungsdrucksensor 19 in der ECU 21 analog/digital (A/D) umgewandelt und in sie eingegeben, und jeder dieser A/D-gewandelten Ausgangswerte wird als eine Abgastemperatur Tex, eine Kühlwassertemperatur TW beziehungsweise Verstärkungsdruck Pb verwendet, für Berechnungen jedes der nachfolgenden jeweiligen Mittel, wie unten beschrieben wird. Darüber hinaus wird ein Signal des Kurbelwinkelsensors 6 als eine Unterbrechung (interrupt) in die ECU eingegeben, so dass die Drehzahl Ne des Motors unter Verwendung eines in die ECU eingebauten Timers und des Signals des Kurbelwinkelsensor 6 berechnet wird.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert; die Steuervorrichtung beinhaltet ein internes EGR-Temperaturschätzmittel 22, ein Gleichgewichtszustandsabgastemperatur-Berechnungsmittel 23, ein Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgradberechnungsmittel 24, ein Transient-Änderungsgradberechnungsmittel 25, ein Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel 26, ein Transient-Stärkeberechnungsmittel 27, ein Transient-Zustandzündtiming-Korrekturkoeffizientberechnungsmittel 28 und ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel 29. Jedes dieser Mittel wird als Software in einem Speicher der ECU 21 in der oben beschriebenen 1 gespeichert.
  • Im Intern-EGR-Temperaturschätzmittel 22 wird ein Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr basierend auf der Kühlwassertemperatur TW und einer Abgastemperatur Tex abgeschätzt. Es wird ein spezifisches Berechnungsverfahren unter Bezugnahme auf 3 in der Erläuterung für einen Ablauf von einer unten beschriebenen Steuerung genannt.
  • Im Gleichgewichts zustandsabgastemperatur-Berechnungsmittel 23 wird eine Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc durch Momentanwerte der Drehzahl Ne des Motors und Verstärkungsdruck Pb bei dem Berechnungstiming in einem transienten Betriebszustand berechnet, wobei angenommen wird, dass die Gleichgewichtszustandsabgastemperatur ermittelt wird, falls ein Betriebszustand in diesen Drehzahlen des Motors und Verstärkungsdruck ein Gleichgewichtsbetriebszustand gewesen ist. Es wird ein spezifisches Berechnungsverfahren unter Bezugnahme auf 3 in der Erläuterung für den Ablauf der unten beschriebenen Steuerung genannt.
  • Im Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgradberechnungsmittel 24 wird ein Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr berechnet, der ein Niveau oder einen Grad an Diskrepanz zwischen der Schätzintern-EGR-Temperatur Tegr und der Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc in einem Gleichgewichtsbetriebszustand angibt. Hier ist, je größer ein Wert des Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgrads Iegr ist, desto wahrscheinlicher ein Zustand, in welchem eine Fehlzündung und Klopfen leicht auftreten, wenn der Zündzeitpunkt verändert wird. Es wird ein spezifisches Berechnungsverfahren bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung für einen Ablauf einer unten beschriebenen Steuerung genannt.
  • Im Transient-Änderungsgradberechnungsmittel 25 wird ein Transient-Änderungsgrad Lxt berechnet, der angibt, auf welchem Niveau oder Grad eine transiente Änderung sich zeigt, basierend auf der Abweichung bei Änderungen zwischen den Drehzahlen des Motors und Verstärkungsdruck unmittelbar vor einem transienten Betriebszustand und den Drehzahlen des Motors und Verstärkungsdruck, die aktuell detektiert werden. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung für einen unten beschriebenen Steuerungs-Ablauf genannt.
  • Im Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel 26 wird eine Transient-Verlaufszeit Pkt unter Verwendung eines in die ECU eingebauten Timers berechnet, der eine Zeitdauer zählt, während der transiente Betriebszustand andauert, indem das Timing um einen Zähler aufwärts des transienten Betriebszustands, der als „Null” detektiert wird, eingestellt wird. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung eines unten beschriebenen Steuerablaufs genannt.
  • Im Transient-Stärkeberechnungsmittel 27 wird eine transiente Stärke Lst, die die Stärke des transienten Betriebszustandes im aktuellen Timing angibt, in Übereinstimmung mit dem Transient-Änderungsgrad Lkt und der Transient-Verlaufszeit Pkt berechnet. Hier, je größer ein Wert des Transient-Änderungsgrads Lkt ist, und auch je kleiner ein Wert der Transient-Verlaufszeit Pkt ist, desto größer wird ein Wert dieser transienten Stärke Lst, die einen Zustand angibt, in welchem der Motor in einem scharf transienten Betriebszustand ist, so dass eine Fehlzündung und Klopfen leicht auftreten, wenn der Zündzeitpunkt verändert wird. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung für einen unten beschriebenen Steuerablauf genannt.
  • Im Transient-Zustandzündtiming-Korrekturkoeffizientberechnungsmittel 28 wird ein transienter Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA berechnet, der als einen Grad eine Dauer eines Zündtimings berechnet, das gegenüber einem vorherigen Zündtiming in Übereinstimmung mit dem internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr und der transienten Stärke Lst verändert wird. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung für einen unten beschriebenen Steuerablauf genannt werden.
  • In Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel 29 wird eine Korrektur durch den Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA in Bezug auf einen Zündzeitpunkt gemacht, wenn der Motor sich in einem Gleichgewichtsbetriebszustand befindet und es wird ein Endzündzeitpunkt SA berechnet. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 3 in der Erläuterung für einen unten beschriebenen Steuerablauf genannt.
  • Als Nächstes wird in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors, konfiguriert wie oben beschrieben, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, eine Erläuterung für Operationen gegeben, in welchen, wenn Bedingungen eines transienten Betriebszustands erfüllt sind, während der Funkenentladungszündsteuerung in einem HCCI-Verbrennungsmodus ein interner EGR-Temperaturdiskrepanzgrad aus einer geschätzten internen EGR-Temperatur und Gleichgewichtszustandsabgastemperaturen berechnet wird; eine transiente Stärke wird aus einem transienten Änderungsgrad und einer transienten Verlaufszeit berechnet; ein transienter Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient wird in Übereinstimmung mit dem internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad und der transienten Stärke berechnet; und dann wird der Zündzeitpunkt korrigiert.
  • Zuerst wird die Erläuterung jeder der Operationen bezugnehmend auf das Flussdiagramm in 3 gegeben. Man beachte, dass diese Operationen als eine Unterroutine in einer Unterbrechungsroutine ausgeführt werden, welche durch Unterbrechen, bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, in der ECU 21 ausgeführt wird. Zusätzlich, obwohl in Ausführungsform 1 diese Operationen als Unterroutine in einer Unterbrechungsroutine ausgeführt werden, welche durch Unterbrechen bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ausgeführt wird, kann auch angenommen werden, dass diese Operationen als die Unterroutine in einer Hauptroutine ausgeführt werden, die in einem vorbestimmten Zeitraum ausgeführt wird.
  • In 3 wird zuerst in Schritt S101 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Motorsteuerung in einem HCCI-Verbrennungsmodus ist oder nicht. Im HCCI-Verbrennungsmodus erfüllt die Motorsteuerung Bedingungen, wenn der Motor in einem Betriebsbereich arbeitet, der vorab in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Motors, der Last und dergleichen eingestellt ist.
  • In Schritt S101, falls festgestellt wird, dass ein HCCI-Verbrennungsmodus nicht etabliert ist (N), wird ein Initialisierungsprozess in Schritt S102 ausgeführt. Im Initialisierungsprozess in Schritt S102 wird die Zahl „0” für jede der transienten Verlaufszeit Pkt, des internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrads Legr und die transiente Stärke Lst eingeben und wird ein Zündzeitpunkt SA für den vorherigen Zündzeitpunkt SAo eingegeben; Basis-Zündzeitpunkt SAb für den Zündzeitpunkt SA; eine Abgastemperatur Tex für die vorhergehende Abgastemperatur Texo; die Drehzahl Ne des Motors für eine vortransiente Motordrehzahl Neo; und Verstärkungsdruck Pb für den vortransienten Verstärkungsdruck Pbo. Wenn der Initialisierungsprozess in Schritt S102 endet, wird die Unterroutine beendet ohne weitere Verarbeitung darin.
  • Derweil, falls in Schritt S101 festgestellt wird, dass der HCCI-Verbrennungsmodus etabliert ist (J), wird eine Bestimmung in Schritt S103 durchgeführt, ob ein aktueller Motorzustand in einem transienten Betriebszustand ist oder nicht, oder wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein aktueller Zündzeitpunkt im Verlaufe einer Änderung gemäß Schritt S104 bis Schritt S111, wie oben beschrieben, ist oder nicht, und wird der Zündzeitpunkt nicht zum vorab im Gleichgewichtsbetriebszustand des Motors eingestellten Zündzeitpunkt konvergiert. Die Bestimmung, die durchgeführt wird, ob der aktuelle Zündzeitpunkt, der im Verlauf der Änderung ist, wird basierend darauf getroffen, ob der Endzündzeitpunkt SA nach einer transienten Korrektur, die später beschrieben wird, nicht mit dem später beschriebenen Basis-Zündzeitpunkt SAb koinzidiert. Als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S103, falls der aktuelle Motorzustand nicht in einem transienten Betriebszustand ist, und auch der Zündzeitpunkt ein Zündzeitpunkt im Gleichgewichtsbetriebszustand des Motors ist (N), wird der Initialisierungsprozess im Schritt S102 ausgeführt, weil eine stabile Verbrennung fortschreiten kann, und wird die Unterroutine beendet, ohne weitere Verarbeitung darin. Man beachte, dass der transiente Betriebszustand für beispielsweise die vorherigen Werte der Drehzahlen Ne des Motors, Verstärkungsdruck Pb und dergleichen bestimmt wird und die aktuellen Werte jener miteinander verglichen werden, und falls es eine Differenz/Differenzen von vorbestimmten Werten oder mehr gibt, ist der aktuelle Motorzustand in einem transienten Betriebszustand.
  • Im Schritt S103, falls festgestellt wird, dass der aktuelle Motorzustand in einem transienten Betriebszustand ist, oder der aktuelle Zündzeitpunkt im Verlauf der Änderung ist (J), wird ein interner EGR-Temperaturschätzwert Tegr im Schritt S104 unter Verwendung einer Abgastemperatur Tex, der vorherigen Abgastemperatur Texo und einem Filterkoeffizienten Kf als unten beschriebene Gleichung (1) abgeschätzt. Man beachte, dass der Filterkoeffizient Kf ein Verhältnis von einem Wärmeverlust aufgrund von Hitzeabstrahlung, die verursacht wird, nachdem ein Verbrennungsgas innerhalb des Zylinders in den Abgaskrümmer 9 abgegeben wird, bis sein Gas als eine Abgastemperatur detektiert wird, und wird durch die unten beschriebene Gleichung (2) unter Verwendung eines Kühlwassertemperatur DW und eines Gewichtungskoeffizienten KW gegeben, annehmend einen Wert von „Null” bis „Eins”. Der Gewichtungskoeffizient KW ist in einem Wert definiert, welcher eindeutig den Grad an Wärmeverlust abhängig von einer Motorform bestimmt, um eine Zylinderwandoberfläche, die Fläche des Kolbens und dergleichen zu bilden; falls ein Wert des Gewichtungskoeffizienten K, groß ist, gibt er die Motorform an, die einen großen Wärmeverlust aufweist. Bezüglich des Gewichtungskoeffizienten KW wird sein Wert vorab eingestellt, um einen Wert von „Null” bis „Eins” anzunehmen, wenn er durch die Kühlwassertemperatur TW unterteilt wird. Zusätzlich, falls die Kühlwassertemperatur TW hoch ist, wird der Wärmeverlust kleiner, so dass der Filterkoeffizient Kf einen kleineren Wert annimmt. In der unten beschriebenen Gleichung (3) wird die in Gleichung (1) zum nächsten Berechnungszeitpunkt zu verwendende, vorhergehende Abgastemperatur Texo, unmittelbar nachdem Gleichung (1) berechnet wird, aktualisiert. Tegr = (Tex – Kf × Texo)/(1 – Kf) Gleichung (1) Kf = KW/TW Gleichung (2) Texo ← Tex Gleichung (3)
  • Dieser Schritt S104 entspricht dem Intern-EGR-Temperaturschätzmittel 22.
  • Als Nächstes wird in Schritt S105 eine Gleichgewichtsabgastemperatur Texc berechnet, die erhalten werden kann, falls ein Betriebszustand des Motors mit diesem Timing in einem Fall eines Gleichgewichtsbetriebszustands ist. Die Gleichgewichtsabgastemperatur Texc wird durch Momentanwerte der Drehzahl Ne des Motors und Verstärkungsdruck Pb gegeben, unter Verwendung eines Kennfelds, bei dem eine Abgastemperatur in einem Gleichgewichtsbetriebszustand vorab in jedem der Betriebszustände eingestellt wird, als Gleichung (4) unten beschrieben. Texc = map(Ne, Pb) Gleichung (4)
  • Dieses Kennfeld ist ein Kennfeld, in welchem eine Abgastemperatur in einem Gleichgewichtsbetriebszustand in jedem der Betriebszustände eines Motorcharakteristiktest oder dergleichen gemessen wurde; wie beispielsweise in 4 illustriert, je höher die Drehzahl Ne des Motors ist, und je höher der Verstärkungsdruck Pb ist, desto höher wird eine Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc in diesem Kennfeld vorab eingestellt. Es ist nämlich 4 ein Kennfeld, das die Charakteristika von Gleichgewichtszustandsabgastemperaturen, gegeben durch die Drehzahl des Motors und den Verstärkungsdruck in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert; die Werte sind nicht auf jene beschränkt, die vorab gesetzt sind, und es kann somit auch eingerichtet sein, dass die Werte auch weiter während des Betriebs des Motors in seinem Gleichgewichtsbetriebszustand aktualisiert werden.
  • Dieser Schritt S105 entspricht dem Gleichgewichtszustandsabgastemperatur-Berechnungsmittel 23.
  • Im Schritt S106 wird als die unten beschriebene Gleichung (5) eine Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr durch einen Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr und eine Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc berechnet. Der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr gibt die Diskrepanz zwischen der aktuell geschätzten internen EGR-Temperatur und einer Abgastemperatur in einem Gleichgewichtsbetriebszustand durch einen Wert von „Null” bis „Eins” als einen Grad an. Je größer der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr, desto schwerer befindet sich der Motor in einem transienten Betriebszustand, um es so zu sagen. Legr = 1 – Tegr/Texc Gleichung (5)
  • Dieser Schritt S106 entspricht dem Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgradberechnungsmittel 24.
  • Als Nächstes wird in Schritt S107 ein transienter Änderungsgrad Lkt durch die Drehzahl Ne des Motors, eine vortransiente Motordrehzahl Neo, einen Motordrehzahlgewichtungskoeffizienten KNe, den Verstärkungsdruck Pb, den vortransienten Verstärkungsdruck Pbo und einen Verstärkungsdruckgewichtungskoeffizienten KPb berechnet, wie durch die unten angegebene Gleichung (6) beschrieben. Das Symbol „abs” in Gleichung (6) gibt einen Absolutwert dem Berechnungsergebnis in der Klammer, durch Entfernen eines Vorzeichens (+ oder –).
  • Der Motordrehzahlgewichtungskoeffizient KNe und der Verstärkungsdruckgewichtungskoeffizient KPb sind Werte, die vorab eingestellt werden. Der transiente Änderungsgrad Lkt wird von einem Wert von Null bis Eins angegeben. Man beachte, dass die Werte für diese vortransiente Motordrehzahl Neo und den vortransienten Verstärkungsdruck Pbo durch den Initialisierungsprozess in Schritt S102 eingegeben werden. Lkt = abs(Ne – Neo) × KNe + abs(KPb – Pbo) × KPb Gleichung (6)
  • Dieser Schritt S107 entspricht dem Transient-Änderungsgradberechnungsmittel 25.
  • Im Schritt S108 wird eine transiente Verlaufszeit Pkt berechnet (aktualisiert), durch Addieren eines Zeitraums Tt zu einer aktuellen transienten Verlaufszeit Pkt als der unten beschriebenen Gleichung (7). Der Zeitraum Tt wird als eine Zeit von einem vorherigen Zeitpunkt, wenn die Subroutine von 3 ausgeführt worden ist, bis zum aktuellen Zeitpunkt unter Verwendung eines in der ECU 21 eingebauten Timers berechnet. Hier wird der Zeitraum Tt als eine Zeit von einem vorherigen Zeitpunkt, wenn die Unterroutine ausgeführt worden ist, bis zum aktuellen Zeitpunkt gegeben; jedoch ist die Anordnung nicht notwendigerweise darauf beschränkt; weil diese Unterroutine eine Unterroutine in einer Unterbrechungsroutine ist, die durch Unterbrechen bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ausgeführt wird, kann hier eingesetzt werden, dass Eins zum Aktualisieren der transienten Verlaufszeit Pkt im Bezug darauf addiert wird, um so Verbrennungszyklen zu zählen. Pkt ← Pkt + Tt Gleichung (7)
  • Dieser Schritt S108 entspricht dem Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel 26.
  • Im Schritt S109 wird die transiente Stärke Lst unter Verwendung eines Kennfelds gegeben, in welchem eine transiente Stärke vorab in Reaktion auf den transienten Änderungsgrad Lkt und die transiente Verlaufszeit Pkt als die unten beschriebene Gleichung (8) eingestellt wird. Dieses Kennfeld ist ein Kennfeld, in welchem, wie beispielsweise in 5 illustriert, je größer der Wert des transienten Änderungsgrads Lkt ist, und auch je kleiner ein Wert der transienten Verlaufszeit Pkt ist, desto größer ein Wert dieser transiente Stärke Lst wird, was angibt, dass der Motor in einem scharf-transienten Betriebszustand ist. 5 ist nämlich ein Kennfeld, das Charakteristika von transienter Stärke illustriert, gegeben durch eine transiente Verlaufszeit und einen transienten Änderungsgrad in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Lst = map(Pkt, Lkt) Gleichung (8)
  • Dieser Schritt S109 entspricht dem Transient-Stärkeberechnungsmittel 27.
  • Im Schritt S110, in Übereinstimmung mit einem Wert, in welchem der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr und die transiente Stärke Lst zueinander addiert werden, ist ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA als Gleichung (9), unten beschrieben, angegeben. Der Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA gibt als einen Grad eine Dauer des Zündzeitpunkts an, der gegenüber dem vorherigen Zündzeitpunkt zu ändern ist, und nimmt einen Wert von „Null” bis „Eins” an. KSA = 1 – min(Legr + Lst, 1) Gleichung (9)
  • Dieser Schritt S110 entspricht dem Transient-Zustandzündtiming-Korrekturkoeffizientberechnungsmittel 28.
  • Als Nächstes wird in Schritt S111 das Endzündtiming SA gegeben, an welchem die transiente Korrektur durch den Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA, den Basiszündzeitpunkt SAB und den vorherigen Zündzeitpunkt SAo als unten beschriebene Gleichung (11) vorgenommen wird. Der Basiszündzeitpunkt SAB ist ein Wert, der eingestellt wird, wenn der Motor in einem Gleichgewichtsbetriebszustand ist, um so die Basis des Zündzeitpunkts zu werden, und wird durch ein Kennfeld berechnet, dass vorab gemäß der Drehzahl Ne des Motors und dem Verstärkungsdruck als unten beschriebene Gleichung (12) eingestellt wird. In Gleichung (10) wird der in der Gleichung (11) verwendete vorherige Zündzeitpunkt SAo, unmittelbar bevor Gleichung (11) zu berechnen ist, aktualisiert. SAo ← SA Gleichung (10) SA = KSA × SAb + (1 – KSA) × SAo Gleichung (11) SAb = map(Ne, Pb) Gleichung (12)
  • Dieser Schritt S111 entspricht dem Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel 29.
  • Wenn der Endzündzeitpunkt SA nach der transienten Korrektur gemäß Schritt S111 gegeben wird, endet die Unterroutine und wird die Steuerung durchgeführt, um so mit einem Funken zum Zeitpunkt des Zündzeitpunkts SA zu zünden.
  • Als Nächstes wird in der Steuervorrichtung des oben beschriebenen Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die Erläuterung unter Bezugnahme auf ein in 7 illustriertes Zeitdiagramm für ein Ausführungsbeispiel gegeben, in welchem unter einer HCCI-Verbrennungsmodussteuerung und ein einem transienten Betriebszustand des Motors der Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient berechnet wird, durch Dirigieren bei der internen EGR-Temperatur und transienten Stärke, aus der internen EGR-Temperaturdiskrepanz und der transienten Stärke, und durch Korrigieren des Gleichgewichtszustandszündzeitpunkts gemäß dem berechnet werdenden Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten wird der Transient-Zustandszündzeitpunkt berechnet.
  • 7 ist ein Timing-Diagramm, das ein Verhalten illustriert, in welchem eine Zündzeitpunktkorrektur durchgeführt wird, wenn ein transienter Betriebszustand in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auftritt; das Diagramm ist in 7 als ein Beispiel in einem Fall illustriert, in welchem eine HCCI-Verbrennungsmodussteuerung stattfindet, und die Drehzahl des Motors und seine Last steigen, so dass der Motor in dem transienten Betriebszustand ist. In 7 werden entsprechende zeitvariierende Änderungen durch Symbol (a) als die Drehzahl Ne des Motors; Symbol (b), Verstärkungsdruck Pb; Symbol (c), Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc; Symbol (d), interner EGR-Temperaturschätzwert Tegr; Symbol (e), interner EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr; Symbol (f), transiente Verlaufszeit Pkt, Symbol (g), transienter Änderungsgrad Lkt; Symbol (h), transiente Stärke Lst; Symbol (i) transienter Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA; Symbol (j), Transient-Zustandszündzeitpunkt SAb; und Symbol (k), Zündzeitpunkt SA gezeigt.
  • In 7 ist zuerst der Motor vor Zeitpunkt „A” im Gleichgewichtsbetriebszustand, weil die Drehzahl Ne des Motors und der Verstärkungsdruck Pb konstant sind. Aus diesem Grund ist der Endzündzeitpunkt SA derselbe Zündzeitpunkt wie der Basiszündzeitpunkt SAb, in welchem die Zündzeitpunktkorrektur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung nicht durchgeführt wird, so dass die Zündsteuerung mit diesem Endzündzeitpunkt SA durchgeführt wird.
  • Ab dem Zeitpunkt „A” bis zum Zeitpunkt „B” steigen die Drehzahl Ne des Motors und der Verstärkungsdruck Pb, so dass sich der Motor im transienten Betriebszustand befindet. Zusätzlich, bezüglich der Abgastemperatur, welche erhalten wird, wenn die Drehzahl Ne des Motors und der in jedem Berechnungszeitpunkt detektierte Verstärkungsdruck Pb in konstanten Zuständen (Gleichgewichtsbetriebszuständen) sind, wird ein Wert der Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc größer, gemäß den Charakteristika in der oben beschriebenen 4, falls die Drehzahl Ne des Motors größer wird, und der Verstärkungsdruck Pb höher wird. Während des transienten Betriebszustands, weil der interne EGR eine Verzögerung von einem Zyklus aufweist, und die interne EGR-Temperatur das in ihrer Änderung aufweist, wie oben beschrieben, steigt der interne EGR-Temperaturschätzwert Tegr vom Zeitpunkt „A” zum Zeitpunkt „B” nicht wirklich an. Entsprechend steigt der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr, der die Diskrepanz zwischen einer Gleichgewichtszustandsabgastemperatur Texc und dem internen EGR-Temperaturschätzwert Tegr ist, vom Zeitpunkt „A” zum Zeitpunkt „B” hin an.
  • Zusätzlich steigt ein Wert der transienten Verlaufszeit Pkt ab dem Start des transienten Betriebszustands an und wird ein Wert des transienten Änderungsgrads Lkt größer mit der Zeit, wenn sich der transiente Betriebszustand fortsetzt. Gemäß dieser Anordnung ist ein Wert der transienten Stärke Lst während der Zeitpunkte von „A” bis „B” aufgrund der oben beschriebenen Charakteristika in 5 sehr groß. Obwohl der Wert des transienten Änderungsgrad Lkt unmittelbar nach dem Zeitpunkt „A” klein ist, ist der Wert der transienten Stärke Lst groß, weil der Wert der transienten Verlaufszeit Pkt groß ist; zusätzlich steigt unmittelbar vor dem Zeitpunkt „B” die transiente Verlaufszeit Pkt etwas an, und eine solche Tendenz kann beobachtet werden, dass die transiente Stärke Lst abnimmt; jedoch bleibt ein Wert der transienten Stärke Lst groß, weil der transiente Änderungsgrad Lkt ansteigt.
  • Gemäß dieser Anordnung wird ein Wert eines durch den internen EGR-Temperturdiskrepanzgrad Legr und die transiente Stärke Lst ermittelter transienter Zustands-Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizient KSA klein, und ändert sich der Endzündzeitpunkt SA, in welchem die transiente Korrektur vorgenommen wird, während der Zeitpunkte ab „A” bis „B” sehr wenig. Gemäß dieser Anordnung wird die Änderung beim Zündzeitpunktkoinzident zu einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur gemacht, so dass die Verbrennung während des transienten Betriebszustands gut gemacht werden kann.
  • Ab dem Zeitpunkt „B” bis zum Zeitpunkt „C” sind die Drehzahl Ne des Motors und der Verstärkungsdruck Pb konstant, und obwohl der transiente Betriebszustand beendet wird, erreicht die interne EGR-Temperatur keine Temperatur, bei der sie stabil wird. Entsprechend nimmt sowohl der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr als auch die transiente Stärke Lst graduell ab, so dass der transiente Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA graduell ansteigt, was zu einer großen Änderung beim Endzündzeitpunkt SA führt. Gemäß dieser Anordnung wird die Änderung beim Zündzeitpunkt koinzident zu einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur gemacht, so dass die Verbrennung nach dem transienten Betriebszustand gut gemacht werden kann.
  • Ab dem Zeitpunkt „C” bis zum Zeitpunkt „D” wird die interne EGR-Temperatur schließlich stabil werden, und wird der interne EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr schließlich zum Zeitpunkt „D” „Null”. Jedoch, weil ein Wert der transienten Stärke Lst bereits klein ist, wird der transiente Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA ungefähr zu einem Wert von „Eins” und endet die Änderung des Endzündzeitpunkts SA unmittelbar nach dem Zeitpunkt „C”. Dies liegt daran, weil, falls eine Änderung beim Zündzeitpunkt nur mit einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur koinzident gemacht wird, die Änderung beim Zündzeitpunkt nicht zum Zeitpunkt „C” endet; jedoch, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, weil die Änderung beim Zündzeitpunkt koinzident mit der Änderung bei der internen EGR-Temperatur gemacht wird, und auch die Änderung beim Zündzeitpunkt angemessen zu einem gestatteten Bereich bezüglich der internen EGR-Temperatur in Reaktion auf die Stärke des transienten Betriebszustands vorgenommen wird, so dass die Änderung beim Zündzeitpunkt so rasch als möglich beendet werden kann, während die Verbrennung nach dem transienten Betriebszustand gut aufrechterhalten wird, gemacht wird.
  • In 7 wird eine Erläuterung für einen Zustand als einem transienten Betriebszustand gegeben, in welchem die Drehzahl des Motors und der Verstärkungsdruck Pb aufgrund der Beschleunigung ansteigen. Jedoch können oben beschriebene, ähnliche Effekte erhalten werden, selbst in einem transienten Betriebszustand, in welchem die Drehzahl des Motors und der Verstärkungsdruck Pb aufgrund von Verlangsamung abnehmen.
  • Gemäß der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors in Ausführungsform 1 der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung wird ein Intern-Abgasrückführungs-(EGR)-Diskrepanzgrad während eines transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand in Übereinstimmung mit einer internen EGR-Temperatur und einer Gleichgewichtsabgastemperatur berechnet; die Stärke des transienten Betriebszustands während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird aus einer Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und einer transienten Verlaufszeit berechnet; ein Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird in Reaktion auf einen internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad, der berechnet wird, und der transienten Stärke berechnet; und der Zündzeitpunkt wird durch den berechneten transienten Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten korrigiert; wodurch es möglich ist, den Zündzeitpunkt durch angemessenes Definieren einer Verzögerung der Änderung bei der internen EGR-Temperatur während des transienten Betriebszustands des Motors und nach dessen transientem Betriebszustand und durch angemessenes Definieren eines gestatteten Bereichs in Bezug auf die interne EGR-Temperatur in Reaktion auf die Stärke des transienten Betriebszustandes so zu steuern, dass es nicht erforderlich ist, einen teuren Sensor/Sensoren oder dergleichen zu montieren, und eine Änderung beim Zündzeitpunkt wird sobald wie möglich beendet, während die HCCI-Verbrennung durch eine Zündassistenz gut gehalten wird, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, was es ermöglicht, die Abgasqualität, den Kraftstoffverbrauch und die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Ausführungsform 2
  • Bei der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden, oben beschriebenen Erfindung wird die Vorrichtung auf solche Weise konfiguriert, dass, wenn sich der Motor in einem transienten Betriebszustand befindet, der Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient berechnet wird, durch Dirigieren einer internen EGR-Temperatur und transienten Stärke, aus der internen EGR-Temperaturdiskrepanz und der transienten Stärke, und wird der Transient-Zustandszündzeitpunkt durch Korrigieren des Gleichgewichtszündzeitpunkts in Übereinstimmung mit dem berechneten Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten berechnet; derweil ist eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf eine solche Weise konfiguriert, dass zusätzlich zur Konfiguration von Ausführungsform 1 der Zündzeitpunkt in erstmaliger Verbrennung gehalten wird, um den transienten Betriebszustand zu durchlaufen, und wird auch eine Korrektur an der Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und eine transiente Verlaufszeit um einen Wert in Reaktion auf einen Verbrennungszustand vorgenommen, wenn der Verbrennungszustand während eines transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand instabil ist. Zusätzlich ist es in Ausführungsform 2 so eingerichtet, dass in einem Mehrzylindermotor mit vier Zylindern dieser Zündzeitpunkt jedes der Zylinder individuell gesteuert wird. Man beachte, dass als ein Symbol zum Bezeichnen jedes der Zylinder ein erster Zylinder durch [1], ein zweiter Zylinder durch [2], ein dritter Zylinder durch [3] und ein vierter Zylinder durch [4] bezeichnet ist.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Man beachte, dass ein, ein Gesamtsystem illustrierendes Konfigurationsdiagramm einschließlich der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung äquivalent oder ähnlich zum Konfigurationsdiagramm der oben beschriebenen 1 ist. Die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der in 8 illustrierten Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Intern-EGR-Temperaturschätzmittel 22, das Gleichgewichtszustandsabgastemperatur-Berechnungsmittel 23, das Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgradberechnungsmittel 24, das Transient-Änderungsgradberechnungsmittel 25, das Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel 26, das Transient-Stärkeberechnungsmittel 27, das Transient-Zustandzündtiming-Korrekturkoeffizientberechnungsmittel 28, das Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel 29, ein transientes Erstzeitverbrennungszündzeitpunktrückhaltemittel 30 und ein Transient-Stärkencharakteristik-Lern-Korrekturmittel 31. Jedes dieser Mittel ist als Software in einem Speicher der ECU 21 in 1 gespeichert.
  • Zusätzlich wird in die ECU 21 ein Signal eines Nockenwellensensors als Unterbrechung eingegeben und wird gemäß den Signalmustern des Kurbelwinkelsensor 6 und des Nockenwinkelsensors als nächstes darin zu verbrennender Zylinder (nachfolgend als ein „aktueller Zylinder” bezeichnet, in dem Mehrzylindermotor unterschieden, so dass die Zylindernummer CN gespeichert wird. Man beachte, dass andere Bestandsteilsobjekte und Dinge äquivalent oder ähnlich zu jenen in Ausführungsform 1 sind.
  • In 8 hält das transiente Erstzeitverbrennungszündzeitpunktrückhaltemittel 30 für den Zündzeitpunkt SA in einer Erstzeitverbrennung, seitdem ein transienter Betriebszustand in jedem der Zylinder gestartet ist, einen Zündzeitpunkt unmittelbar vor einem Transienten. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 9 in der Erläuterung eines unten beschriebenen Steuerablaufs genannt.
  • Das transiente Stärken-Charakterstiklern-Korrekturmittel 31 detektiert einen instabilen Verbrennungszustand aus einer Variationsdauer der Drehzahl Ne des Motor oder dergleichen und korrigiert einen Wert der transienten Stärke Lst durch ihr Erlernen gemäß dem Zustand. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird bezugnehmend auf 9 in der Erläuterung für einen unten beschriebenen Steuerablauf genannt werden.
  • Weil das Intern-EGR-Temperaturschätzmittel 22, das Gleichgewichts zustandsabgastemperatur-Berechnungsmittel 23, das Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgrad-Berechnungsmittel 24, das Transient-Änderungsgrad-Berechnungsmittel 25, das Transient-Verlaufszeit-Berechnungsmittel 26, das Transient-Stärke-Berechnungsmittel 27, das Transient-Zustandzündtiming-Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel 28 und das Transient-Zustandszündzeitpunkt-Korrekturmittel 29, die in 8 illustriert sind, äquivalent oder ähnlich zu jenen entsprechenden Mitteln der selben Bezugszeichen in oben beschriebener 2 in Ausführungsform 1 sind, wird ihre detaillierte Erläuterung weggelassen.
  • Als Nächstes wird die Erläuterung detaillierter für Operationen der Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung gemacht. Man beachte, dass bezüglich äquivalenten oder ähnlichen Operationen wie jenen in Ausführungsform 1 die Erläuterung weggelassen wird. 9 ist ein Flussdiagramm, dass die Operationen der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt; 10 ist ein Flussdiagramm, dass die Operationen des transienten Erst-Zeitverbrennungszündzeitpunktrückhaltemittels der ECU in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt; und 11 ist ein Flussdiagramm, dass die Operationen des Transient-Stärkencharakteristiklernkorrekturmittels der ECU in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert. Man beachte, dass diese Operationen als eine Unterroutine in einer Unterbrechungsroutine ausgeführt werden, die durch Unterbrechen bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel in der ECU 21 ausgeführt wird. Zusätzlich, obwohl in Ausführungsform 2 dieser Operationen als die Unterroutine in einer Unterbrechungsroutine ausgeführt werden, die durch Unterbrechen bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel ausgeführt wird, kann auch eingerichtet sein, dass die Operationen als die Unterroutine in einer in einem vorbestimmten Zeitraum ausgeführten Hauptroutine ausgeführt werden.
  • In 9 wird zuerst in Schritt S101 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Motorsteuerung in einem HCCI-Verbrennungsmodus ist oder nicht. Im HCCI-Verbrennungsmodus genügt die Motorsteuerungsbedingung, wenn der Motor in einem Betriebsbereich arbeitet, der vorab in Übereinstimmung mit der Anzahl von Umdrehungen des Motors, der Last und dergleichen eingestellt ist.
  • Im Schritt S101, falls festgestellt ist, dass ein HCCI-Verbrennungsmodus nicht etabliert ist (N), wird im Schritt S202 ein Initialisierungsprozess ausgeführt. Im Initialisierungsprozess im Schritt S202 wird die Zahl „0” für jede Transient-Verlaufzeit Pkt, den Intern-IGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr und die transiente Stärke Lst eingegeben und werden Zündzeitpunkte SA für die vorherigen Zeitpunkte SAo[1] bis SAo[4]; Basiszündzeitpunkt SAb für die Zündzeitpunkte SA; eine Abgastemperatur Tex für die vorherigen Abgastemperaturen Texo[1] bis Texo[4] unmittelbar nach der Verbrennung in Bezug auf jeden der Zylinder; die Drehzahl Ne des Motors für eine vortransiente Motordrehzahl Neo und Verstärkungsdruck Pb für den vortransienten Verstärkungsdruck Pbo eingegeben. Wenn der Initialisierungsprozess im Schritt S102 endet, wird die Unterroutine ohne weitere Verarbeitung darin beendet.
  • Derweil wird in Schritt S101, falls festgestellt wird, dass der HCCI-Verbrennungsmodus etabliert ist (J), eine Bestimmung im Schritt S103 durchgeführt, ob ein aktueller Motorzustand in einem transienten Betriebszustand ist oder nicht, oder wird Bestimmung durchgeführt, ob der aktuelle Zündzeitpunkt im Änderungsfortschritt ist oder nicht, gemäß Schritt S401 bis Schritt S301, wie unten beschrieben, und wird der Zündzeitpunkt nicht zum Zündzeitpunkt konvergiert, der vorab im Gleichgewichtsbetriebszustand des Motors eingestellt ist. Die Bestimmung, die durchgeführt wird, ob der aktuelle Zündzeitpunkt, der im Änderungsfortschritt ist, gemacht ist oder nicht, ob Endzündzeitpunkt SA nach einer transienten Korrektur, die später beschrieben wird, koinzidiert nicht mit dem Basiszündzeitpunkt SAb. Als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S103, falls der aktuelle Motorzustand nicht in einen transienten Betriebszustand ist, und auch der Zündzeitpunkt ein Zündzeitpunkt im Gleichgewichtsbetriebszustand des Motors ist (N) wird ein Initialisierungsprozess im Schritt S202 ausgeführt, weil eine stabile Verbrennung ausgeführt werden kann, und wird die Unterroutine ohne weitere Verarbeitung darin beendet. Man beachte, dass der transiente Betriebszustand beispielsweise für die vorherigen Werte der Drehzahl Ne des Motors, Verstärkungsdruck Pb und dergleichen bestimmt wird und die aktuellen Werte jener miteinander verglichen werden, und falls die Differenz(en) vorbestimmter Werte oder mehr existieren, der aktuelle Motorzustand in einem transienten Betriebszustand ist.
  • Im Schritt S103, falls festgestellt wird, dass der aktuelle Motorzustand ein transienter Betriebszustand ist, oder dass das aktuelle Zündtiming im Änderungsfortgang ist (J), bewegt sich die Verarbeitung zu einer Transient-Stärkecharakteristiklern-Korrekturroutine im Schritt S401. Die Erläuterung dafür wird später gegeben.
  • Als Nächstes wird im Schritt S204 eine interne EGR-Temperatur in Bezug auf jeden der Zylinder abgeschätzt. Eine Schätzgleichung für den internen EGR-Temperaturschätzwert Tegr ist die Gleiche wie jener in Schritt S104 in Ausführungsform 1; jedoch wird der Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr hier als ein Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr[CN] entsprechend einer aktuellen Zylindernummer als unten beschriebene Gleichung 13 berechnet. Das Symbol [CN], das durch Gleichung (13) und die nachfolgenden Gleichungen angegeben ist, bezeichnen einen Wert, der individuell als ein Wert entsprechend einer Zylindernummer CN gespeichert wird. Beispielsweise wird bezüglich des Intern-EGR-Temperaturschätzwerts Tegr[CN], der Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr[1] des ersten Zylinders gegeben, falls der aktuelle Zylinder der erste Zylinder ist, der Intern-EGR-Temperaturschätzwert Tegr[2] des zweiten Zylinders, falls der aktuelle Zylinder der zweite Zylinder ist, usw. Man beachte, dass der Filterkoeffizient Kf ähnlich jenem in der oben beschriebenen Gleichung (2) ist. In der unten beschriebenen Gleichung 14 wird die vorherige Abgastemperatur Texo[CN], die im nächsten Berechnungszeitpunkt in Gleichung (13) zu verwenden ist, unmittelbar nachdem Gleichung (13) berechnet ist, aktualisiert. Tegr[CN] = (Tex – Kf × Texo[CN])/(1 – Kf) Gleichung (13) Texo[CN] ← Tex Gleichung (14)
  • Im Schritt S206 wird ähnlich zu oben beschriebener Gleichung (5), ein Inter-EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr[CN] des aktuellen Zylinders durch den Intern-EGR-Temperturschätzwert Tegr[CN] des aktuellen Zylinders und eine Gleichgewichtsabgastemperatur Texc als unten beschriebene Gleichung (15) berechnet. Legr[CN] = 1 – Tegr[CN]/Texc Gleichung (15)
  • Im Schritt S210 werden gemäß einem Wert, in welchem der Intern-EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr[CN] des aktuellen Zylinders und die transiente Stärke Lst miteinander addiert werden, ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient KSA[CN] des aktuellen Zylinders als unten beschriebene Gleichung (16) gegeben, die ähnlich zur oben beschriebenen Gleichung (9) ist. KSA[CN] = 1 – min(Legr[CN] + Lst, 1) Gleichung (16)
  • Im Schritt S211 wird ähnlich zur oben beschriebenen Gleichung (11) der Endzündzeitpunkt SA[CN], an welchem die transiente Korrektur vorgenommen wird, in Bezug auf den aktuellen Zylinder, durch den Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA[CN], Basiszündzeitpunkt SAb und den vorherigen Zündzeitpunkt SAo[CN] des aktuellen Zylinders als unten beschriebene Gleichung (18) gegeben. Zusätzlich ist das Basiszündtiming SAb ähnlich dem in der oben beschriebenen Gleichung (12). In der unten beschriebenen Gleichung (17) wird der in der nachfolgenden Gleichung (18) verwendete vorherige Zündzeitpunkt SAo[CN] unmittelbar bevor Gleichung (18) zu berechnen ist, aktualisiert. SAo[CN] ← SA[CN] Gleichung (17) SA[CN] = KSA[CN] × SAb + (1 – KSA[CN]) × SAo[CN] Gleichung(18)
  • Wenn Endzündzeitpunkte SA nach der transienten Korrektur gemäß Schritt S211 ermittelt werden, bewegt sich die Verarbeitung im Schritt S301 zu einer Transient-Erst-Zeitverbrennungszündzeitpunktrückhalteroutine.
  • In 10 wird im Schritt S302 eine Bestimmung durchgeführt, ob die aktuelle Verbrennung die erstmalige Verbrennung, seit der transiente Betriebszustand gestartet ist, in jedem der Zylinder ist, nämlich wird die Bestimmung durchgeführt, ob eine stromaufwärtige Verbrennung in einem Gleichgewichtsbetriebszustand in jedem der Zylinder vorliegt. Falls festgestellt wird, dass die aktuelle Verbrennung die Erst-Zeitverbrennung (J) ist, wird der Endzündzeitpunkt SA[CN] im Schritt S303 durch den vorherigen Zündzeitpunkt SAo[CN] als unten beschriebene Gleichung (19) aktualisiert, so dass der Endzündzeitpunkt als Zündzeitpunkt derjenigen der einen stromaufwärtigen Verbrennung im Gleichgewichtsbetriebszustand eingestellt wird. Gemäß dieser Anordnung, weil definitiv eine Verzögerung von einem Zyklus bei der internen EGR in der Erst-Zeitverbrennung existiert, seit der transiente Betriebszustand gestartet hat, ist es möglich, es einzurichten, dass der Zündzeitpunkt gemäß Schritt S303 so erzielt wird, dass es weniger wahrscheinlich wäre, dass die Verbrennung in Bezug auf die interne EGR-Temperatur eines stromaufwärts Zyklus instabil wird, selbst wenn die Änderung beim Zündzeitpunkt SA[CN] durch oben beschriebene Gleichung (18) berechnet wird, die beispielsweise zu groß sein kann. In der Verbrennung nach der ersten Zeit, weil die interne EGR-Temperatur sich in einem größeren oder kleineren Ausmaß ändert, kann eine gute Verbrennung mit Endzündzeitpunkten erhalten werden, die durch einen durch Gleichung (19) berechneten Wert(e) ermittelt werden. SA[CN] ← SAo[CN] (Gleichung 19)
  • Dieser Schritt S303 entspricht dem Transient-Erstzeit-Verbrennungszündzeitpunkt-Rückhaltemittel 30.
  • Im Schritt S302, falls festgestellt wird, dass die aktuelle Verbrennung nicht die Erst-Zeitverbrennung ist (N), wird sie so gesteuert, dass die Verarbeitung zur Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturroutine ohne weitere Verarbeitung zurückkehrt, und die Funk- und Entladungszündung wird mit den Zündzeitpunkten der Zündzeitpunkte SA durchgeführt.
  • Als Nächstes wird eine Erläuterung für die Operationen im in 11 gezeigten Schritt S401 als ein beispielhafter Fall gegeben, in welchem die Verarbeitung in im 9 gezeigten Schritt S301 beendet wird, und wird die Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturroutine mit dem nächsten Zeitpunkt ausgeführt. Die Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturroutine wird mit dem nächsten Zeitpunkt ausgeführt und nach dem in 9 gezeigten Schritt S103 bewegt sich die Verarbeitung zur in 11 gezeigten Transient-Stärke-Charakteristiklernkorrekturroutine von Schritt S401.
  • In 11 wird im Schritt S402 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Verbrennung instabil ist. Bezüglich dem Bestimmungsverfahren wird die Bestimmung durch einen Bestimmungsindikatorwert getroffen, beispielsweise in einem Fall, bei dem eine Variation der Drehzahl des Motors ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, oder dergleichen, einschließlich desjenigen, der auf verschiedenen Arten von bekannten Technologien basiert, und anderen. Falls festgestellt wird, dass die Verbrennung instabil ist (J), nämlich wenn eine gute Verbrennung nicht durch die Endzündzeitpunkte erhalten werden kann, die in der Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturroutine eingestellt sind, im vorherigen Zündzeitpunkt, aufgrund des Einflusses durch Degradierung jedes der Sensoren, Änderungen bei den Motorcharakteristika und dergleichen, wird ein Wert(e) einer transienten Stärkecharakteristik im Schritt S403 durch einen Korrekturkoeffizienten Kust korrigiert und dadurch als unten beschriebene Gleichung (20) aktualisiert. Gemäß dieser Anordnung wird die Verbrennung durch Korrigieren der Änderung beim Zündzeitpunkt im oben beschriebenen Schritt S211 stabiler gemacht. Der Korrekturkoeffizient Kust ist ein Wert, der mit dem Bestimmungsindikatorwert korreliert, der verwendet wird, um festzustellen, ob die Verbrennung instabil ist. Zusätzlich wird ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kust größer als „Eins” gegeben, falls die Verbrennungsinstabilität ein Fehlzündungsanzeichen ist, wenn die Drehzahl und/oder die Laständerungen sich von einem kleinen Wert zu einem großen Wert in einem Fall ändern, in welchem der transiente Betriebszustand in Beschleunigung oder dergleichen ist; ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kust wird kleiner als „Eins” gegeben, falls die Verbrennungsinstabilität ein Klopfanzeichen ist. Andererseits wird ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kust kleiner als „Eins” gegeben, falls die Verbrennungsinstabilität ein Fehlzündungszeichen ist, wenn die Drehzahl und/oder die Laständerungen sich von einem großen Werten zu einem kleinen Wert in einem Fall ändern, bei welchem der transiente Betriebszustand in Verlangsamung oder dergleichen ist; ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kust wird größer „Eins” gegeben, falls die Instabilität der Verbrennung ein Klopfzeichen ist. Darüber hinaus, weil diese korrigierte transiente Stärkecharakteristik in einem Backup RAM gehalten wird, welcher die korrigierten und gespeicherten Daten hält, selbst wenn die Stromquelle der ECU 21 abgeschaltet wird, kann die korrigierte transiente Stärkecharakteristik verwendet werden, nachdem der Motor das nächste Mal gestartet wird, selbst wenn der Motor einmal gestoppt worden ist. map(Pkt, Lkt) ← map(Pkt, Lkt) × Kust Gleichung (20)
  • Dieser Schritt S403 entspricht dem Transientstärken-Charakteristiklern-Korrekturmittel 31.
  • Falls im oben beschriebenen Schritt S302 in 10 bestimmt wird, dass die aktuelle Verbrennung nicht die Erst-Zeitverbrennung ist (N), wird dies so gesteuert, dass die Verarbeitung zur Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturroutine ohne weitere Verarbeitung zurückkehrt, und wird die Funkenentladungszündung mit dem Zeitpunkt des Zündzeitpunkts SA[CN] durchgeführt.
  • Als Nächstes wird in der Steuervorrichtung des oben beschriebenen Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung die Erläuterung bezüglich einem in 2 illustrierten Timing-Diagramms für ein Ausführungsbeispiel gegeben, in welchem unter einer HCCI-Verbrennungsmodussteuerung und in einem transienten Betriebszustand des Motors ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient berechnet wird, durch Dirigieren bei einer internen EGR-Temperatur und transienten Stärke, aus der internen EGR-Temperaturdiskrepanz und der transienten Stärke, und durch Korrigieren des Gleichgewichtszündzeitpunkts gemäß dem berechnet werdenden Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten wird das Transient-Zustandzündtiming berechnet; und der Zündzeitpunkt wird in der ersten Zeit-Verbrennung gehalten, um einen transienten Betriebszustand zu erfahren, und es wird auch eine Korrektur an einer Charakteristik gemacht, in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und eine transiente Verlaufszeit, wenn der Verbrennungszustand während eines transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand instabil ist.
  • 12 ist ein Zeitdiagramm, das das Verhalten illustriert, in welchem Zündzeitpunktkorrekturen durchgeführt werden, wenn ein transienter Betriebszustand in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auftritt; das in 12 illustrierte Diagramm, ähnlich zu 7, ist ein Beispiel in einem Fall, bei dem eine HCCI-Verbrennungsmodussteuerung erfolgt, und die Drehzahl des Motors und seine Last steigen, so dass der Motor sich in einem transienten Betriebszustand befindet.
  • In einem Wert in jedem der Zylinder [1] bis [4] wird ein aktueller Zylinder nur zu jedem Zeitpunkt berechnet und aktualisiert; es sollte jedoch angemerkt werden, dass, um für ein einfaches Verständnis in 12 die Erläuterung zu geben, das Verhalten illustriert ist, bei dem die Werte aller Zylinder bei jedem Zeitpunkt zu berechnen und aktualisieren sind. Zusätzlich, um die Figur leichter betrachtbar zu machen, sind erläuternde Legenden nur für den ersten Zylinder ([1]) gezeigt, der zuerst einen transienten Betriebszustand startet, und den zweiten Zylinder ([2]), der zuletzt einen transienten Betriebszustand startet. Die Verbrennungsabfolge ist jeweils [1], [3], [4], [2], [1] usw. In 12 sind jeweilige zeitvariierende Änderungen durch Symbol (a) als die Drehzahl Ne des Motors; Symbol (b) Verstärkungsdruck Pb; Symbol (c), Gleichgewichtszustand-Abgastemperatur Texc; Symbol (d), interner EGR-Temperaturschätzwert Tegr[CN]; Symbol (e), interner EGR-Temperaturdiskrepanzgrad Legr; Symbol (f), transiente Verlaufszeit Pkt; Symbol (g), transienter Änderungrad Lkt, Symbol (h), transiente Stärke Lst; Symbol (i), Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA[CN]; Symbol (j), Basis-Zündzeitpunkt SAb; und Symbol (k), Zündzeitpunkt SA[CN] gezeigt.
  • In 12 wachsen von Zeitpunkt „A” zum Zeitpunkt „B” die Drehzahl Ne des Motors und die Verstärkungstemperatur Pb, so dass der Motor im transienten Betriebszustand ist. Hier unterscheiden sich beispielsweise die internen EGR-Temperaturschätzwerte Tegr und die internen EGR-Diskrepanzgrade Legr in Zeitpunkt „B” in ihren Werten zwischen den Zylindern. Dies liegt daran, dass, je später der transiente Betriebszustand beginnt, desto schneller sich die interne EGR-Temperatur ändert. Wenn nämlich ein transienter Betriebszustand am ersten Zylinder startet, sind Differenzen bei Drehzahl des Motors und Verstärkungsdruck am ersten Zylinder klein, vor dem transienten Betriebszustand und bei seiner Herauffahrzeit; jedoch, weil am zweiten Zylinder, in welchem der transiente Betriebszustand zuletzt startet, Differenzen der Drehzahl des Motors und von Verstärkungsdruck größer im Vergleich mit den andern Zylindern vor dem transienten Betriebszustand und seinem Herauffahren sind, und auch weil eine Verbrennungstemperatur sich wahrscheinlich vor dem Start des transienten Betriebszustands und seines Herauffahrens ändert, ist es vorstellbar, dass auch die Änderung bei der internen EGR-Temperatur schnell ist. Entsprechend, der Abfolge folgend, in welcher die transienten Betriebszustände später starten, in der Reihenfolge von [2], [4], [3] und [1], demonstrieren die internen EGR-Temperaturschätzwerte Tegr und die internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrade Legr kleine Änderungen, und zeigen die Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA und die Endzündzeitpunkte SA, in denen transiente Korrektur gemacht sind, große Änderungen. Gemäß diesen Anordnungen wird die Änderung beim Zündzeitpunkt und eine Änderung bei der internen EGR-Temperatur in Reaktion auf jeden der Zylinderkoinzident gemacht, so dass die Verbrennung während der transienten Betriebszustände verbessert werden kann.
  • Jedoch unmittelbar nach dem Zeitpunkt „A”, der eine Herauffahrzeitpunkt der transienten Betriebszustände ist, werden die Zündzeitpunkte, die jene vor dem Herauffahren der transienten Betriebszustände sind, für alle Zylinder gehalten, wie im Zeitpunkt (1) angegeben. Gemäß diesen Anordnungen kann die Verbrennung während der transienten Betriebszustände zuverlässig verbessert werden.
  • Auch vom Zeitpunkt „B” zum Zeitpunkt „C”, weil die Änderungen bei den internen EGR-Temperaturschätzwerten Tegr und den internen EGR-Temperturdiskrepanzgraden Legr in der Reihenfolge von [2], [4], [3], und [1] groß sind, beenden die Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten KSA und die Endzündzeitpunkte SA ihre Änderungen rascher in der Reihenfolge von [2], [4], [3], und [1]. Gemäß diesen Anordnungen wird die Änderung beim Zündzeitpunkt koinzident zu einer Änderung bei der internen EGR-Temperatur in Reaktion auf jeden der Zylinder gemacht, so dass die Verbrennung nach dem transienten Betriebszuständen verbessert werden kann.
  • Zusätzlich treten in Zeitpunkt (2) zwischen dem Zeitpunkt „B” und dem Zeitpunkt „C” Variationen bei der Drehzahl des Motors auf, so dass die Verbrennung instabil wird (Fehlzündungszeichen). In dieser Situation nimmt ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kust einen größeren Wert als „1” an, obwohl dies in dem Zeitdiagramm in 12 nicht gezeigt ist, wird ein Wert der Transient-Stärkecharakteristik so korrigiert, dass ein Wert der Transient-Stärke größer wird. Gemäß diesen Anordnungen kann, wenn die transienten Betriebszustände auftreten, die Verbrennung zuverlässiger verbessert werden.
  • Vom Zeitpunkt „C” bis „D” sind die Änderungen bei den Endzündzeitpunkten SA bereits zum Zeitpunkt „C” für alle Zylinder beendet worden, so dass es keine Änderung gibt. Gemäß diesen Anordnungen, während die Verbrennung nach den transienten Betriebszuständen verbessert wird, ist es möglich, die Änderungen bei den Zündzeitpunkten so früh als möglich zu beenden.
  • Gemäß der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird ein Intern-Abgasrückführungs-(EGR)-Temperaturdiskrepanzgrad während eines transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand in Übereinstimmung mit einer internen EGR-Temperatur und einer Gleichgewichtabgastemperatur berechnet; die Stärke des transienten Betriebszustands während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird aus der Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und eine transiente Verlaufszeit berechnet; ein Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand wird in Reaktion auf einen berechneten, internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad und transiente Stärke berechnet; und das Zündtiming wird durch den berechneten Transient-Zustands-Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizienten korrigiert; und wodurch es möglich ist, die Steuerung des Zündzeitpunkts durch angemessenes Definieren einer Verzögerung der Änderung bei der internen EGR-Temperatur während des transienten Betriebszustands des Motors und nach dessen transientem Betriebszustand zu definieren, und durch angemessenes Definieren eines gestatteten Bereichs in Bezug auf die interne EGR-Temperatur in Reaktion auf die Stärke des transienten Betriebszustandes, so dass es nicht erforderlich ist, einen teuren Sensor(en) oder dergleichen zu montieren, und eine Änderung beim Zündzeitpunkt so rasch als möglich beendet wird, während die HCCI-Verbrennung durch einen Zündassistenten gut gehalten wird, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, was es ermöglicht, Abgasqualität, Kraftstoffverbrauch und Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Zusätzlich, indem der Zündzeitpunkt ohne seine Änderung in der Erst-Zeitverbrennung gehalten wird, seit der transiente Betriebszustand gestartet ist, ist es möglich, es einzurichten, dass eine Verzögerung eines Zyklus bei der internen EGR zuverlässig zu einem Zeitpunkt implementiert wird, wenn die Änderung beim Betriebszustand als relativ groß angenommen wird, und es wird die Steuerung mit Zündzeitpunkt erzielt, wenn es weniger wahrscheinlich wäre, dass die Verbrennung instabil wird, so dass die HCCI-Verbrennung zuverlässig verbessert werden kann.
  • Darüber hinaus, weil die Genauigkeit der transienten Stärkecharakteristik verbessert werden kann, indem eine Korrektur an der transienten Stärkecharakteristik um einen Wert entsprechend einem Verbrennungszustand vorgenommen wird, wenn der Verbrennungszustand instabil ist, können die transiente Stärke, der Transient-Zustands-Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizient und der Zündzeitpunkt genauer berechnet werden, und es ist somit möglich, die HCCI-Verbrennung durch die Zündassistenz zuverlässiger zu verbessern, wenn die transienten Betriebszustände auftreten.
  • Die Steuervorrichtungen des Innenverbrennungsmotors in jeder der Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung, oben beschrieben, gibt eine konkrete Form der unten beschriebenen Erfindungen wieder.
    • (1) Eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, beinhaltend: ein Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Zylinder des Innenverbrennungsmotors; ein Einlassventil zum Einlassen von Luft innerhalb des Zylinders; ein Auslassventil zum Abgeben eines Verbrennungsgases innerhalb des Zylinders; ein variabler Ventilmechanismus zum variablen Justieren von Öffnungs-/Schließzeitpunkt und Hebebeträgen des Einlassventils und des Auslassventils; eine Zündkerze zum Zünden, mit einem Funken, einer Mischung von Luft und des Kraftstoffs im Inneren des Zylinders; und ein Homogen-Ladungs-Kompressionszündverbrennungs-Steuermechanismus zum Durchführen von interner Abgasrückführung innerhalb des Zylinders durch Steuern von Öffnungs-/Schließzeitpunkten und Hebebeträgen des Einlassventils und des Auslassventils unter Verwendung des variablen Ventilmechanismus und zum Durchführen, in Bezug auf eine Mischung von eingelassener Luft und eines eingespritzten Kraftstoffs, welche durch die interne Abgasrückführung an einem späteren Teil des Kompressionstaktes des Innenverbrennungsmotors vor Homogen-Ladungskompressionszündungsverbrennung erwärmt werden, einer Zündassistenzsteuerung durch Funkenzündung, um so die Homogen-Ladungskompressionszündungsverbrennung zu verbessern, wobei die Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors umfasst: ein Intern-Abgasrückführungstemperatur-Schätzmittel zum Schätzen einer Temperatur der Intern-Abgasrückführung in den Innenverbrennungsmotor; ein Gleichgewichtszustands-Abgastemperatur-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Abgastemperatur des Verbrennungsgases, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors in einem Gleichgewichtsbetriebszustand gewesen ist; ein internes Abgasrückführungs-Temperaturdiskrepanzgrad-Schätzmittel zum Berechnen, in Übereinstimmung mit einer Temperatur der geschätzten internen Abgasrückführung und einer berechneten Abgastemperatur im Gleichgewichtsbetriebszustand, eines internen Abgasrückführungstemperatur-Diskrepanzgrads als einer Verzögerung der Änderung bei einer Temperatur der internen Abgasrückführung, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors in einen transienten Betriebszustand fortschreitet, und nach dem transienten Betriebszustand; ein Transient-Änderungsgradberechnungsmittel zum Berechnen eines transienten Änderungsgrads, der eine Änderungsgröße in einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors angibt; ein Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel zum Berechnen einer transienten Verlaufszeit, seit der transiente Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors gestartet ist; ein Transient-Stärkenberechnungsmittel zum Berechnen, aus einer Charakteristik in Reaktion auf einen berechneten transienten Änderungsgrad und eine berechnete transiente Verlaufszeit, von transienter Stärke als Stärke eines transienten Betriebszustands, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors sich im Fortschreiten in transienten Betriebszustand und nach dem transienten Betriebszustand befindet; ein transienter Zustands-Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten in Reaktion auf einen berechneten internen Abgasrückführtemperatur-Diskrepanzgrad und berechnete transiente Stärke während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand, um so einen Änderung beim Zündzeitpunkt einzustellen, die mit einer Änderung bei der Temperatur der internen Abgasrückführungskoinzident gemacht ist, und auch mit der transienten Stärke des transienten Betriebszustands der berechnet wird, koinzident gemacht ist; und ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel zum Korrigieren des Zündzeitpunkts auf Basis des berechneten Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten.
  • Gemäß der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors der wie oben beschrieben konfigurierten vorliegenden Erfindung wird ein Intern-Abgasrückführungs-(EGR)-Temperaturdiskrepanzgrad während eines transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand in Übereinstimmung mit einer internen EGR-Temperatur und einer Gleichgewichtsabgastemperatur berechnet; die Stärke des transienten Betriebszustands während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird aus einer Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad und eine transiente Verlaufszeit berechnet; ein Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient während des transienten Betriebszustands und nach dem transienten Betriebszustand wird in Reaktion auf einen berechneten internen EGR-Temperaturdiskrepanzgrad und transiente Stärke berechnet; und der Zündzeitpunkt wird durch den berechneten Transient-Zustandszündzeitpunkt-Korrekturkoeffizienten korrigiert, und wodurch es möglich ist, den Zündzeitpunkt durch angemessenes Definieren einer Änderungsverzögerung bei der internen EGR-Temperatur während des transienten Betriebszustands des Motors und nach dessen transienten Betriebszustand zu steuern, durch angemessenes Definieren eines gestatteten Bereichs in Bezug auf die interne EGR-Temperatur reagierend auf die Stärke des transienten Betriebszustandes, so dass es nicht erforderlich ist, einen teuren Sensor oder dergleichen zu montieren, und eine Änderung beim Zündzeitpunkt sobald als möglich beendet wird, während die HCCI-Verbrennung durch eine Zündassistenz gut erhalten wird, wenn ein transienter Betriebszustand auftritt, was es gestattet, Abgasqualität, Kraftstoffverbrauch und Fahrbarkeit zu verbessern.
    • (2) Die Steuervorrichtungen des Innenverbrennungsmotors wie im oben beschriebenen (1) dargestellt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung weiter umfasst ein transientes Erst-Zeitverbrennungszündzeitpunktrückhaltemittel zum Halten, ohne eine Korrektur des Zündzeitpunkts durch das Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel in der Erstzeitverbrennung, seit der transiente Betriebszustand gestartet ist, durchzuführen, des Zündzeitpunkts, ohne ihn zu ändern.
  • Gemäß der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung, konfiguriert wie oben beschrieben, durch Halten des Zündzeitpunkts, ohne ihn in der Erstzeitverbrennung zu verändern, seit der transiente Betriebszustand gestartet hat, ist es möglich, es einzurichten, dass eine Verzögerung eines Zyklus in der internen EGR zuverlässig im Timing implementiert wird, wenn die Änderung beim Betriebszustand als relativ groß angenommen wird, und die Steuerung wird mit Zündzeitpunkt erzielt, wenn es weniger wahrscheinlich wäre, dass die Verbrennung instabil wird, so dass die HCCI-Verbrennung zuverlässig verbessert werden kann.
    • (3) Die Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors, wie in oben beschriebenem (1) oder (2) dargestellt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung weiter umfasst ein Verbrennungszustands-Detektionsmittel zum Detektieren eines Verbrennungszustands des Innenverbrennungsmotors; und ein Transient-Stärkencharakteristiklern-Korrekturmittel zum Vornehmen einer Korrektur an einer Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad, der berechnet wird, und eine berechnete transiente Verlaufszeit, durch einen Wert in Reaktion auf einen detektiert werdenden Verbrennungszustand, wenn der Verbrennungszustand instabil ist, wobei eine Charakteristik, die korrigiert ist, auch gehalten wird, nachdem eine elektrische Stromquelle des Innenverbrennungsmotors ausgeschaltet wird.
  • Gemäß der Steuervorrichtung des wie oben beschrieben konfigurierten Innenverbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung kann die Genauigkeit der transienten Stärkecharakteristik verbessert werden, indem eine Korrektur an der transienten Stärkecharakteristik um einen Wert in Reaktion auf einen Verbrennungszustand vorgenommen wird, wenn der Verbrennungszustand instabil ist, so dass die transiente Stärke, der Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizient und der Zündzeitpunkt genauer berechnet werden können, und somit ist es möglich, die HCCI-Verbrennung durch die Zündassistenz zuverlässiger zu verbessern, wenn der transiente Betriebszustand auftritt.
  • Man beachte, dass, während die vorliegende Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben worden ist, die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und nicht beschränkend ist. Es versteht sich daher, dass in der vorliegenden Erfindung jede der Ausführungsformen frei kombiniert, angemessen modifiziert und/oder eliminiert werden kann, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (3)

  1. Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, beinhaltend: ein Kraftstoffeinspritzventil (14) zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Zylinder des Innenverbrennungsmotors; ein Einlassventil (10) zum Einlassen von Luft innerhalb des Zylinders; ein Auslassventil (11) zum Abgeben eines Verbrennungsgases innerhalb des Zylinders; ein variabler Ventilmechanismus (12, 13) zum variablen Justieren von Öffnungs-/Schließzeitpunkt und Hebebeträgen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11); eine Zündkerze (15) zum Zünden, mit einem Funken, einer Mischung von Luft und des Kraftstoffs im Inneren des Zylinders; und ein Homogen-Ladungs-Kompressionszündverbrennungs-Steuermechanismus zum Durchführen von interner Abgasrückführung innerhalb des Zylinders durch Steuern von Öffnungs-/Schließzeitpunkten und Hebebeträgen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11) unter Verwendung des variablen Ventilmechanismus (12, 13) und zum Durchführen, in Bezug auf eine Mischung von eingelassener Luft und eines eingespritzten Kraftstoffs, welche durch die interne Abgasrückführung an einem späteren Teil des Kompressionstaktes des Innenverbrennungsmotors vor Homogen-Ladungskompressionszündungsverbrennung erwärmt werden, einer Zündassistenzsteuerung durch Funkenzündung, um so die Homogen-Ladungskompressionszündungsverbrennung zu verbessern, wobei die Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors umfasst: ein Intern-Abgasrückführungstemperatur-Schätzmittel (22) zum Schätzen einer Temperatur (Tegr) der Intern-Abgasrückführung in den Innenverbrennungsmotor; ein Gleichgewichtszustands-Abgastemperatur-Berechnungsmittel (23) zum Berechnen einer Abgastemperatur (Texc) des Verbrennungsgases, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors in einem Gleichgewichtsbetriebszustand gewesen ist; ein internes Abgasrückführungs-Temperaturdiskrepanzgrad-Schätzmittel (24) zum Berechnen, in Übereinstimmung mit einer Temperatur der geschätzten internen Abgasrückführung und einer berechneten Abgastemperatur im Gleichgewichtsbetriebszustand, eines internen Abgasrückführungstemperatur-Diskrepanzgrads (Legr, Legr[CN]) als einer Verzögerung der Änderung bei einer Temperatur der internen Abgasrückführung, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors in einen transienten Betriebszustand fortschreitet, und nach dem transienten Betriebszustand; ein Transient-Änderungsgradberechnungsmittel (25) zum Berechnen eines transienten Änderungsgrads (Lkt), der eine Änderungsgröße in einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors angibt; ein Transient-Verlaufszeitberechnungsmittel (26) zum Berechnen einer transienten Verlaufszeit (Pkt), seit der transiente Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors gestartet ist; ein Transient-Stärkenberechnungsmittel (27) zum Berechnen, aus einer Charakteristik in Reaktion auf einen berechneten transienten Änderungsgrad (Lkt) und eine berechnete transiente Verlaufszeit (Pkt), von transienter Stärke (Lst) als Stärke eines transienten Betriebszustands, wenn ein Zustand des Innenverbrennungsmotors sich im Fortschreiten im transienten Betriebszustand und nach dem transienten Betriebszustand befindet; ein transienter Zustands-Zündzeitpunktkorrekturkoeffizient-Berechnungsmittel (28) zum Berechnen eines Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten (KSA, KSA[SN]) in Reaktion auf einen berechneten internen Abgasrückführtemperatur-Diskrepanzgrad (Legr, Legr[CN]) und berechnete transiente Stärke (Lst) während des transienten Betriebszustandes und nach dem transienten Betriebszustand, um so eine Änderung beim Zündzeitpunkt einzustellen, die mit einer Änderung bei der Temperatur der internen Abgasrückführungskoinzident gemacht ist, und auch mit der transienten Stärke (Lst) des berechneten transienten Betriebszustands koinzident gemacht ist; und ein Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel (29) zum Korrigieren des Zündzeitpunkts auf Basis des berechneten Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturkoeffizienten (KSA, KSA[SN]).
  2. Steuervorrichtungen des Innenverbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, weiter umfassend ein transientes Erst-Zeitverbrennungszündzeitpunktrückhaltemittel (30) zum Halten, ohne eine Korrektur des Zündzeitpunkts durch das Transient-Zustandszündzeitpunktkorrekturmittel (29) in der Erstzeitverbrennung, seit der transiente Betriebszustand gestartet ist, durchzuführen, des Zündzeitpunkts, ohne ihn zu ändern.
  3. Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend ein Verbrennungszustands-Detektionsmittel zum Detektieren eines Verbrennungszustands des Innenverbrennungsmotors; und ein Transient-Stärkencharakteristiklern-Korrekturmittel (31) zum Vornehmen einer Korrektur an einer Charakteristik in Reaktion auf einen transienten Änderungsgrad (Lkt), der berechnet wird, und eine berechnete transiente Verlaufszeit (Pkt), durch einen Wert in Reaktion auf einen detektiert werdenden Verbrennungszustand, wenn der Verbrennungszustand instabil ist, wobei eine Charakteristik, die korrigiert ist, auch gehalten wird, nachdem eine elektrische Stromquelle des Innenverbrennungsmotors ausgeschaltet wird.
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