DE102016113079B4 - Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10), aufweisend:einen Zylinderinnendrucksensor (30), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Zylinderinnendruck erfasst;einen Kurbelwinkelsensor (42), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Kurbelwinkel erfasst;Berechnungsmittel für einen verbrannten Massenanteil, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf einem durch den Zylinderinnendrucksensor (30) erfassten Zylinderinnendruck und einem durch den Kurbelwinkelsensor (42) erfassten Kurbelwinkel Messdaten eines verbrannten Massenanteils berechnen, die mit einem Kurbelwinkel synchronisiert sind;Steuerungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf den Messdaten des verbrannten Massenanteils einen Messwert eines spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα), welcher einem Kurbelwinkel entspricht, bei welchem der verbrannte Massenanteil einen spezifizierten Anteil erreicht, berechnen und eine Maschinensteuerung ausführen, welche ein Stellglied (26, 28) der Verbrennungskraftmaschine (10) basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) steuert;erste Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen ersten Korrelations-Indexwert (IR1) berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen aktuellen Daten der Messdaten des verbrannten Massenanteils und Referenzdaten des verbrannten Massenanteils angibt, wobei die Referenzdaten des verbrannten Massenanteils auf einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine (10) basieren; undzweite Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen zweiten Korrelations-Indexwert (IR2) berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten relativ zu den aktuellen Daten angibt,wobei die Steuerungsmittel derart konfiguriert sind, dass diese eine Veränderung der Maschinensteuerung durchführen, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als ein erster Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) kleiner als ein zweiter Ermittlungswert (IRth) ist, undwobei die Veränderung der Maschinensteuerung darin besteht, eine Betrachtung des Messwerts des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) in einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, bei der Maschinensteuerung zu verhindern oder ein Ausmaß der Betrachtung im Vergleich zu einem Fall zu verringern, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) größer oder gleich dem ersten Ermittlungswert (IRth) ist.

Description

  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und insbesondere eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche als eine Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderinnendrucksensor geeignet ist.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Die JP 2008-069713 A offenbart eine Verbrennungssteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche einen Zylinderinnendrucksensor umfasst. Bei der Verbrennungssteuerungsvorrichtung werden Daten für einen verbrannten Massenanteil bzw. Daten eines verbrannten Massenanteils, welche mit einem Kurbelwinkel synchronisiert sind, unter Verwendung eines Zylinderinnendrucksensors und eines Kurbelwinkelsensors berechnet und ein tatsächlicher Verbrennungs-Startpunkt und ein Verbrennungsschwerpunkt werden basierend auf den Daten berechnet. Falls eine durch Subtrahieren des tatsächlichen Verbrennungs-Startpunkts von dem Verbrennungsschwerpunkt erhaltene Differenz eine Obergrenze überschreitet, ermittelt die Verbrennungssteuerungsvorrichtung darüber hinaus, dass sich die Verbrennung verschlechtert hat, und implementiert eine Gegenmaßnahme zum Verbessern der Verbrennung, wie ein Erhöhen des Kraftstoffeinspritzbetrags. Zu beachten ist, dass bei der JP 2008-069713 A als ein Beispiel ein geeigneter Wert in einer Phase, in welcher der verbrannte Massenanteil zwischen 10 bis 30 Prozent liegt, als der vorgenannte tatsächliche Verbrennungs-Startpunkt verwendet wird, welcher einem Kurbelwinkel entspricht, bei welchem die Verbrennung in einem Zylinder tatsächlich gestartet wird, und beispielsweise ein geeigneter Wert während einer Phase, in welcher der verbrannte Massenanteil zwischen 40 bis 60 Prozent liegt, als der Verbrennungsschwerpunkt verwendet wird.
  • Die JP 2008-069713 A entspricht einem Patentdokument, welches mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehen kann.
  • Darüber hinaus offenbart die nachveröffentlichte DE 11 2016 000 787 T5 eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderinnendrucksensor, einem Kurbelwinkelsensor und einer elektronischen Steuereinheit. Die elektronische Steuereinheit ist ausgelegt, auf der Grundlage eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors einen Korrelationsgrad zwischen tatsächlich gemessenen Daten eines Verbrennungsmasseverhältnisses und Referenzdaten des Verbrennungsmasseverhältnisses zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit ist ausgelegt, wenn der Korrelationsindexwert niedriger ist als ein Bestimmungswert, zu unterbinden, dass der tatsächlich gemessene Wert des spezifischen Verhältnisverbrennungspunkts, der einen Verbrennungszyklus betrifft, in dem der Korrelationsindexwert berechnet wird, sich in der Motorsteuerung widerspiegelt, oder einen Reflexionsgrad in der Motorsteuerung verglichen mit einem Fall, bei dem der Korrelationsindexwert gleich oder höher als der Bestimmungswert ist, zu verringern.
  • Ferner beschreibt die nachveröffentlichte DE 10 2016 109 875 A1 , dass eine Rückkopplungssteuerung basierend auf einem gemessenen KW10 und einem gemessenen KW50, welche basierend auf Messdaten für einen MFB berechnet werden, ausgeführt wird. Während eines stabilen Betriebs wird ein Korrelations-Indexwert IRA berechnet, welcher einen Korrelationsgrad zwischen den Messdaten und Referenzdaten demgemäß zeigt. Während eines Übergangsbetriebs bzw. eines instationären Betriebs wird ein Korrelations-Indexwert IAA berechnet, welcher einen Korrelationsgrad zwischen den Messdaten und Messdaten, welche unmittelbar vor den Messdaten gemessen werden, zeigt. Falls der Korrelations-Indexwert IRA oder der Korrelations-Indexwert IAA kleiner als ein Ermittlungswert ist, wird eine Steuerung durchgeführt, um eine Reflektion bzw. eine Betrachtung von sowohl dem gemessenen KW10 als auch dem gemessenen KW50, welche in dem Verbrennungszyklus gemessen werden, in welchem der relevante Korrelations-Indexwert berechnet wird, bei der vorgenannten Rückkopplungssteuerung zu verhindern.
  • Zudem offenbart die nachveröffentlichte EP 3 124 775 A1 eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche dafür konfiguriert ist, Messdaten eines verbrannten Masseanteils auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Zylinderinnendrucksensors nach dem Ausführen einer ersten Tiefpassfilterung zu berechnen, eine Motorsteuerung auf der Grundlage des Messwerts eines spezifizierten Verbrennungsanteilpunktes, welcher auf der Grundlage der Messdaten des verbrannten Masseanteils berechnet wird, auszuführen, und die Motorsteuerung zu verhindern, wenn ein erster Korrelationsindexwert kleiner als ein erster Bestimmungswert ist und eine Differenz größer oder gleich einem Bestimmungswert ist.
  • Technisches Problem
  • Bei einem Ausgangssignal eines Zylinderinnendrucksensors kann aufgrund verschiedener Faktoren ein Rauschen überlagert sein. Wenn eine Maschinensteuerung basierend auf einem Kurbelwinkel durchgeführt wird, bei welchem ein verbrannter Massenanteil (MFB) einen spezifizierten verbrannten Massenanteil erreicht (nachfolgend ist der Kurbelwinkel als ein „spezifizierter Anteils-Verbrennungspunkt“ bezeichnet), wie in der JP 2008-069713 A beschrieben, wird der spezifizierte Anteils-Verbrennungspunkt basierend auf Messdaten für den MFB berechnet. Falls bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors ein Rauschen überlagert ist, ist ebenso bei den Messdaten des MFB, welche auf Messdaten des Zylinderinnendrucks basieren, ein Rauschen überlagert. Folglich kann mit Bezug auf einen spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkt, welcher für eine Maschinensteuerung verwendet wird, ein Fehler auftreten, der durch Rauschen hervorgerufen wird. Falls eine Maschinensteuerung basierend auf einem spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkt ohne jegliche Berücksichtigung eines solchen Rauschens durchgeführt wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass sich die Genauigkeit der Maschinensteuerung verschlechtern wird. Daher ist es im Falle des Durchführens einer Maschinensteuerung basierend auf einem spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkt notwendig, eine Konfiguration anzuwenden, welche geeignet erfassen kann, dass bei Messdaten des MFB ein Rauschen überlagert ist, und außerdem sicherzustellen, dass eine geeignete Gegenmaßnahme implementiert bzw. durchgeführt wird, falls ein Rauschen erfasst wird.
  • Mit Bezug auf die Erfassung eines Rauschens, wie vorstehend beschrieben, haben die Erfinder im vorliegenden Fall bereits ein Ermittlungsverfahren studiert, welches auf einem Korrelations-Indexwert basiert, der einen Korrelationsgrad zwischen Messdaten des MFB und Referenzdaten des MFB, welche auf der Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine basieren, zeigt, und diese haben eine Bestätigung erhalten, dass das Ermittlungsverfahren wirkungsvoll ist. Weitere Studien des vorliegenden Erfinders haben jedoch ergeben, dass es schwierig ist, durch Vergleichen von aktuellen Daten der Messdaten des MFB und Referenzdaten des MFB in einem Verbrennungszyklus zu ermitteln, ob das erfasste Rauschen temporär bzw. vorübergehend ist oder stetig bzw. dauerhaft (und kontinuierlich) auftritt.
  • Falls eine Ermittlung dahingehend, ob das Rauschen temporär oder dauerhaft ist, nicht erfolgen kann, ist es denkbar, dass eine für ein dauerhaft auftretendes Rauschen vorbereitete Gegenmaßnahme auch dann durchgeführt werden kann, falls das Rauschen in Wirklichkeit temporär ist. Diese Gegenmaßnahme für ein dauerhaft auftretendes Rauschen ist für Verbrennungszyklen, welche durchgeführt werden, nachdem ein temporäres Rauschen verschwindet, nicht notwendig. Zusätzlich besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Ausführung einer solch unnötigen Gegenmaßnahme gegenteilige Effekte, wie eine Verschlechterung der Abgasemissionen, bei der Maschinensteuerung hervorrufen kann.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um das vorstehend beschriebene Problem zu adressieren, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, welche ein Rauschen erfassen kann, das bei Messdaten eines verbrannten Massenanteils, der basierend auf einem Ausgang eines Zylinderinnendrucksensors berechnet wird, überlagert ist, während ermittelt wird, ob das erfasste Rauschen temporär oder dauerhaft vorliegt, und welche eine Veränderung einer Maschinensteuerung als eine geeignete Gegenmaßnahme durchführen kann, wenn das erfasste Rauschen temporär ist.
  • Eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Zylinderinnendrucksensor, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Zylinderinnendruck erfasst; einen Kurbelwinkelsensor, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Kurbelwinkel erfasst; Berechnungsmittel für einen verbrannten Massenanteil, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf einem durch den Zylinderinnendrucksensor erfassten Zylinderinnendruck und einem durch den Kurbelwinkelsensor erfassten Kurbelwinkel Messdaten eines verbrannten Massenanteils berechnen, die mit einem Kurbelwinkel synchronisiert sind; Steuerungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf den Messdaten des verbrannten Massenanteils einen Messwert eines spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts, welcher einem Kurbelwinkel entspricht, bei welchem der verbrannte Massenanteil einen spezifizierten Anteil erreicht, berechnen und eine Maschinensteuerung ausführen, welche ein Stellglied der Verbrennungskraftmaschine basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts steuert; erste Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen ersten Korrelations-Indexwert berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen aktuellen Daten der Messdaten des verbrannten Massenanteils und Referenzdaten des verbrannten Massenanteils angibt, wobei die Referenzdaten des verbrannten Massenanteils auf einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine basieren; und zweite Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen zweiten Korrelations-Indexwert berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten relativ zu den aktuellen Daten angibt. Die Steuerungsmittel sind derart konfiguriert, dass diese eine Veränderung der Maschinensteuerung durchführen, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als ein erster Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert kleiner als ein zweiter Ermittlungswert ist. Die Veränderung der Maschinensteuerung liegt darin, eine Reflektion bzw. eine Betrachtung des Messwerts des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts in einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, bei der Maschinensteuerung zu verhindern oder ein Ausmaß der Reflektion bzw. der Betrachtung im Vergleich zu einem Fall zu verringern, wenn der erste Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem ersten Ermittlungswert ist.
  • Die Maschinensteuerung kann das Stellglied derart steuern, dass sich der Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts oder ein Messwert eines spezifizierten Parameters, welcher basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts definiert ist, einem Zielwert annähert. Die Steuerungsmittel können derart konfiguriert sein, dass diese eine Gegenmaßnahme gegen ein Rauschen ausführen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als der erste Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert ist. Ferner kann die Gegenmaßnahme darin bestehen, den Zielwert derart zu verändern, dass eine Differenz zwischen dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts oder dem Messwert des spezifizierten Parameters und dem Zielwert abnimmt.
  • Die Steuerungsmittel können derart konfiguriert sein, dass diese eine Gegenmaßnahme gegen ein Rauschen ausführen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als der erste Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert ist. Ferner kann die Gegenmaßnahme darin bestehen, eine Durchführungsphase der Veränderung der Maschinensteuerung zu verlängern, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als der erste Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert ist, im Vergleich dazu, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als der erste Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert kleiner als der zweite Ermittlungswert ist.
  • Die Gegenmaßnahme kann ausgeführt werden, wenn die Anzahl, mit welcher eine Ermittlung dahingehend kontinuierlich erfolgt, dass der erste Korrelations-Indexwert kleiner als der erste Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert ist, größer als eine vorbestimmte Anzahl wird.
  • Die Berechnungsmittel für einen zweiten Korrelations-Indexwert können derart konfiguriert sein, dass diese den zweiten Korrelations-Indexwert unter Verwendung der Messdaten des verbrannten Massenanteils, welche bei einem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus, der um einen Zyklus vor einem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, berechnet werden, als die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten berechnen.
  • Der Zylinderinnendrucksensor kann derart konfiguriert sein, dass dieser einen Zylinderinnendruck für jeden Zylinder aus einer Mehrzahl von Zylindern erfasst. Ferner können die Berechnungsmittel für den zweiten Korrelations-Indexwert derart konfiguriert sein, dass diese den zweiten Korrelations-Indexwert unter Verwendung der Messdaten des verbrannten Massenanteils, welche bei einem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus eines weiteren Zylinders während einer Phase ausgehend von einem Verbrennungszyklus, der um einen Zyklus vor einem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, bis zu einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, als die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten berechnen.
  • Der weitere Zylinder kann einem Zylinder entsprechen, welcher in einer Zündfolge um eine Position vor einem Zylinder positioniert ist, in dessen Verbrennungszyklus die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden.
  • Gemäß der Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine der vorliegenden Offenbarung wird ein erster Korrelations-Indexwert berechnet, welcher den Korrelationsgrad zwischen aktuellen Daten von Messdaten des verbrannten Massenanteils basierend auf einem durch einen Zylinderinnendrucksensor erfassten Zylinderinnendruck und Referenzdaten des verbrannten Massenanteils basierend auf einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine angibt. Falls bei den Messdaten (aktuellen Daten) des verbrannten Massenanteils ein Rauschen überlagert ist, wird der erste Korrelations-Indexwert kleiner (das heißt, der erste Korrelations-Indexwert gibt an, dass der Korrelationsgrad gering ist). Gemäß der Steuerungsvorrichtung kann dadurch ein bei den Messdaten des verbrannten Massenanteils überlagertes Rauschen unter Verwendung des ersten Korrelations-Indexwerts erfasst werden. Zusätzlich wird gemäß der Steuerungsvorrichtung ein zweiter Korrelations-Indexwert berechnet, welcher den Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten angibt. Falls das erfasste Rauschen einem vorübergehend bzw. temporär auftretenden Rauschen entspricht, werden sowohl der erste als auch der zweite Korrelations-Indexwert kleiner. Falls andererseits das erfasste Rauschen einem dauerhaft auftretenden Rauschen entspricht, wird der erste Korrelations-Indexwert kleiner, während der zweite Korrelations-Indexwert größer wird. Daher kann durch Evaluieren bzw. Bewerten der Größenordnung von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Korrelations-Indexwert das Rauschen erfasst werden, während ein temporär auftretendes Rauschen von einem stetig bzw. dauerhaft auftretenden Rauschen unterschieden wird. Ferner wird gemäß der Steuerungsvorrichtung, wenn der erste Korrelations-Indexwert kleiner als ein erster Ermittlungswert ist und der zweite Korrelations-Indexwert kleiner als ein zweiter Ermittlungswert ist (das heißt, wenn beurteilt werden kann, dass ein Rauschen temporär aufgetreten ist), eine Veränderung einer Maschinensteuerung zum Steuern eines Stellglieds der Verbrennungskraftmaschine basierend auf einem Messwert eines spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts durchgeführt. Insbesondere wird diese Veränderung der Maschinensteuerung in einer solchen Art und Weise durchgeführt, um bei der Maschinensteuerung eine Reflektion bzw. eine Betrachtung bzw. eine Einflussnahme des Messwerts des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts in einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils, welche für die Ermittlung dahingehend verwendet werden, dass ein Rauschen überlagert ist, berechnet werden, zu verhindern oder um das Ausmaß der Reflektion bzw. der Betrachtung bzw. der Einflussnahme im Vergleich zu einem Fall zu verringern, wenn der erste Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem ersten Ermittlungswert ist. Gemäß der Veränderung der Maschinensteuerung kann verhindert werden, dass ein Fehler des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts aufgrund von Rauschen ohne eine Veränderung bei der Maschinensteuerung reflektiert bzw. betrachtet wird. Folglich kann eine Veränderung einer Maschinensteuerung als eine Gegenmaßnahme durchgeführt werden, welche geeignet ist, wenn ein erfasstes Rauschen einem temporär auftretenden Rauschen entspricht.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Systemkonfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist eine Ansicht, welche eine Wellenform eines verbrannten Massenanteils (MFB) und eines Zündzeitpunkts (SA) darstellt;
    • 3 ist ein Blockdiagramm zum Beschreiben eines Umrisses von zwei Typen einer Rückkopplungssteuerung unter Verwendung von KW10 und KW50, welche eine ECU ausführt;
    • 4 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und SA-KW10 darstellt;
    • 5 ist ein P-θ-Diagramm zum Beschreiben von Unterschieden im Beeinflussungsgrad von Rauschen mit Bezug auf jeweilige Positionen bei einer Zylinderinnendruck-Wellenform während eines einzelnen Verbrennungszyklus;
    • 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben von Rauscharten, welche bei einer Wellenform von MFB-Daten überlagert sein können, und von Problemen, welche durch die Überlagerung eines Rauschens hervorgerufen werden;
    • 7 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Rauscherfassungstechnologie gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • 8 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung eines ersten Korrelations-Indexwerts und eines zweiten Korrelations-Indexwerts mit Bezug auf die Form der Rauschüberlagerung darstellt;
    • 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
    • 10 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt; und
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Erste Ausführungsform
  • Zunächst ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben.
  • [Systemkonfiguration der ersten Ausführungsform]
  • 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Systemkonfiguration einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das in 1 dargestellte System umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 10 vom Fremdzündungstyp. Ein Kolben 12 ist in jedem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehen. Eine Verbrennungskammer 14 ist auf der oberen Seite des Kolbens 12 innerhalb der jeweiligen Zylinder ausgebildet. Ein Einlassdurchlass 16 und ein Auslassdurchlass 18 stehen mit der Verbrennungskammer 14 in Verbindung.
  • Ein Einlassventil 20 ist in einem Einlasskanal des Einlassdurchlasses 16 vorgesehen. Das Einlassventil 20 öffnet und schließt den Einlasskanal. Ein Auslassventil 22 ist in einem Auslasskanal des Auslassdurchlasses 18 vorgesehen. Das Auslassventil 22 öffnet und schließt den Auslasskanal. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 24 ist in dem Einlassdurchlass 16 vorgesehen. Jeder Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 26 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 14 (in den Zylinder) und einer Zündvorrichtung (in den Abbildungen ist lediglich eine Zündkerze dargestellt) 28 zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs vorgesehen. Ein Zylinderinnendrucksensor 30 zum Erfassung eines Zylinderinnendrucks ist außerdem bei jedem Zylinder montiert.
  • Das System der vorliegenden Ausführungsform umfasst außerdem eine Steuerungsvorrichtung, welche die Verbrennungskraftmaschine 10 steuert. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 40, Antriebsschaltungen (in den Abbildungen nicht gezeigt) zum Antreiben verschiedener Stellglieder und verschiedene Sensoren, welche nachstehend beschrieben sind, und dergleichen, als eine Steuerungsvorrichtung, welche die Verbrennungskraftmaschine 10 steuert. Die ECU 40 umfasst eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle, einen Speicher und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle ist derart konfiguriert, dass diese Sensorsignale von verschiedenen Sensoren aufnimmt, welche bei der Verbrennungskraftmaschine 10 oder dem Fahrzeug, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine 10 montiert ist, installiert sind, und außerdem Betätigungssignale zu verschiedenen Stellgliedern zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine 10 ausgibt. In dem Speicher sind verschiedene Steuerungsprogramme und Kennfelder zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine 10 gespeichert. Die CPU liest ein Steuerungsprogramm oder dergleichen aus dem Speicher aus und führt das Steuerungsprogramm aus und erzeugt Betätigungssignale für verschiedene Stellglieder basierend auf den aufgenommenen Sensorsignalen.
  • Die Sensoren, von welchen die ECU 40 Signale aufnimmt, umfassen zusätzlich zu dem vorgenannten Zylinderinnendrucksensor 30 verschiedene Sensoren zum Erlangen des Maschinenbetriebszustands, wie einen Kurbelwinkelsensor 42, welcher in der Umgebung einer Kurbelwelle (in den Abbildungen nicht gezeigt) angeordnet ist, und einen Luftströmungsmesser 44, welcher in der Umgebung eines Einlasses des Einlassdurchlasses 16 angeordnet ist.
  • Die Stellglieder, hin zu welchen die ECU 40 Betätigungssignale ausgibt, umfassen verschiedene Stellglieder zum Steuern des Maschinenbetriebs, wie das vorstehend beschriebene Drosselventil 24, das Kraftstoffeinspritzventil 26 und die Zündvorrichtung 28. Darüber hinaus ist eine Fehlfunktions-Indikatorlampe (MIL) 46 zum Benachrichtigen des Fahrers über das Auftreten einer Fehlfunktion bei dem Zylinderinnendrucksensor 30 mit der ECU 40 verbinden. Die ECU 40 weist ebenso eine Funktion auf, welche ein Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 mit einem Kurbelwinkel synchronisiert und das synchronisierte Signal einer A/D-Umwandlung unterzieht und das resultierende Signal erlangt. Dadurch ist es möglich, einen Zylinderinnendruck zu einer beliebigen Kurbelwinkelzeit in einem durch die A/D-Umwandlungsauflösung zugelassenen Bereich zu erfassen. Zusätzlich speichert die ECU 40 ein Kennfeld, in welchem die Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel und einem Zylinderinnenvolumen definiert ist, und diese kann auf das Kennfeld Bezug nehmen, um ein Zylinderinnenvolumen zu berechnen, welches einem Kurbelwinkel entspricht.
  • [Maschinensteuerung bei der ersten Ausführungsform]
  • (Berechnung von Messdaten des MFB unter Verwendung des Zylinderinnendrucksensors)
  • 2 ist eine Ansicht, welche eine Wellenform eines verbrannten Massenanteils (MFB) und einen Zündzeitpunkt (SA) darstellt. Gemäß dem System der vorliegenden Ausführungsform, welches den Zylinderinnendrucksensor 30 und den Kurbelwinkelsensor 42 umfasst, können in jedem Zyklus der Verbrennungskraftmaschine 10 Messdaten eines Zylinderinnendrucks P synchron mit einem Kurbelwinkel erlangt werden (insbesondere ein Satz von Zylinderinnendrücken P, welche als Werte für die jeweiligen vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet werden). Ein Wärmeabgabebetrag Q innerhalb eines Zylinders zu einem beliebigen Kurbelwinkel θ kann gemäß den nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) unter Verwendung der Messdaten des Zylinderinnendrucks P und dem ersten thermodynamischen Gesetz berechnet werden. Darüber hinaus kann der verbrannte Massenanteil (nachfolgend als „MFB“ bezeichnet) bei einem beliebigen Kurbelwinkel θgemäß der nachfolgenden Gleichung (3) unter Verwendung der Messdaten des Wärmeabgabebetrags Q innerhalb eines Zylinders (insbesondere ein Satz von Wärmeabgabebeträgen Q, welche als Werte für die jeweiligen vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet werden) berechnet werden. Ferner können Messdaten des MFB (gemessener MFB-Satz), welche mit dem Kurbelwinkel synchronisiert sind, durch das Ausführen einer Verarbeitung zum Berechnen des MFB bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet werden. Die Messdaten des MFB werden in einer Verbrennungsphase und in einer vorbestimmten Kurbelwinkelphase vor und nach der Verbrennungsphase (hier erstreckt sich die Kurbelwinkelphase als ein Beispiel ausgehend von einer Schließzeit IVC des Einlassventils 20 hin zu einer Öffnungszeit EVO des Auslassventils 22) berechnet. d Q / d θ = 1 κ − 1 × ( V × d P d θ + P × κ × d V d θ )
    Figure DE102016113079B4_0001
     Q = ∑ d Q d θ
    Figure DE102016113079B4_0002
     M F B = Q ( θ ) − Q ( θ min ) Q ( θ max ) − Q ( θ min ) × 100
    Figure DE102016113079B4_0003
  • Wobei in der vorstehenden Gleichung (1) V ein Zylinderinnenvolumen darstellt und κ ein Verhältnis einer spezifischen Wärme des Zylinderinnengases darstellt. Ferner stellt θmin in der vorstehenden Gleichung (3) einen Verbrennungs-Startpunkt dar und θmax stellt einen Verbrennungs-Endpunkt dar.
  • Gemäß den Messdaten des MFB, welche durch das vorstehende Verfahren berechnet werden, kann ein Kurbelwinkel, bei welchem der MFB einen spezifizierten Anteil (%) erreicht (nachfolgend als „spezifizierter Anteils-Verbrennungspunkt“ bezeichnet und durch das Beifügen von KWa angegeben) erlangt werden. Insbesondere kann, wenn der spezifizierte Anteils-Verbrennungspunkt KWa erlangt wird, obwohl eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Wert des spezifizierten Anteils α erfolgreich in den Messdaten des MFB enthalten ist, in einem Fall, bei welchem der Wert nicht enthalten ist, der spezifizierte Anteils-Verbrennungspunkt KWa durch eine Interpolation basierend auf Messdaten berechnet werden, die sich auf beiden Seiten des spezifizierten Anteils α befinden. In der vorliegenden Beschreibung ist nachfolgend ein Wert von KWα, welcher unter Verwendung von Messdaten des MFB erlangt wird, als „gemessener KWα“ bezeichnet. Ein typischer spezifizierter Anteils-Verbrennungspunkt KWa ist nun mit Bezug auf 2 beschrieben. Eine Verbrennung in einem Zylinder startet einhergehend mit einer Zündverzögerung nachdem eine Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zu einem Zündzeitpunkt (SA) durchgeführt wird. Ein Startpunkt der Verbrennungspunkt (θmin in der vorstehend beschriebenen Gleichung (3)), das heißt, ein Kurbelwinkel, zu welchem der MFB damit beginnt zuzunehmen, ist als „KW0“ bezeichnet. Eine Kurbelwinkelphase (KWO bis KW10) ausgehend von KW0 bis hin zu einem Kurbelwinkel KW10, zu welchem der MFB 10 % erreicht, entspricht einer Initial-Verbrennungsphase, und eine Kurbelwinkelphase (KW10 bis KW90) ausgehend von KW10 bis zu einem Kurbelwinkel KW90, zu welchem der MFB 90 % erreicht, entspricht einer Hauptverbrennungsphase. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kurbelwinkel KW50, zu welchem der MFB 50 % erreicht, als ein Verbrennungsschwerpunkt verwendet. Ein Kurbelwinkel KW100, zu welchem der MFB 100 % erreicht, entspricht einem Verbrennungs-Endpunkt (θmax in der vorstehend beschriebenen Gleichung (3)), zu welchem der Wärmeabgabebetrag Q einen Maximalwert erreicht. Die Verbrennungsphase ist als eine Kurbelwinkelphase ausgehend von KW0 bis KW100 definiert.
  • (Maschinensteuerung unter Verwendung von KWα)
  • 3 ist ein Blockdiagramm zum Beschreiben eines Umrisses von zwei Typen einer Rückkopplungssteuerung unter Verwendung von KW10 und KW50, welche die ECU 40 ausführt. Die Maschinensteuerung, welche die ECU 40 durchführt, umfasst eine Steuerung unter Verwendung des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts KWα. Hier sind als Beispiele der Maschinensteuerung unter Verwendung eines spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts KWa zwei Typen einer Rückkopplungssteuerung beschrieben, welche KW10 bzw. KW50 verwenden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden diese Steuerungen während eines Magerverbrennungsbetriebs durchgeführt, der bei einem größeren (magereren) Luft-Kraftstoff-Verhältnis als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird.
  • Rückkopplungssteuerung des Kraftstoffeinspritzbetrags unter Verwendung von SA-KW10
  • Bei dieser Rückkopplungssteuerung wird KW10, welcher dem 10 %-Verbrennungspunkt entspricht, nicht als ein direkter Zielwert angenommen, sondern dieser wird stattdessen folgendermaßen verwendet. Das heißt, bei der vorliegenden Beschreibung ist eine Kurbelwinkelphase ausgehend von dem Zündzeitpunkt SA hin zu KW10 als „SA-KW10“ bezeichnet. Insbesondere ist SA-KW10, welche einer durch Subtrahieren des Zündzeitpunkts SA von dem gemessenen KW10 erhaltenen Differenz entspricht, als „gemessene SA-KW10“ bezeichnet. Zu beachten ist, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein finaler Ziel-Zündzeitpunkt (Befehlswert des Zündzeitpunkts in dem nächsten Zyklus) nach einer Anpassung durch die Rückkopplungssteuerung des Zündzeitpunkts unter Verwendung von KW50, wie später beschrieben, als der Zündzeitpunkt SA verwendet wird, welcher zum Berechnen der gemessenen SA-KW10 verwendet wird.
  • 4 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und SA-KW10 darstellt. Diese Beziehung ist für einen Bereich eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, welches sich auf einer mageren Seite relativ zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis befindet, und unter einer identischen Betriebsbedingung (insbesondere eine Maschinenbetriebsbedingung, bei welchen der Einlassluftbetrag und die Maschinendrehzahl identisch sind). Die SA-KW10 entspricht einem Parameter, welcher eine Zündverzögerung darstellt, und zwischen SA-KW10 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis besteht ein Zusammenhang. Insbesondere existiert in dem Bereich des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wie in 4 gezeigt ist, eine Beziehung, dass SA-KW10 zunimmt, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer wird. Daher kann eine Ziel-SA-KW10, welche einem gewünschten Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, durch Definieren der Beziehung im Vorhinein ermittelt werden. Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration angewendet, so dass während des Magerverbrennungsbetriebs eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, welche einen Kraftstoffeinspritzbetrag anpasst, so dass die gemessene SA-KW10 nahe an die Ziel-SA-KW10 gelangt (nachfolgend einfach als „SA-KW10-Rückkopplungssteuerung“ bezeichnet).
  • Wie in 3 gezeigt ist, wird bei der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung die Ziel-SA-KWIO gemäß der Maschinenbetriebsbedingung (insbesondere dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, der Maschinendrehzahl und dem Einlassluftbetrag) eingestellt. Die gemessene SA-KW10 wird für jeden Zyklus in den jeweiligen Zylindern berechnet. Ferner wird bei der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung als ein Beispiel eine PI-Steuerung verwendet, um den Kraftstoffeinspritzbetrag anzupassen, so dass eine Differenz zwischen der Ziel-SA-KW10 und der gemessenen SA-KW10 beseitigt wird. Bei der PI-Steuerung wird unter Verwendung einer Differenz zwischen der Ziel-SA-KW10 und der gemessenen SA-KW10 sowie einer vorbestimmten PI-Verstärkung (proportionale Verstärkung und integrale Verstärkung) ein Korrekturbetrag für den Kraftstoffeinspritzbetrag gemäß der Differenz und der Größe eines integrierten Werts hierfür berechnet. Ein Korrekturbetrag, welcher für jeden Zylinder berechnet wird, wird bei dem Basis-Kraftstoffeinspritzbetrag des Zylinders, der einem Zielobjekt der Anpassung entspricht, reflektiert. Auf diese Art und Weise wird der in dem nächsten Zyklus bei dem Zylinder zuzuführende Kraftstoffeinspritzbetrag durch die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung angepasst (korrigiert).
  • Gemäß der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung wird in einem Zylinder, in welchem eine gemessene SA-KW10 erhalten wird, die kleiner als die Ziel-SA-KW10 ist, eine Korrektur ausgeführt, welche den in dem nächsten Zyklus zu verwendenden Kraftstoffeinspritzbetrag verringert, um dadurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer zu machen und die gemessene SA-KW10 zu vergrößern bzw. zu verlängern. Umgekehrt wird in einem Zylinder, in welchem eine gemessene SA-KW10 erhalten wird, die größer als die Ziel-SA-KW10 ist, eine Korrektur ausgeführt, die den in dem nächsten Zyklus zu verwendenden Kraftstoffeinspritzbetrag erhöht, um dadurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter zu machen und die gemessene SA-KW10 zu verringern bzw. zu verkürzen.
  • Gemäß der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung kann unter Verwendung der SA-KW10, welche einem Parameter mit einem starken Zusammenhang mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines Magerverbrennungsbetriebs auf einen Zielwert (Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) gesteuert werden. Folglich kann durch Einstellen der Ziel-SA-KW10 auf einen Wert gemäß einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Umgebung einer Magerverbrennungsgrenze das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in die Umgebung der Magergrenze gesteuert werden. Dadurch kann eine niedrige Kraftstoffwirtschaftlichkeit und niedrige NOx-Emissionen realisiert werden.
  • Rückkopplungssteuerung des Zündzeitpunkts unter Verwendung von KW50
  • Der optimale Zündzeitpunkt (sogenannter „MBT (minimales Vorrücken für das beste Drehmoment)-Zündzeitpunkt“) verändert sich gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Falls sich daher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis infolge der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung verändert, wird sich ebenso der MBT-Zündzeitpunkt verändern. Andererseits verändert sich KW50, zu welchem der MBT-Zündzeitpunkt erhalten wird, nicht wesentlich mit Bezug auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Bereich des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Daher kann festgestellt werden, dass durch Anwenden von KW50, zu welchem der MBT-Zündzeitpunkt als ein Ziel-KW50 erhalten wird, und durch Korrigieren des Zündzeitpunkts, so dass eine Differenz zwischen dem gemessenen KW50 und dem Ziel-KW50 beseitigt wird, der Zündzeitpunkt zu einer Zeit eines Magerverbrennungsbetriebs auf den MBT-Zündzeitpunkt angepasst werden kann, ohne durch eine Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses beeinflusst zu werden, wie vorstehend beschrieben ist. Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration angewendet, welche während des Magerverbrennungsbetriebs zusammen mit der SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung ebenso eine Rückkopplungssteuerung ausführt, welche den Zündzeitpunkt anpasst, so dass der gemessene KW50 nahe an den Ziel-KW50 gelangt (nachfolgend einfach als „KW50-Rückkopplungssteuerung“ bezeichnet).
  • Wie in 3 gezeigt, ist der Ziel-KW50 bei der KW50-Rückkopplungssteuerung zum Veranlassen, dass der Zündzeitpunkt dem MBT-Zündzeitpunkt entspricht, auf einen Wert gemäß der Maschinenbetriebsbedingung (insbesondere dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, der Maschinendrehzahl und dem Einlassluftbetrag) eingestellt. Zu beachten ist, dass der hierin verwendete Ausdruck „KW50-Rückkopplungssteuerung“ nicht notwendigerweise auf eine Steuerung beschränkt ist, welche steuert, um den MBT-Zündzeitpunkt zu erhalten. Das heißt, die KW50-Rückkopplungssteuerung kann ebenso verwendet werden, wenn ein anderer Zündzeitpunkt als der MBT-Zündzeitpunkt als ein Zielwert angewendet wird, wie zu einer Zeit einer verzögerten Verbrennung. Bei diesem Beispiel ist es beispielsweise zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Maschinenbetriebsbedingung ausreichend, den Ziel-KW50 einzustellen, so dass sich dieser gemäß einer Ziel-Zündeffizienz (das heißt, einem Indexwert, welcher den Divergenzgrad des Zielwerts von dem MBT-Zündzeitpunkt angibt) verändert.
  • Der gemessene KW50 wird für jeden Zyklus in den jeweiligen Zylindern berechnet. Ferner wird bei der KW50-Rückkopplungssteuerung als ein Beispiel eine PI-Steuerung verwendet, um den Zündzeitpunkt relativ zu dem Basis-Zündzeitpunkt zu korrigieren, so dass eine Differenz zwischen dem Ziel-KW50 und dem gemessenen KW50 beseitigt wird. Der Basis-Zündzeitpunkt wird im Vorhinein als ein Wert gemäß der Maschinenbetriebsbedingung (hauptsächlich dem Einlassluftbetrag und der Maschinendrehzahl) in der ECU 40 gespeichert. Bei der PI-Steuerung wird unter Verwendung einer Differenz zwischen dem Ziel-KW50 und dem gemessenen KW50 sowie einer vorbestimmten PI-Verstärkung (proportionale Verstärkung und integrale Verstärkung) ein Korrekturbetrag des Zündzeitpunkts berechnet, welcher der Differenz sowie der Größe eines integrierten Werts der Differenz entspricht. Ein Korrekturbetrag, welcher für jeden Zylinder berechnet wird, wird bei dem Basis-Zündzeitpunkt für den Zylinder reflektiert, der das Anpassungsziel darstellt. Dadurch wird der in dem nächsten Zyklus bei dem Zylinder zu verwendende Zündzeitpunkt (Ziel-Zündzeitpunkt) durch die KW50-Rückkopplungssteuerung angepasst (korrigiert).
  • Zu beachten ist, dass die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung für jeden Zylinder in der vorstehend beschriebenen Form ausgeführt werden.
  • [Rauscherfassungstechnologie und Gegenmaßnahme zu einer Zeit einer Rauscherfassung bei der ersten Ausführungsform]
  • (Einfluss von Rauschens auf Messdaten des MFB)
  • 5 ist ein P-θ-Diagramm zum Beschreiben von Unterschieden des Rausch-Einflussgrads mit Bezug auf jeweilige Positionen einer Zylinderinnendruck-Wellenform während eines einzelnen Verbrennungszyklus. Rauschen kann aufgrund einer Vielzahl von Faktoren manchmal bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagert sein. In der Verbrennungsphase (KWO bis KW100) nimmt der Einfluss von Rauschen mit Bezug auf eine gemessene Wellenform des Zylinderinnendrucks während eines einzelnen Verbrennungszyklus im Vergleich zu Kurbelwinkelphasen vor und nach der Verbrennungsphase jedoch ab, wie in 5 gezeigt ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass in der Verbrennungsphase und in der Umgebung davon der Ausgangswert des Zylinderinnendrucksensors 30 relativ groß ist und folglich das S/N-Verhältnis, welches einem Verhältnis zwischen dem Signalbetrag (Signal) und dem Rauschbetrag (Rauschen) entspricht, zunimmt. Darüber hinaus werden Messdaten des MFB, welche basierend auf dem Ausgang des Zylinderinnendrucksensors 30 berechnet werden, durch den Einfluss von Rauschen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagert ist, in der folgenden Art und Weise beeinflusst.
  • Insbesondere falls ein Rauschen bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagert ist, tritt der Einfluss des Rausches bei Messdaten des basierend auf dem Zylinderinnendruck berechneten Wärmeabgabebetrags und ferner bei Messdaten des MFB auf. Da MFB-Daten in einer Verbrennungsphase auf Hochdruck-Zylinderinnendruckdaten basieren, hinsichtlich welchen das Ausmaß des Rauscheinflusses gering ist, kann festgestellt werden, dass die MFB-Daten in einer Verbrennungsphase im Vergleich zu Messdaten für den MFB in Kurbelwinkelphasen vor und nach einer Verbrennungsphase gegenüber dem Einfluss von Rauschen weniger anfällig sind. Darüber hinaus kann mit Bezug auf den Rauscheinfluss hinsichtlich eines Messwerts des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts KWα, welcher basierend auf Messdaten des MFB berechnet wird, das Nachstehende festgestellt werden. Das heißt, eine Wellenform von MFB-Daten weist eine solche Charakteristik auf, dass die Wellenform in der Hauptverbrennungsphase (von KW10 bis KW90) geradlinig ansteigt. Daher kann festgestellt werden, dass es grundsätzlich schwierig ist, dass ein Fehler aufgrund eines Rauschens bei dem spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkt KWa innerhalb der Hauptverbrennungsphase auftritt. Aufgrund der Beeinflussung durch den Einfluss von Rauschen, welches in den Kurbelwinkelphasen vor und nach der Verbrennungsphase überlagert ist, tritt ein durch das Rauschen hervorgerufener Fehler jedoch geneigt bei dem Verbrennungs-Startpunkt KW0 und dem Verbrennungs-Endpunkt KW100 auf, welche Positionen entsprechen, bei welchen sich die Wellenform der MFB-Daten krümmt, sowie bei Verbrennungspunkten in der Umgebung des Verbrennungs-Startpunkts KW0 und des Verbrennungs-Endpunkts KW100 (von etwa KW0 bis KW10 und von etwa KW90 bis KW100), im Vergleich zu anderen Verbrennungspunkten, wie der Verbrennungsmitte (KW50) auf der mittleren Seite der Verbrennungsphase.
  • 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben von Rauscharten, welche bei einer Wellenform von MFB-Daten überlagert sein können, und von Problemen, welche durch die Überlagerung des Rauschens hervorgerufen werden. Eine in 6 gezeigte Rauschwellenform 1 stellt schematisch eine Wellenform von MFB-Daten dar, welche auf Zylinderinnendruckdaten basieren, bei welchen bei einer Kurbelwinkelzeit nach dem Zündzeitpunkt SA in einer Kurbelwinkelphase vor der Verbrennungsphase ein hohes Rauschen mit einer Spitzengestalt überlagert ist. Falls angenommen ist, dass eine Wellenform von Messdaten des MFB, welche während der Ausführung der vorstehend beschriebenen SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung erlangt werden, der Rauschwellenform 1 entspricht, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Kurbelwinkel in der Umgebung der Daten, bei welchen das spitz gestaltete Rauschen überlagert ist, fehlerhaft als KW10 berechnet wird.
  • Eine in 6 gezeigte Rauschwellenform 2 stellt schematisch eine Wellenform von Wärmeabgabebetragdaten dar, welche auf Zylinderinnendruckdaten basieren, bei welchen in einer Kurbelwinkelphase nach einer Verbrennungsphase ein hohes Rauschen mit einer Spitzengestalt überlagert ist. Das nachfolgende Problem tritt auf, wenn MFB-Daten unter Verwendung von Wärmeabgabebetragdaten berechnet werden, bei welchen ein Rauschen auf diese Art und Weise überlagert ist. Das heißt, es besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Wert der Wärmeabgabebetragdaten bei der Kurbelwinkelzeit, zu welcher das Rauschen überlagert ist, fehlerhaft als ein maximaler Wärmeabgabebetrag Qmax erkannt wird. Dies bedeutet, dass die Wärmeabgabebetragdaten, bei welchen MFB 100 % erreicht, fehlerhaft ermittelt werden. Folglich tritt bei der Berechnung von KW100 ein Fehler auf. Daher neigt ein durch Rauschen hervorgerufener Fehler dazu, aufgrund des Aufnehmens des Einflusses von Rauschen, welches bei einer Kurbelwinkelphase nach der Verbrennungsphase überlagert ist, bei KW100 sowie bei Verbrennungspunkten in der Umgebung davon aufzutreten. Wenn der maximale Wärmeabgabebetrag Qmax, der als eine Basis zum Berechnen des MFB dient, fehlerhaft bestimmt wird, bewirkt dies, dass bei den Werten von anderen Verbrennungspunkten ebenso ein Fehler auftritt, obwohl der Einfluss von Rauschen, welches in der bei der Rauschwellenform 2 gezeigten Form überlagert ist, abnimmt, während die Position des Verbrennungspunkts von KW100 auf der Seite von KW0 getrennt bzw. weiter entfernt ist. Insbesondere tritt, wie ebenso bei der Rauschwellenform 2 in 6 gezeigt ist, ein Fehler ebenso bei Verbrennungspunkten in der Umgebung der Mitte der Verbrennungsphase, wie KW50, auf, welche Verbrennungspunkten entsprechen, die durch den Rauscheinfluss ursprünglich schwer direkt beeinflusst werden.
  • Eine in 6 gezeigte Rauschwellenform 3 stellt eine Wellenform von MFB-Daten schematisch dar, welche auf Zylinderinnendruckdaten basieren, bei welcher hinsichtlich einer gesamten Verbrennungsphase und Kurbelwinkelphasen vor und nach der Verbrennungsphase das gleiche Rauschniveau einheitlich überlagert ist. Auch wenn ein Rauschen über die gesamte Verbrennungsphase und die Kurbelwinkelphasen vor und nach der Verbrennungsphase auf diese Art und Weise überlagert ist, kann festgestellt werden, dass, solange das Niveau des überlagerten Rauschens klein ist, auch wenn die MFB-Daten, bei welchen das Rauschen überlagert ist, zur Steuerung verwendet werden, die Steuerung dadurch nicht beeinflusst wird. In einem Fall, bei welchem jedoch ein Rauschen mit einem vergleichsweise hohen Niveau über einen weiten Bereich überlagert ist, wie bei der Rauschwellenform 3, tritt das nachfolgende Problem auf. Das heißt, da ein Ausgangswert des Zylinderinnendrucksensors einem relativen Druck entspricht, wird, wenn eine Verbrennungsanalyse, wie ein Berechnen von MFB-Daten basierend auf Zylinderinnendruckdaten durchgeführt wird, vor der Verbrennungsanalyse im Allgemeinen eine Korrektur (Absolut-Druck-Korrektur) durchgeführt, welche den Ausgangswert des Zylinderinnendrucks in einen absoluten Druck umwandelt. Da die Verarbeitung für die Absolut-Druck-Korrektur bekannt ist, ist hierin auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet. Bei der Absolut-Druck-Korrektur werden Zylinderinnendruckdaten bei zwei vorbestimmten Kurbelwinkeln während der Kurbelwinkelphase vor der Verbrennungsphase verwendet. Wenn ein Rauschen in der Art und Weise überlagert ist, wie bei der Rauschwellenform 3 gezeigt, wird bei den Zylinderinnendruckdaten für die vorgenannten zwei Punkte, welche für die Absolut-Druck-Korrektur verwendet werden, ein Fehler erzeugt und somit tritt bei dem Absolut-Druck-Korrekturbetrag ebenso ein Fehler auf. Ein solcher Fehler bei dem Absolut-Druck-Korrekturbetrag erzeugt bei den Wärmeabgabebetragdaten beispielsweise einen Fehler in einer solchen Art und Weise, dass eine Zeit, zu welcher der Wärmeabgabebetrag Q ansteigt, früher liegt als die wahre Zeit. Folglich weicht ein Wert bei einem Verbrennungspunkt in einem Anfangsstadium der Verbrennung, wie KW10, relativ zu dem wahren Wert ab, wie in der Rauschwellenform in 6 ebenso gezeigt ist. Ferner kann ein Fehler in einem Absolut-Druck-Korrekturbetrag ebenso einen Verbrennungspunkt in der Umgebung des Verbrennungs-Endpunkts KW100, wie KW90, beeinflussen, und nicht nur einen Verbrennungspunkt in einem Anfangsstadium der Verbrennung, wie KW10.
  • (Rauscherfassungstechnologien)
  • Wie unter Bezugnahme auf 6 beispielhaft dargestellt, ist die Art des Rauschens, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagert sein kann, nicht immer gleich. Wenn verschiedene Verwendungsumgebungen der Verbrennungskraftmaschine 10 angenommen werden, ist es ferner schwierig im Vorhinein festzustellen, wann und in welcher Form Rauschen bei einem Ausgangssignal überlagert sein wird, welches einen Einfluss auf die Maschinensteuerung besitzt. Im Falle des Durchführens der vorstehend beschriebenen SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung basierend auf dem Ausgang des Zylinderinnendrucksensors 30 ist es jedoch geeignet, dass es möglich ist geeignet zu erfassen, dass ein Rauschen bei Messdaten des MFB überlagert ist, und dass eine geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen wird, wenn ein Rauschen erfasst wird.
  • 7 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Rauscherfassungstechnologie gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine in 7 gezeigte Referenz-Verbrennungswellenform stellt schematisch eine Wellenform von Referenzdaten des MFB dar (das heißt, der idealen MFB-Daten), welche auf der Maschinenbetriebsbedingung basieren. Eine gemessene Verbrennungswellenform 1 und eine gemessene Verbrennungswellenform 2, welche in 7 gezeigt sind, zeigen jeweils schematisch eine Wellenform von Messdaten des MFB. Insbesondere zeigt die gemessene Verbrennungswellenform 1 ein Beispiel, wenn kein Rauschen überlagert ist, während die gemessene Verbrennungswellenform 2 ein Beispiel zeigt, wenn während einer Kurbelwinkelphase vor der Verbrennungsphase (KWO bis KW100) ein spitzenförmiges Rauschen überlagert ist.
  • Falls Messdaten des MFB durch den Einfluss von Rauschen beeinflusst werden, unterscheiden sich die Messdaten von den Referenzdaten des MFB bei der gleichen Betriebsbedingung, welche durch den Einfluss von dieser Art von Rauschen nicht beeinflusst werden. Um zu erfassen, dass Messdaten des MFB durch den Einfluss von Rauschen beeinflusst werden, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Größenordnung eines „ersten Korrelations-Indexwerts IR1'‟ bewertet, welcher den Korrelationsgrad zwischen Referenzdaten und Messdaten des MFB angibt. Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kreuzkorrelationsfunktion als ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen des ersten Korrelations-Indexwerts IR1 verwendet. Die Berechnung eines Kreuzkorrelationskoeffizienten R, welcher eine Kreuzkorrelationsfunktion verwendet, wird unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (4) durchgeführt. R = ∑ f a ∼ b ( θ ) g a ∼ b ( τ θ − θ )
    Figure DE102016113079B4_0004
  • Wobei in der vorstehenden Gleichung (4) θ einen Kurbelwinkel darstellt. Ferner entspricht τθ einer Variablen, welche eine relative Abweichung in einer Richtung einer Kurbelwinkelachse mit Bezug auf zwei Wellenformen darstellt, die Zielobjekten für eine Evaluation des Korrelationsgrads entsprechen (bei der vorliegenden Ausführungsform die jeweiligen Wellenformen für Referenzdaten und Messdaten des MFB). Eine Funktion fa~b(θ) entspricht Referenzdaten des MFB, welche einem Satz von diskreten Werten entsprechen, die für jeden vorbestimmten Kurbelwinkel vorliegen. Die Funktion ga~b(τθ-θ) entspricht Messdaten des MFB, welche gleichermaßen einem Satz von diskreten Werten entsprechen. Insbesondere gibt (a~b) eine Phase auf der Kurbelwinkelachse an, in welcher diese Funktionen fa~b(θ) und ga~b(τθ-θ) entsprechend definiert sind. Die Phase (a~b) entspricht einer Kurbelwinkelphase (nachfolgend als „Berechnungsphase T“ bezeichnet), in welcher Referenzdaten und Messdaten vorliegen, die Zielobjekten zum Berechnen des Kreuzkorrelationskoeffizienten R (mit anderen Worten, Zielobjekten für eine Evaluation des Korrelationsgrads) bei den Referenzdaten und den Messdaten des MFB entsprechen. Als ein Beispiel wird eine Phase ausgehend von einem Zündzeitpunkt (SA) hin zu einer Öffnungszeit des Auslassventils 22 (EVO) als die Berechnungsphase T verwendet. Es kann jedoch die Gesamtheit oder ein Teil einer Kurbelwinkelphase ausgehend von einer Schließzeit des Einlassventils 20 (IVO) hin zu einer Öffnungszeit des Auslassventils 22 (EVO) als die Berechnungsphase T verwendet werden. Zu beachten ist, dass bei einem Beispiel, bei welchem Messwerte der spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkte KWa (bei der vorliegenden Ausführungsform KW10 und KW50), welche bei der Maschinensteuerung verwendet werden, in den Messdaten des MFB nicht umfasst sind, die basierend auf Messdaten des Zylinderinnendrucks berechnet werden, eine Konfiguration angewendet werden kann, bei welcher ein solcher Messwert durch eine Interpretation basierend auf benachbarten Messdaten erlangt wird, und ein Wert auf der Seite der Referenzdaten, welcher als ein Gegenstück bei einem Paar mit dem Messwert dient, erlangt wird und das Wertepaar bei den Zielobjekten zum Evaluieren des Korrelationsgrads mit aufgenommen wird.
  • Die Ausführung eines Überlagerungsvorgangs unter Verwendung von Gleichung (4) wird durch einen Betrieb begleitet, welcher durch Variieren der Variablen τθ innerhalb eines vorbestimmten Bereichs den Kreuzkorrelationskoeffizienten R fortlaufend berechnet, während hervorgerufen wird, dass sich die gesamte Wellenform der Messdaten des MFB innerhalb der Berechnungsphase T in der Kurbelwinkelrichtung (horizontale Achsenrichtung der in 7 gezeigten Verbrennungswellenform) nach und nach bewegt, während die Wellenform der Referenzdaten festgehalten wird. Ein maximaler Wert Rmax des Kreuzkorrelationskoeffizienten R im Laufe dieses Vorgangs entspricht dem Kreuzkorrelationskoeffizienten R, wenn zwei Wellenformen insgesamt am nächsten aneinander liegen, und dieser kann ausgedrückt werden, wie in der nachfolgenden Gleichung (5) gezeigt ist. Der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete erste Korrelations-Indexwert IR1 entspricht nicht dem maximalen Wert Rmax selbst, sondern eher einem Wert, welcher durch das Durchführen einer vorbestimmten Normalisierungsverarbeitung bei dem Kreuzkorrelationskoeffizienten R erhalten wird. Der Ausdruck „Normalisierungsverarbeitung“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Verarbeitung, welche derart definiert ist, dass der Maximalwert Rmax einen Wert von 1 zeigt, wenn die beiden Wellenformen (die jeweiligen Wellenformen von Referenzdaten und von Messdaten) vollständig übereinstimmen, und da diese Verarbeitung selbst bekannt ist, ist hier auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet. R max = max ( R ) = max ( ∑ f a ∼ b ( θ ) g a ∼ b ( τ θ − θ ) )
    Figure DE102016113079B4_0005
  • Der durch den vorstehend erwähnten Berechnungsvorgang berechnete erste Korrelations-Indexwert IR1 wird bei einem Beispiel gleich 1 (maximal), bei welchem die beiden Wellenformen vollständig übereinstimmen, und dieser nähert sich zunehmend an null an, während der Korrelationsgrad zwischen den beiden Wellenformen abnimmt. Zu beachten ist, dass bei einem Beispiel, bei welchem der erste Korrelations-Indexwert IR1 einen negativen Wert zeigt, eine negative Korrelation zwischen den beiden Wellenformen besteht, und der erste Korrelations-Indexwert IR1 bei einem Beispiel, bei welchem die beiden Wellenformen zueinander vollständig umgekehrt sind, einen Wert von -1 zeigt bzw. aufweist. Entsprechend kann der Korrelationsgrad zwischen Referenzdaten und Messdaten des MFB basierend auf dem ersten Korrelations-Indexwert IR1 festgestellt werden, welcher wie vorstehend beschrieben erhalten wird.
  • Bei dem in 7 dargestellten Beispiel wird der erste Korrelations-Indexwert IR1 bei einem Beispiel der gemessenen Verbrennungswellenform 1, bei welcher kein Rauschen überlagert ist, zu einem großen Wert (ein Wert nahe 1). Andererseits wird der erste Korrelations-Indexwert IR1 bei einem Beispiel der gemessenen Verbrennungswellenform 2, bei welcher bei einer einzelnen Position ein spitzenförmiges Rauschen überlagert ist, zu einem kleinen Wert relativ zu dem Wert bei dem Beispiel der gemessenen Verbrennungswellenform 1. Eine Situation, bei welcher der erste Korrelations-Indexwert IR1 aufgrund der Überlagerung eines Rauschens zu einem kleinen Wert wird, ist nicht auf ein Beispiel beschränkt, bei welchem ein spitzenförmiges Rauschen bei einer einzelnen Position überlagert ist, und gilt gleichermaßen, wenn ein fortwährendes Rauschen bei der Gesamtheit einer Verbrennungswellenform überlagert ist, wie bei der in 6 gezeigten Rauschwellenform 3. Ferner nimmt der erste Korrelations-Indexwert IR1 ab, während das Niveau des überlagerten Rauschens zunimmt. Daher kann durch Einstellen eines Ermittlungswerts IRth (positiver Wert) im Vorhinein basierend auf der Größenordnung des ersten Korrelations-Indexwerts IR1 eine Beurteilung dahingehend erfolgen, ob bei Messdaten des MFB ein Rauschen überlagert ist, welches ein bestimmtes Niveau überschreitet.
  • Zu beachten ist, dass, obwohl gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration angewendet wird, bei welcher, wie vorstehend beschrieben ist, der Maximalwert eines durch Normalisieren des Kreuzkorrelationskoeffizienten R erhaltenen Werts als der erste Korrelations-Indexwert IR1 verwendet wird, ein „Korrelations-Indexwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung ebenso dem Maximalwert Rmax des Kreuzkorrelationskoeffizienten R selbst entsprechen kann, welcher nicht von einer vorbestimmten Normalisierungsverarbeitung begleitet wird. Dies gilt ebenso mit Blick auf einen später beschriebenen zweiten Korrelations-Indexwert IR2. Der Korrelations-Indexwert (das heißt, der Maximalwert Rmax) bei einem Beispiel, welches nicht durch eine Normalisierungsverarbeitung begleitet wird, nimmt jedoch nicht auf einfache Art und Weise zu, während der Korrelationsgrad zunimmt, sondern zwischen der Größe des Maximalwerts Rmax und Zunahmen/Abnahmen des Korrelationsgrads liegt eher die nachstehend beschriebene Beziehung vor. Das heißt, der Korrelationsgrad nimmt zu, während der Maximalwert Rmax zunimmt, und der Korrelationsgrad wird am höchsten (das heißt, die beiden Wellenformen Stimmen vollständig überein), wenn der Maximalwert Rmax gleich einem bestimmten Wert X ist. Ferner nimmt der Korrelationsgrad mit einer Zunahme des Maximalwerts Rmax ab, wenn der Maximalwert Rmax auf einen Wert ansteigt, welcher größer als der Wert X ist. Entsprechend kann bei dem Beispiel der Verwendung des Maximalwerts Rmax so wie dieser ist als der „Korrelations-Indexwert“ ohne eine Normalisierungsverarbeitung eine Ermittlung dahingehend, ob der „Korrelations-Indexwert“ kleiner als ein „Ermittlungswert“ ist, durch die nachfolgende Verarbeitung durchgeführt werden. Das heißt, wenn der Maximalwert Rmax von einem vorbestimmten Bereich abweicht, welcher um den Wert X zentriert ist, kann ermittelt werden, dass „der Korrelations-Indexwert kleiner als der Ermittlungswert ist“, und umgekehrt kann ermittelt werden, dass „der Korrelations-Indexwert größer oder gleich dem Ermittlungswert ist“, wenn der Maximalwert Rmax in den vorgenannten vorbestimmten Bereich fällt.
  • (Unterscheidung der Form der Rauschüberlagerung)
  • Ein Rauschen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagert ist, tritt temporär auf oder dieses tritt stetig bzw. durchgehend auf. Ein temporär auftretendes Rauschen entspricht im Wesentlichen einem Rauschen, welches in einem Verbrennungszyklus bei einem Ausgangssignal zufällig bzw. gelegentlich überlagert ist, und welches in einigen Fällen kontinuierlich über eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen zufällig überlagert ist. Einer der Gründe für das Auftreten dieser Art von Rauschen stellt die Verwendung einer drahtlosen Ausrüstung, wie eines Mobiltelefons, in dem Raum des Fahrzeugs dar, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine 10 montiert ist. Zusätzlich wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Rauschen, welches bei einem Ausgangssignal lediglich in einem Verbrennungszyklus überlagert ist, ohne kontinuierlich über eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen überlagert zu sein, als ein „temporär auftretendes Rauschen“ betrachtet.
  • Andererseits wird ein Rauschen, welches hauptsächlich aufgrund einer Fehlfunktion einer elektrischen Schaltung (in den Abbildungen nicht gezeigt) des Zylinderinnendrucksensors 30 über eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen durchgehend auftritt, als „stetig bzw. durchgehend auftretendes Rauschen“ betrachtet. Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform wie später beschrieben beurteilt wird, dass ein Rauschen in zwei Verbrennungszyklen aufgetreten ist, das heißt, dem aktuellen Verbrennungszyklus und dem vorausgehenden Verbrennungszyklus bei dem gleichen Zylinder, wird das Rauschen, das einem Zielobjekt der Beurteilung entspricht, als ein durchgehend auftretendes Rauschen betrachtet.
  • Wie bereits beschrieben ist, kann eine Überlagerung von Rauschen bei Messdaten durch Evaluieren bzw. Bewerten der Größenordnung des ersten Korrelations-Indexwerts IR1, um die Messdaten und Referenzdaten des MFB zu vergleichen, erfasst werden. Es ist jedoch schwierig, durch Vergleichen der Messdaten des MFB in dem aktuellen Verbrennungszyklus (in der nachfolgenden Erläuterung der Einfachheit halber als „aktuelle Daten“ bezeichnet) und von Referenzdaten des MFB zu ermitteln, ob das Rauschen, welches erfasst wurde, einem temporär auftretenden Rauschen oder einem stetig bzw. durchgehend auftretenden Rauschen entspricht.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der zweite Korrelations-Indexwert IR2 sowie der erste Korrelations-Indexwert IR1 verwendet, um ein temporär auftretendes Rauschen von einem durchgehend auftretenden Rauschen zu unterscheiden. Der zweite Korrelations-Indexwert IR2 gibt den Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten des MFB und Messdaten des MFB unmittelbar vor diesen an (in der nachfolgenden Erläuterung der Einfachheit halber als „unmittelbar vorausgehende Vergangenheitsdaten“ bezeichnet). Die „unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten“, wie hier erwähnt, entsprechen Messdaten des MFB, welche bei dem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus erhalten werden (das heißt, dem vorhergehenden Verbrennungszyklus), der einem Zyklus vor dem Verbrennungszyklus entspricht, in welchem die aktuellen Daten erhalten werden. Zu beachten ist, dass die Berechnung des zweiten Korrelations-Indexwerts IR2 unter Verwendung des gleichen vorgenannten Verfahrens durchgeführt werden kann, wie dieses zum Berechnen des ersten Korrelations-Indexwerts IR1. Zusätzlich wird hinsichtlich der Berechnung des zweiten Korrelations-Indexwerts IR2, da die aktuellen Daten und die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten des MFB das Zielobjekt der Bewertung darstellen, der Korrelationsgrad zwischen den beiden Typen von Messdaten des MFB bewertet. Daher kann die in dieser Form verwendete Kreuzkorrelationsfunktion geeigneter als eine Auto-Korrelationsfunktion bezeichnet werden.
  • 8 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung des ersten Korrelations-Indexwerts IR1 und des zweiten Korrelations-Indexwerts IR2 mit Bezug auf die Form der Rauschüberlagerung darstellt. Ein in 8 gezeigtes Beispiel 1 entspricht einem Beispiel, bei welchem sowohl der erste Korrelations-Indexwert IR1 als auch der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich einem Ermittlungswert IRth sind (das heißt, ein Beispiel, bei welchem der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und Referenzdaten des MFB hoch ist und der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten ebenso hoch ist). Bei dem Beispiel 1 kann festgestellt werden, dass bei den aktuellen Daten (das heißt, den Messdaten in dem aktuellen Verbrennungszyklus) kein Rauschen überlagert ist, da der erste Korrelations-Indexwert IR1 groß ist. Zusätzlich kann bei dem Beispiel 1 festgestellt werden, dass ebenso bei den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten, welche eine hohe Korrelation mit den aktuellen Daten aufweisen, kein Rauschen überlagert ist.
  • Ein Beispiel 2 entspricht einem Beispiel, bei welchem der zweite Korrelations-Indexwert IR2 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist, obwohl der erste Korrelations-Indexwert IR1 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist (das heißt, einem Beispiel, bei welchem der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten gering ist, obwohl der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den Referenzdaten hoch ist). Bei dem Beispiel 2 kann festgestellt werden, dass bei den aktuellen Daten kein Rauschen überlagert ist, da der erste Korrelations-Indexwert IR1 groß ist. Andererseits kann festgestellt werden, dass bei den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten, welche eine geringe Korrelation mit den aktuellen Daten aufweisen, ein Rauschen überlagert ist, da der zweite Korrelations-Indexwert IR2 klein ist.
  • Ein Beispiel 3 entspricht einem Beispiel, bei welchem der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist, obwohl der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist (das heißt, einem Beispiel, bei welchem der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten hoch ist, obwohl der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den Referenzdaten gering ist). Bei dem Beispiel 3 kann festgestellt werden, dass bei den aktuellen Daten ein Rauschen überlagert ist, da der erste Korrelations-Indexwert IR1 klein ist. Zusätzlich kann bei dem Beispiel 3 festgestellt werden, dass ebenso bei den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten, welche eine hohe Korrelation mit den aktuellen Daten aufweisen, ein Rauschen überlagert ist, da der zweite Korrelations-Indexwert IR2 groß ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird beurteilt, dass bei dem Beispiel 3 ein Rauschen dauerhaft auftritt.
  • Ein Beispiel 4 entspricht einem Beispiel, bei welchem sowohl der erste Korrelations-Indexwert IR1 als auch der zweite Korrelations-Indexwert IR2 kleiner als der Ermittlungswert IRth sind (das heißt, einem Beispiel, bei welchem der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den Referenzdaten gering ist und der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten ebenso gering ist). Bei dem Beispiel 4 kann festgestellt werden, dass bei den aktuellen Daten ein Rauschen überlagert ist, da der erste Korrelations-Indexwert IR1 klein ist. Zusätzlich kann bei dem Beispiel 4 festgestellt werden, dass bei den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten, welche eine geringe Korrelation mit den aktuellen Daten aufweisen, kein Rauschen überlagert ist, da der zweite Korrelations-Indexwert IR2 klein ist. Es kann daher beurteilt werden, dass bei dem Beispiel 4 Rauschen in dem aktuellen Verbrennungszyklus zufällig aufgetreten ist, das heißt, dass das Rauschen temporär aufgetreten ist.
  • (Gegenmaßnahme gegen ein erfasstes Rauschen)
  • Falls die SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung ohne Veränderung ungeachtet einer Tatsache fortgesetzt werden, dass die Rückkopplungssteuerungen durchgeführt werden, wenn bei Messdaten des MFB ein Rauschen überlagert ist, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass hochgenaue Rückkopplungssteuerungen nicht durchgeführt werden können. Zusätzlich umfasst ein bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors 30 überlagertes Rauschen, wie vorstehend beschrieben ist, ein temporär auftretendes Rauschen und ein dauerhaft auftretendes Rauschen. Daher ist es vorzuziehen, dass eine Gegenmaßnahme gegen ein erfasstes Rauschen (das heißt, eine „Gegenmaßnahme gegen eine Rauschen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors überlagert ist“, gemäß der vorliegenden Offenbarung) gemäß der Form des überlagerten Rauschens geeignet ist.
  • Entsprechend wird bei der vorliegenden Ausführungsform ermittelt, dass bei den Messdaten des MFB ein Rauschen temporär überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 ebenso kleiner als der Ermittlungswert IRth ist (das heißt, bei dem Beispiel 4). Ferner wird auf diese Ermittlung hin folgend eine Reflektion bzw. eine Betrachtung des jeweils gemessenen KW10 und des gemessenen KW50 in dem Verbrennungszyklus, in welchem der erste Korrelations-Indexwert IR1 berechnet wird, der für diese Ermittlung verwendet wird, bei der SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung verhindert.
  • Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform ermittelt, dass bei den Messdaten des MFB ein Rauschen dauerhaft überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist (das heißt, bei dem Beispiel 3). Zusätzlich werden in Folge dieser Ermittlung die Ziel-SA-KWIO und der Ziel-KW50 als eine längerfristige Gegenmaßnahme als die vorgenannte Gegenmaßnahme zu einer Zeit des Auftretens eines temporären Rauschens verändert (mit anderen Worten, eine Gegenmaßnahme für eine größere Anzahl von Verbrennungszyklen). Insbesondere wird die Ziel-SA-KW10 verändert, so dass eine Differenz zwischen der gemessenen SA-KW10 und der Ziel-SA-KW10 kleiner wird, und der Ziel-KW50 wird gleichermaßen verändert, so dass eine Differenz zwischen dem gemessenen KW50 und dem Ziel-KW50 kleiner wird.
  • Zu beachten ist, dass bei dem Beispiel 2 festgestellt werden kann, dass eine Gegenmaßnahme gemäß der Form eines überlagerten Rauschens basierend auf einer Ermittlung, dass ein Rauschen aufgetreten ist, zu einer Zeit einer Rauscherfassung für den vorhergehenden Verbrennungszyklus, bereits ergriffen wurde.
  • (Spezifische Verarbeitung bei der ersten Ausführungsform)
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU 40 bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Zu beachten ist, dass die vorliegende Routine zu einer Zeit gestartet wird, zu welcher die Öffnungszeit des Auslassventils 22 in jedem Zylinder verstrichen ist, und dass diese für jeden Verbrennungszyklus wiederholend ausgeführt wird.
  • Bei der in 9 gezeigten Routine erlangt die ECU 40 bei Schritt 100 zunächst die aktuelle Maschinenbetriebsbedingung. Der hierin verwendete Ausdruck „Maschinenbetriebsbedingung“ bezieht sich hauptsächlich auf die Maschinendrehzahl, den Einlassluftbetrag, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und den Zündzeitpunkt. Die Maschinendrehzahl wird unter Verwendung des Kurbelwinkelsensors 42 berechnet. Der Einlassluftbetrag wird unter Verwendung des Luftströmungsmessers 44 berechnet. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dieses kann aus einem Kennfeld berechnet werden, welches das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem Maschinendrehmoment und der Maschinendrehzahl definiert. Das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht entweder einem bestimmten mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches zu einer Zeit eines Magerverbrennungsbetriebs verwendet wird, oder dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Der Zündzeitpunkt entspricht einem Befehlswert eines Zündzeitpunkts, welcher bei dem aktuellen Verbrennungszyklus verwendet wird (das heißt, einem Ziel-Zündzeitpunkt). Zu einer Zeit eines Betriebs unter Verwendung des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird der Ziel-Zündzeitpunkt unter Verwendung der Einlassluft-Strömungsrate und der Maschinendrehzahl als Hauptparameter ermittelt, während zu einer Zeit eines Magerverbrennungsbetriebs ein Wert als der Ziel-Zündzeitpunkt verwendet wird, bei welchem die KW50-Rückkopplungssteuerung reflektiert bzw. betrachtet wurde. Zu beachten ist, dass ein Ziel-Maschinendrehmoment, welches basierend auf einer durch einen Gaspedal-Positionssensor (in den Abbildungen nicht gezeigt) des Fahrzeugs erfassten Gaspedalposition berechnet wird, beispielsweise als das Maschinendrehmoment verwendet werden kann.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 102 voran und ermittelt, ob der aktuelle Betriebsbereich einem Magerverbrennungs-Betriebsbereich entspricht. Insbesondere wird basierend auf dem bei Schritt 100 erlangten Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermittelt, ob der aktuelle Betriebsbereich einem Magerverbrennungs-Betriebsbereich oder einem Betriebsbereich unter Verwendung des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entspricht.
  • Wenn das Ermittlungsergebnis bei Schritt 102 negativ ist, wird die aktuelle Verarbeitung der Routine umgehend beendet. Wenn das Ermittlungsergebnis bei Schritt 102 andererseits zustimmend ist, schreitet die ECU 40 zu Schritt 104 voran. Bei Schritt 104 werden Referenzdaten des MFB basierend auf der bei Schritt 100 erlangten Maschinenbetriebsbedingung berechnet. Die Referenzdaten des MFB können beispielsweise gemäß der nachfolgenden Gleichung (6) berechnet werden. Die Berechnung der MFB-Daten unter Verwendung von Gleichung (6) entspricht einer bekannten Berechnung unter Verwendung einer Wiebe-Funktion und somit ist hier auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht die Berechnungsphase T zum Berechnen des ersten Korrelations-Indexwerts IR1 bei der vorliegenden Ausführungsform einer Kurbelwinkelphase ausgehend von dem Zündzeitpunkt (Ziel-Zündzeitpunkt) (SA) bis zu der Öffnungszeit (EVO) des Auslassventils 22. Bei dem vorliegenden Schritt 104 werden Referenzdaten des MFB unter Verwendung von Gleichung (6) unter Annahme der Berechnungsphase T als ein Zielobjekt berechnet. M F B = [ 1 − exp { − c ( θ − θ min θ max − θ min ) m + 1 } ]
    Figure DE102016113079B4_0006
  • Wobei „c“ in der vorstehenden Gleichung (6) eine vorgeschriebene Konstante darstellt. Ferner stellt „m“ einen Gestaltungsparameter dar, welcher aus einem Kennfeld ermittelt wird, in welchem der Gestaltungsparameter „m“ im Vorhinein in Relation zu der Maschinenbetriebsbedingung (insbesondere der Maschinendrehzahl, dem Einlassluftbetrag, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Zündzeitpunkt, wie bei Schritt 100 erlangt) definiert wird.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 106 voran. Bei Schritt 106 werden Messdaten des MFB als die aktuellen Daten gemäß der vorstehend beschriebenen Gleichung (3) basierend auf Messdaten des Zylinderinnendrucks, welche in dem aktuellen Verbrennungszyklus unter Verwendung des Zylinderinnendrucksensors 30 erlangt werden, berechnet.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 108 voran. Bei Schritt 108 wird der erste Korrelations-Indexwert IR1 mit den bei den Schritten 104 bzw. 106 berechneten Referenzdaten und den aktuellen Daten des MFB unter Verwendung der vorgenannten Gleichung (4) unter Annahme der Berechnungsphase T als ein Zielobjekt berechnet.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 110 voran. Bei Schritt 110 ermittelt die ECU 40, ob der bei Schritt 108 berechnete erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als ein vorbestimmter erster Ermittlungswert IRth ist. Der bei dem vorliegenden Schritt 110 verwendete erste Ermittlungswert IRth wird im Vorhinein als ein Wert zum Ermitteln eingestellt, dass ein Rauschen auf oder über einem bestimmten Niveau überlagert wurde.
  • Falls das Ermittlungsergebnis von Schritt 110 negativ ist (IR1 ≥ IRth), das heißt, falls ermittelt werden kann, dass der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten (den Messdaten des MFB des aktuellen Verbrennungszyklus) und den Referenzdaten davon bei der gleichen Betriebsbedingung hoch ist, schreitet die ECU 40 zu Schritt 112 voran, um zu ermitteln, dass kein Rauschen auf oder oberhalb eines bestimmten Niveaus überlagert wurde. Die ECU 40 schreitet dann zu Schritt 114 voran, um das Fortsetzen der SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung zuzulassen. Insbesondere werden der gemessene KW10 und der gemessene KW50 in dem Verbrennungszyklus, in welchem der für die aktuelle Ermittlung verwendete erste Korrelations-Indexwert IR1 berechnet wird, bei der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung normal reflektiert bzw. betrachtet.
  • Falls das Ermittlungsergebnis von Schritt 110 andererseits zustimmend ist (IR1 < IRth), das heißt, falls ermittelt werden kann, dass der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten des MFB und den Referenzdaten davon gering ist, schreitet die ECU 40 zu Schritt 116 voran. Bei Schritt 116 werden die Messdaten des MFB, welche für den vorhergehenden Verbrennungszyklus bei dem gleichen Zylinder wie dem Zylinder, bei welchem der aktuelle Verbrennungszyklus durchgeführt wird, berechnet werden, als unmittelbar vorausgehende Vergangenheitsdaten erhalten. Der Ausdruck „unmittelbar vorausgehende Vergangenheitsdaten“ gemäß der vorliegenden Offenbarung kann nicht nur Messdaten des MFB umfassen, welche bei dem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus berechnet werden, der um einem Zyklus vor dem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten berechnet werden, wie vorstehend beschrieben ist, sondern ebenso Messdaten des MFB, welche in einem Verbrennungszyklus eines weiteren Zylinders während einer Phase ausgehend von dem Verbrennungszyklus, welcher um einem Zyklus vor dem Verbrennungszyklus liegt, bis zu dem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten erhalten werden, erhalten werden. Beispielsweise wenn die Verbrennungskraftmaschine 10 einer Reihen-Vierzylindermaschine entspricht (als ein Beispiel mit der Zündfolge: erster Zylinder → dritter Zylinder → vierter Zylinder → zweiter Zylinder) und ein Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten erhalten werden, einem Verbrennungszyklus des ersten Zylinders entspricht, umfasst der Ausdruck „unmittelbar vorausgehende Vergangenheitsdaten“ Messdaten des MFB, welche in einem Verbrennungszyklus des ersten Zylinders erhalten werden, welcher um einem Zyklus vor dem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten erhalten werden, und Messdaten des MFB, welche in einem Verbrennungszyklus des zweiten Zylinders, des dritten Zylinders oder des vierten Zylinders erhalten werden, welcher dem Verbrennungszyklus des ersten Zylinders folgt, der um einem Zyklus vor dem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten erhalten werden. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass die für die Unterscheidung der Form der Rauschüberlagerung verwendeten unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten hinsichtlich der Zeit nahe an den aktuellen Daten liegen. Daher ist es vorzuziehen, dass, wenn die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten Daten entsprechen, welche bei einem weiteren Zylinder berechnet werden, der sich von einem Zylinder unterscheidet, welcher einem Zielobjekt zum Berechnen der aktuellen Daten entspricht, die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten Messdaten des MFB entsprechen, welche in einem Verbrennungszyklus eines weiteren Zylinders erhalten werden, der dem Zylinder, in dessen Verbrennungszyklus die aktuellen Daten des MFB erhalten werden, in der Zündfolge unmittelbar vorausgeht.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 118 voran. Bei Schritt 118 wird der zweite Korrelations-Indexwert IR2 mit den bei den Schritten 104 bzw. 116 berechneten aktuellen Daten und den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten unter Verwendung der vorgenannten Gleichung (6) unter Annahme der Berechnungsphase T als ein Zielobjekt berechnet.
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 120 voran. Bei Schritt 120 ermittelt die ECU 40, ob der bei Schritt 118 berechnete zweite Korrelations-Indexwert IR2 kleiner als der vorgenannte Ermittlungswert IRth ist. Wenn folglich das Ergebnis der Ermittlung bei Schritt 120 zustimmend ist, das heißt, wenn der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 ebenso kleiner als der Ermittlungswert IRth ist (das heißt, bei dem Beispiel 4), schreitet die ECU 40 zu Schritt 122 voran. Bei Schritt 122 ermittelt die ECU 40, dass bei den Messdaten des MFB temporär ein Rauschen überlagert ist. Ferner schreitet die ECU 40 auf diese Ermittlung folgend zu Schritt 124 voran. Bei Schritt 124 setzt die ECU 40 die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung aus.
  • Wie bereits vorstehend beschrieben ist, werden die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung während eines Magerverbrennungsbetriebs pro Zylinder ausgeführt, und die Ergebnisse dieser Rückkopplungssteuerungen (das heißt, ein Korrekturbetrag basierend auf der Rückkopplungssteuerung) werden bei dem nächsten Verbrennungszyklus des gleichen Zylinders reflektiert bzw. betrachtet. Die Verarbeitung bei dem vorliegenden Schritt 124 entspricht insbesondere einer Verarbeitung, um diese Rückkopplungssteuerungen durch Aufrechterhalten eines Korrekturbetrags für den Kraftstoffeinspritzbetrag basierend auf der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung bzw. eines Korrekturbetrags für den Zündzeitpunkt basierend auf der KW50-Rückkopplungssteuerung auf den vorhergehenden Werten davon (insbesondere Werten, welche in dem vorhergehenden Verbrennungszyklus berechnet werden) und ohne Reflektieren bzw. Betrachten des gemessenen KW10 und des gemessenen KW50, welche in dem aktuellen Verbrennungszyklus berechnet werden, bei den jeweiligen Korrekturbeträgen zu beenden. Zu beachten ist, dass eine PI-Steuerung als ein Beispiel der vorgenannten Rückkopplungssteuerung verwendet wird, welche durchgeführt wird, wie mit Bezug auf 3 beschrieben ist. Das heißt, ein I-Term (Integralterm), welcher eine kumulative Differenz zwischen einem Zielwert (Ziel-SA-KWIO oder dergleichen) und einem Messwert (gemessene SA-KW10 oder dergleichen) verwendet, ist bei diesen Rückkopplungssteuerungen umfasst. Entsprechend ist es bei einem Beispiel der Verwendung der vorgenannten Differenz in einem vergangenen Verbrennungszyklus, um einen 1-Term zu berechnen, wenn die Rückkopplungssteuerung wieder aufgenommen wird, wünschenswert, sicherzustellen, dass ein Wert in einem Verbrennungszyklus, in welchem Rauschen erfasst wird, nicht umfasst ist.
  • Wenn andererseits das Ermittlungsergebnis bei Schritt 120 negativ ist, das heißt, wenn der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist (das heißt, bei dem Beispiel 3), schreitet die ECU 40 zu Schritt 126 voran. Bei Schritt 126 ermittelt die ECU 40, dass bei den Messdaten des MFB ein Rauschen dauerhaft überlagert ist. Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 128 voran. Bei Schritt 128 beurteilt die ECU 40, dass beispielsweise bei einer elektrischen Schaltung des Zylinderinnendrucksensors 30 aufgrund einer Überlagerung eines dauerhaften Rauschens eine Fehlfunktion auftritt, und diese führt anschließend die Verarbeitung aus, um die MIL 46 anzuschalten.
  • Ferner schreitet die ECU 40 nach dem Ausführen der Verarbeitung bei Schritt 128 zu Schritt 130 voran. Bei Schritt 130 werden die Ziel-SA-KWIO und der Ziel-KW50 als eine langfristige Gegenmaßnahme verändert. Insbesondere kann eine Veränderung dieser Zielwerte beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden. Das heißt, wenn ein erfasstes Rauschen temporär ist, kann sich die Größenordnung bzw. das Ausmaß des Rauschens oder eine Kurbelwinkelposition, bei welcher das Rauschen überlagert ist, gemäß der Form des aktuellen Rauschens verändern. Andererseits ist es denkbar, dass der Grund für das Auftreten des durchgehenden Rauschens einer Fehlfunktion beispielsweise der elektrischen Schaltung des Zylinderinnendrucksensors 30 entspricht. Wenn eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen angenommen werden, in welchen ein Rauschen dauerhaft auftritt, ist es daher denkbar, dass ein ähnliches Ausmaß an Rauschen wiederholend bei Messdaten des MFB bei einer ähnlichen Kurbelwinkelposition in jedem der Mehrzahl von Verbrennungszyklen überlagert ist. Entsprechend ist es denkbar, dass in jedem der Mehrzahl von Verbrennungszyklen die gemessene SA-KW10 und der gemessene KW50 gleichermaßen von der Ziel-SA-KW10 bzw. dem Ziel-KW50 abweichen.
  • Entsprechend berechnet die ECU 40 bei dem vorliegenden Schritt 130 den Durchschnittswert der gemessenen SA-KW10 in dem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten berechnet werden (das heißt, dem aktuellen Verbrennungszyklus) und der gemessenen SA-KW10 in dem Verbrennungszyklus, in welchem die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten berechnet werden (das heißt, ein Zyklus vor dem aktuellen Verbrennungszyklus bei dem gleichen Zylinder). Zusätzlich wird die Ziel-SA-KW10 verändert, so dass diese dem gleichen Wert wie dem vorgenannten Durchschnittswert entspricht. Ebenso mit Bezug auf KW50 wird der Durchschnittswert basierend auf der ähnlichen Art und Weise berechnet und anschließend wird der Ziel-KW50 verändert, um dem gleichen Wert wie dem Durchschnittswert zu entsprechen. Auf diese Art und Weise wird gemäß der Verarbeitung des vorliegenden Schritts 130 die Ziel-SA-KW10 verändert, so dass die Differenz zwischen der gemessenen SA-KW10 und der Ziel-SA-KWIO kleiner wird, und gleichermaßen wird der Ziel-KW50 verändert, so dass die Differenz zwischen dem gemessenen KW50 und dem Ziel-KW50 kleiner wird. Zu beachten ist, dass Veränderungen der Ziel-SA-KW10 und des Ziel-KW50 in einer solchen Art und Weise durchgeführt werden können, dass die Ziel-SA-KW10 und der Ziel-KW50 verändert werden, so dass diese anstelle der Durchschnittswerte den gleichen Werten wie die Ziel-SA-KW10 bzw. der Ziel-KW50 entsprechen, welche für einen Verbrennungszyklus verwendet werden, in welchem die aktuellen Daten berechnet werden. Ferner können die Ziel-SA-KW10 und der Ziel-KW50 verändert werden, so dass diese den gleichen Werten wie die Ziel-SA-KW10 bzw. der Ziel-KW50 entsprechen, welche für einen Verbrennungszyklus verwendet werden, in welchem unmittelbar vorausgehende Vergangenheitsdaten berechnet werden.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung der in 9 gezeigten Routine wird der Korrelationsgrad hinsichtlich MFB-Daten unter Verwendung nicht nur des ersten Korrelations-Indexwerts IR1, welcher unter Annahme der Referenzdaten und der aktuellen Daten des MFB bei der gleichen Betriebsbedingung als ein Zielobjekt berechnet wird, sondern ebenso des zweiten Korrelations-Indexwerts IR2, welcher unter Annahme der aktuellen Daten und der unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten als ein Zielobjekt berechnet wird, bewertet. Dies ermöglicht es zu erfassten, dass bei Messdaten des MFB ein Rauschen überlagert wurde, und zu ermitteln, ob das überlagerte Rauschen temporär oder dauerhaft ist.
  • Ferner kann gemäß einer Form des überlagerten Rauschens eine geeignete Gegenmaßnahme ergriffen werden. Insbesondere wenn ermittelt wird, dass das erfasste Rauschen einem temporären Rauschen entspricht, werden Rückkopplungssteuerungen, welche die aktuellen Daten des MFB verwenden (das heißt, die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung) unterbrochen. Durch diese Maßnahmen wird verhindert, dass ein gemessener KW10 und ein gemessener KW50 in dem aktuellen Verbrennungszyklus, hinsichtlich welchen eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Fehler aufgrund von Rauschen aufgetreten ist, bei den jeweiligen Rückkopplungssteuerungen reflektiert bzw. betrachtet werden bzw. Eingang finden. Dadurch ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei welcher sich die Genauigkeit der Maschinensteuerung aufgrund der Verwendung des vorgenannten gemessenen KW10 und des gemessenen KW50 verschlechtert. Wie soeben beschrieben wurde, liegt die zu einer Zeit des Erfassens eines temporär auftretenden Rauschens durchgeführte Gegenmaßnahme darin, dass verhindert wird, dass die aktuellen Daten, bei welchen ein Rauschen überlagert ist, für die vorgenannten Rückkopplungssteuerungen verwendet werden, und falls in dem nachfolgenden Verbrennungszyklus danach kein Rauschen erfasst wird, werden die Rückkopplungssteuerungen zu denjenigen zurückgeführt, welche wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Dies kann verhindern, dass eine langfristige Gegenmaßnahme, welche zu einer Zeit des Erfassens eines dauerhaft auftretenden Rauschens ausgeführt werden soll, unbeabsichtigt ausgeführt wird, ohne von dem dauerhaft auftretenden Rauschen unterschieden zu werden, auch wenn das erfasste Rauschen einem temporären Rauschen entspricht. Das Auftreten von ungünstigen Effekten bei der Maschinensteuerung aufgrund der Ausführung einer ungeeigneten Gegenmaßnahme kann dadurch vermieden werden. Insbesondere falls die langfristige Gegenmaßnahme beispielsweise darin liegt, die Ziel-SA-KW10 zu verändern, wie bei der Gegenmaßnahme, welche bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, kann außerdem verhindert werden, dass ungünstige Effekte, wie eine Verschlechterung von Abgasemissionen oder eine Veränderung eines Maschinendrehmoments, aufgrund der Veränderung der Ziel-SA-KW10 zu einer Zeit des Auftretens eines temporär auftretenden Rauschen, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis hin zu einer fetteren Seite oder einer magereren Seite zu korrigieren, auftreten.
  • Darüber hinaus werden gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung der Routine, wenn ermittelt wird, dass das erfasste Rauschen einem dauerhaft auftretenden Rauschen entspricht, die Ziel-SA-KW10 und der Ziel-KW50 entsprechend verändert, um Fehler zu beseitigen, welche aufgrund der Überlagerung des dauerhaft auftretenden Rauschens bei dem gemessenen KW10 und dem gemessenen KW50 dauerhaft erzeugt werden. Hier ist die Genauigkeit eines Zielwerts selbst bei verschiedenen Rückkopplungssteuerungen einschließlich der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung nicht immer notwendig und der Zielwert muss lediglich bewirken, dass ein Ausgang eines für die Rückkopplungssteuerung verwendeten Sensors mit einem Phänomen korreliert, welches tatsächlich auftritt. Insbesondere ist hier ein Beispiel angenommen, bei welchem eine gemessene SA-KW10 aufgrund des Einflusses eines dauerhaft auftretenden Rauschens um einen Wert Y dauerhaft größer ist als eine Ziel-SA-KW10. Falls bei diesem Beispiel die Ziel-SA-KW10 um den Wert Y erhöht ist, wird ein Fehler, bei welchem das dauerhaft auftretende Rauschen die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung beeinflusst, beseitigt und dadurch kann eine geeignete Korrelation zwischen einem Ausgang des Zylinderinnendrucksensors 30 und einem tatsächlich auftretenden Phänomen erhalten werden. Gemäß dieser Art einer Veränderung eines Zielwerts als die Gegenmaßnahme, wenn ein Rauschen dauerhaft auftritt, kann eine Rückkopplungssteuerung dadurch fortgesetzt werden, während der Einfluss beseitigt wird, mit welchem das Rauschen die Rückkopplungssteuerung dauerhaft beeinflusst.
  • Darüber hinaus wird der zweite Korrelations-Indexwert IR2 bei der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der aktuellen Daten und der unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten, welche bei dem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus berechnet werden, der um einem Zyklus vor einem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten berechnet werden, berechnet. Da die beiden gemessenen Daten bei dem gleichen Zylinder entsprechend miteinander verglichen werden, kann der Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und den Vergangenheitsdaten bewertet werden, während der Einfluss einer Verbrennungsvariation zwischen Zylindern beseitigt wird.
  • Zu beachten ist, dass bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform die „Berechnungsmittel für den verbrannten Massenanteil“ gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die ECU 40 realisiert werden, welche die Verarbeitung bei Schritt 106 ausführt. Die „Steuerungsmittel“ gemäß der vorliegenden Offenbarung werden durch die ECU 40 realisiert, welche die SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung ausführt und die Verarbeitung bei Schritt 124 ausführt, wenn die Ermittlungsergebnisse von sowohl Schritt 110 als auch Schritt 120 zustimmend sind, und die Verarbeitung bei Schritt 130 ausführt, wenn das Ermittlungsergebnis von Schritt 110 zustimmend ist und das Ermittlungsergebnis von Schritt 120 negativ ist. Die „Berechnungsmittel für den ersten Korrelations-Indexwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung werden durch die ECU 40 realisiert, welche die Verarbeitung bei Schritt 108 ausführt; und die „Berechnungsmittel für den zweiten Korrelations-Indexwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung werden durch die ECU 40 realisiert, welche die Verarbeitung bei Schritt 118 ausführt. Zusätzlich entsprechen das Kraftstoffeinspritzventil 26 und die Zündvorrichtung 28 dem „Stellglied“ gemäß der vorliegenden Offenbarung; der Ermittlungswert IRth entspricht sowohl dem „ersten Ermittlungswert“ als auch dem „zweiten Ermittlungswert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung; und SA-KW10 entspricht dem „spezifizierten Parameter“ gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Zweite Ausführungsform
  • Nachfolgend ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 10 beschrieben.
  • [Rauscherfassungstechnologie und Gegenmaßnahme zu einer Zeit einer Rauscherfassung bei der zweiten Ausführungsform]
  • (Gegenmaßnahme gegen ein erfasstes Rauschen)
  • Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden die Ziel-SA-KW10 und der Ziel-KW50 als eine langfristige Gegenmaßnahme verändert, wenn ermittelt wird, dass bei Messdaten des MFB dauerhaft ein Rauschen überlagert ist. Wenn im Gegensatz dazu gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermittelt wird, dass bei Messdaten des MFB ein Rauschen dauerhaft überlagert ist, werden die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung als eine langfristige Gegenmaßnahme über eine längere Phase unterbrochen als in einem Fall, bei welchem das Rauschen temporär überlagert ist.
  • (Spezifische Verarbeitung bei der zweiten Ausführungsform)
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU 40 bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Zu beachten ist, dass in 10 Schritte, welche gleich den in 9 gezeigten Schritten bei der ersten Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und dass auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet ist oder diese vereinfacht ist.
  • Bei der in 10 gezeigten Routine schreitet die ECU 40, wenn das Ermittlungsergebnis bei Schritt 120 negativ ist, nach der Ermittlung bei Schritt 126 dahingehend, dass ein Rauschen durchgehend auftritt, und einem Anschalten der MIL 43 bei Schritt 128 zu Schritt 200 voran. Bei Schritt 200 führt die ECU 40 als eine langfristige Gegenmaßnahme eine Unterbrechung bzw. Aufhebung der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine 10 montiert ist, kontinuierlich aus. Zu beachten ist, dass, nachdem die langfristige Gegenmaßnahme bei dem vorliegenden Schritt 200 ausgeführt ist, die vorliegende Routine den Start der Verarbeitung der Routine stoppt, da die Routine bei der aktuellen Fahrzeugfahrt nicht länger erforderlich ist.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung der in 10 gezeigten Routine werden die SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs kontinuierlich unterbrochen, wenn ermittelt wird, dass durchgehend ein Rauschen auftritt. Falls die vorgenannten Rückkopplungssteuerungen andererseits durch die Verarbeitung von Schritt 124 unterbrochen werden, wenn ermittelt wird, dass ein Rauschen temporär aufgetreten ist, entspricht eine Phase, welche der Unterbrechung unterzogen wird, lediglich einer Phase, welche einen oder eine Mehrzahl von vorbestimmten Verbrennungszyklen durchlaufen soll, welche den gemessenen KW10 und den gemessenen KW50 verwenden, die in einem Verbrennungszyklus berechnet werden, welcher einem Zielobjekt der Ermittlung entspricht. Die Anzahl der vorbestimmten Verbrennungszyklen ist ausreichend kleiner als die Anzahl an Verbrennungszyklen, welche während einer Fahrzeugfahrt durchgeführt werden. Daher wird gemäß der vorgenannten Verarbeitung der Routine, wenn ermittelt wird, dass das Rauschen durchgehend auftritt, die vorgenannte Rückkopplungssteuerung relativ dazu, wenn ermittelt wird, dass das Rauschen temporär aufgetreten ist, längerfristig unterbrochen. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass das Rauschen durchgehend auftritt, wird eine Phase zum Durchführen einer Veränderung der relevanten Maschinensteuerung verlängert. Wie bislang beschrieben wurde, kann gemäß der Gegenmaßnahme bei der vorliegenden Ausführungsform, welche durchgeführt wird, wenn ein durchgehend auftretendes Rauschen überlagert ist, bei einer Konfiguration, welche ein Grund-Steuerungskonzept aufweist, bei welchem die vorgenannte Rückkopplungssteuerung unterbrochen wird, wenn ein Rauschen erfasst wird, ein unnötiges Ausführen der vorgenannten Verarbeitung der Routine in jedem Verbrennungszyklus zu einer Zeit vermieden werden, zu welcher ein Rauschen durchgehend auftritt. Daher kann eine Abnahme der Berechnungslast der ECU 40 realisiert werden.
  • Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel, bei welchem die SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung während einer Fahrt des Fahrzeugs kontinuierlich unterbrochen werden, als eine langfristige Gegenmaßnahme zu einer Zeit ergriffen, zu welcher ein Rauschen durchgehend auftritt. Jedoch kann eine Veränderung der Maschinensteuerung, welche einer Gegenmaßnahme gegen ein bei einem Ausgangssignal eines Zylinderinnendrucksensors überlagertes Rauschen bei der vorliegenden Offenbarung entspricht, mit einer anderen Form als der vorgenannten Form durchgeführt werden, unter der Voraussetzung, dass eine Phase, in welcher die Veränderung der Maschinensteuerung durchgeführt wird, zu einer Zeit, zu welcher ein Rauschen durchgehend auftritt, länger ist als diese zu einer Zeit, zu welcher ein Rauschen temporär auftritt (das heißt, wenn ein erster Korrelations-Indexwert kleiner als ein erster Ermittlungswert ist und ein zweiter Korrelations-Indexwert kleiner als ein zweiter Ermittlungswert ist). Insbesondere wenn eine Veränderung einer Maschinensteuerung infolgedessen, dass ein Rauschen temporär auftritt, über eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen durchgeführt wird, muss die Veränderung der Maschinensteuerung lediglich über eine höhere Anzahl von Verbrennungszyklen relativ zu der Anzahl der vorgenannten vorbestimmten Verbrennungszyklen durchgeführt werden.
  • Zu beachten ist, dass bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform die „Steuerungsmittel“ gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die ECU 40 realisiert werden, welche die SA-KWIO-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung ausführt und die Verarbeitung bei Schritt 124 ausführt, wenn die Ermittlungsergebnisse von sowohl Schritt 110 als auch Schritt 120 zustimmend sind, und die Verarbeitung bei Schritt 200 ausführt, wenn das Ermittlungsergebnis von Schritt 110 zustimmend ist und das Ermittlungsergebnis von Schritt 120 negativ ist.
  • Dritte Ausführungsform
  • Nachfolgend ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 11 beschrieben.
  • [Rauscherfassungstechnologie und Gegenmaßnahme zu einer Zeit einer Rauscherfassung bei der dritten Ausführungsform]
  • (Unterscheidung der Form der Rauschüberlagerung)
  • Die vorliegende dritte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen hinsichtlich eines Verfahrens zum Unterscheiden des Auftretens eines durchgehenden Rauschens von dem Auftreten eines temporären Rauschens. Die vorliegende Ausführungsform ist insbesondere hinsichtlich eines Punktes gleich zu den ersten und zweiten Ausführungsformen, welcher eine Ermittlung unter Verwendung der ersten und zweiten Korrelations-Indexwerte IR1 und IR2 durchführt. Andererseits unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von den ersten und zweiten Ausführungsformen wie folgt. Das heißt, bei den ersten und zweiten Ausführungsformen wird ermittelt, dass ein Rauschen durchgehend auftritt, wenn eine Ermittlung einmal erfolgt, dass der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Ausführungsform ermittelt, dass ein Rauschen dauerhaft auftritt, wenn die Anzahl, mit welcher die Ermittlung dahingehend kontinuierlich erfolgt, dass der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist, über einer vorbestimmten Anzahl N von Verbrennungszyklen liegt.
  • (Spezifische Verarbeitung bei der dritten Ausführungsform)
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche die ECU 40 bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Zu beachten ist, dass in 11 Schritte, welche gleich den in 9 gezeigten Schritten bei der ersten Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet ist oder diese vereinfacht ist.
  • Bei der in 11 gezeigten Routine schreitet die ECU 40 zu Schritt 300 voran, wenn das Ermittlungsergebnis bei Schritt 120 negativ ist. Bei Schritt 300 berechnet die ECU 40 eine Anzahl, mit welcher das Ergebnis der Ermittlung von Schritt 120 kontinuierlich negativ wird (nachfolgend ebenso als eine „Anzahl einer kontinuierlichen Ermittlung“ bezeichnet).
  • Nachfolgend schreitet die ECU 40 zu Schritt 302 voran, um zu ermitteln, ob die Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung größer als die vorbestimmte Anzahl N ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass das aufgetretene Rauschen einem dauerhaften Rauschen entspricht, wenn ein Rauschen kontinuierlich über eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen mit einer Anzahl überlagert ist, welche die vorbestimmte Anzahl N überschreitet (das heißt, die Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung) hinsichtlich Verbrennungszyklen bei dem gleichen Zylinder. Es ist ferner angenommen, dass, wenn Rauschen kontinuierlich mit einer Anzahl überlagert ist, welche kleiner oder gleich der vorbestimmten Anzahl N ist, das Rauschen, welches aufgetreten ist, einem temporären Rauschen entspricht. Die vorbestimmte Anzahl N, welche bei dem vorliegenden Schritt 302 verwendet wird, wird im Vorhinein als ein Wert zum Unterscheiden eines dauerhaft auftretenden Rauschens von einem temporär auftretenden Rauschen unter den vorgenannten Annahmen eingestellt.
  • Wenn die ECU 40 bei Schritt 302 ermittelt, dass die Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung kleiner oder gleich der vorbestimmten Anzahl N ist, schreitet die ECU 40 zu Schritt 122 voran, um zu ermitteln, dass das Rauschen, welches aktuell überlagert wurde, einem temporären Rauschen entspricht. Wenn die Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung andererseits größer als die vorbestimmte Anzahl N ist, schreitet die ECU 40 zu Schritt 126 voran, um zu ermitteln, dass das Rauschen, welches aktuell überlagert wurde, einem durchgehenden Rauschen entspricht.
  • Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen wird ermittelt, dass Rauschen durchgehend auftritt, wenn eine Ermittlung (Schritt 120) dahingehend, dass der erste Korrelations-Indexwert IR1 kleiner als der Ermittlungswert IRth ist und der zweite Korrelations-Indexwert IR2 größer oder gleich dem Ermittlungswert IRth ist, einmal erfolgt. Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitung der in 11 gezeigt Routine ermittelt, dass Rauschen durchgehend auftritt, wenn die Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung für die vorgenannte Ermittlung größer als die vorbestimmte Anzahl N wird. Wie bereits bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann ein Rauschen über eine Mehrzahl von Verbrennungszyklen kontinuierlich überlagert sein, auch wenn das Rauschen einem zufällig auftretenden Rauschen entspricht. Gemäß der Verarbeitung der vorliegenden Routine kann daher festgestellt werden, dass die Ermittlung hinsichtlich des Auftretens eines durchgehenden Rauschens zuverlässiger durchgeführt werden kann. Folglich ermöglicht die Verarbeitung der vorliegenden Routine umso mehr, eine langfristige Gegenmaßnahme gegen ein durchgehend auftretendes Rauschen davor zu bewahren, aufgrund der Tatsache, dass ein temporär auftretendes Rauschen fehlerhaft als ein durchgehend auftretendes Rauschen ermittelt wird, unnötig ausgeführt zu werden.
  • Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform ist die Kombination der Verarbeitung (Schritte 300 und 302) zum Bewerten der Anzahl der kontinuierlichen Ermittlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der Verarbeitung der in 9 gezeigten Routine gemäß der ersten Ausführungsform als ein Beispiel angenommen. Diese Verarbeitung kann jedoch gleichermaßen in einer Kombination mit der Verarbeitung der in 10 gezeigten Routine gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden.
  • Ferner wird bei den vorstehend beschriebenen ersten und dritten Ausführungsformen ein gemeinsamer Ermittlungswert IRth für sowohl den ersten Korrelations-Indexwert IR1 als auch den zweiten Korrelations-Indexwert IR2 verwendet. Dieser Ermittlungswert muss jedoch nicht einem gemeinsamen Wert entsprechen. Daher können separate Ermittlungswerte für einen ersten Ermittlungswert für den ersten Korrelations-Indexwerts 1 und einen zweiten Ermittlungswert für den zweiten Korrelations-Indexwert IR2 verwendet werden.
  • Ferner kann, obwohl bei den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen ein Beispiel angenommen ist, bei welchem der Korrelationsgrad von MFB-Daten für jeden Zylinder unter Verwendung einer Kreuzkorrelationsfunktion bewertet wird, ebenso eine Konfiguration angewendet werden, bei welcher eine Bewertung des Korrelationsgrads von MFB-Daten für einen beliebigen repräsentativen Zylinder als ein Zielobjekt ausgeführt wird und eine vorbestimmte Gegenmaßnahme durchgeführt wird, welche sämtliche Zylinder als ein Zielobjekt annimmt, wenn ein Rauschen erfasst wird. Falls jedoch diese Konfiguration angewendet wird, kann ein Vergleich zwischen Wellenformen von Messdaten des MFB bei zwei Zylindern, welche in der Zündfolge benachbart zueinander liegen, nicht durchgeführt werden. Falls eine Bewertung für den Korrelationsgrad von MFB-Daten und Annahme eines beliebigen repräsentativen Zylinders als ein Zielobjekt durchgeführt wird, ist es daher vorzuziehen, dass eine Unterscheidung der Formen der Rauschüberlagerung auf Basis des gleichen Zylinders durchgeführt werden kann, wie vorstehend beschrieben ist.
  • Darüber hinaus wird bei den ersten bis dritten Ausführungsformen eine Kreuzkorrelationsfunktion verwendet, um den ersten Korrelations-Indexwert IR1 und den zweiten Korrelations-Indexwert IR2 zu berechnen. Ein Berechnungsverfahren für den „Korrelations-Indexwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht notwendigerweise auf ein Verfahren unter Verwendung einer Kreuzkorrelationsfunktion beschränkt. Das heißt, das Berechnungsverfahren kann beispielsweise einen Wert verwenden, welcher durch Addieren der Quadrate der Differenzen (eine so genannte „Residuen-Quadratsumme“) zwischen den aktuellen Daten und Referenzdaten demgemäß des MFB zu den gleichen Kurbelwinkeln erhalten wird, während eine vorbestimmte Berechnungsphase als ein Zielobjekt angenommen wird. Dies gilt ebenso mit Blick auf einen Vergleich zwischen den aktuellen Daten und den unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten. Zusätzlich nimmt der Wert ab, während der Korrelationsgrad zunimmt, wenn die Residuen-Quadratsumme verwendet wird. Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Wert für den „Korrelations-Indexwert“ verwendet, welcher größer wird, während der Korrelationsgrad zunimmt. Entsprechend ist es ausreichend, den „Korrelations-Indexwert“ als eine inverse Zahl der Residuen-Quadratsumme zu verwenden, wenn die Residuen-Quadratsumme verwendet wird.
  • Ferner ist, obwohl die SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und die KW50-Rückkopplungssteuerung bei den ersten bis dritten Ausführungsformen dargestellt sind, die „Maschinensteuerung, welche ein Stellglied der Verbrennungskraftmaschine basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts steuert“, gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Rückkopplungssteuerungen beschränkt. Das heißt, der spezifizierte Anteils-Verbrennungspunkt KWa kann beispielsweise zum Ermitteln von Drehmomentschwankungen oder einer Fehlzündung der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden. Entsprechend ist eine Steuerung eines vorbestimmten Stellglieds, welche auf das Aufnehmen eines Ergebnisses der vorgenannten Ermittlung hin durchgeführt wird, bei der vorstehend beschriebenen Maschinensteuerung ebenso enthalten. Ferner ist der spezifizierte Anteils-Verbrennungspunkt KWα, welcher bei der vorliegenden Offenbarung als ein Zielobjekt der „Maschinensteuerung“ verwendet wird, nicht auf KW 10 und KW50 beschränkt, und dieser kann ein beliebiger Wert sein, welcher aus einem Bereich von KW0 bis KW100 ausgewählt wird, und dieser kann beispielsweise KW90 entsprechen, das heißt, dem 90 %-Verbrennungspunkt. Zusätzlich kann beispielsweise eine Kombination einer Mehrzahl von spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkten KWa verwendet werden, wie KW10 bis KW50, was einer Kurbelwinkelphase ausgehend von KW10 bis KW50 entspricht.
  • Darüber hinaus wird bei den vorstehenden ersten bis dritten Ausführungsformen eine Konfiguration angewendet, bei welcher zu einer Zeit eines Magerverbrennungsbetriebs, welcher durch die Implementierung der SA-KW10-Rückkopplungssteuerung und der KW50-Rückkopplungssteuerung begleitet wird, die Bewertung des Korrelationsgrads der MFB-Daten basierend auf dem ersten Korrelations-Indexwert IR1 und dem zweiten Korrelations-Indexwert IR2 durchgeführt wird. Unter der Voraussetzung, dass eine Maschinensteuerung basierend auf einem spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkt KWa durchgeführt wird, ist eine solche Bewertung jedoch nicht auf eine solche beschränkt, welche zu einer Zeit des Magerverbrennungsbetriebs durchgeführt wird, und es kann beispielsweise eine Konfiguration angewendet werden, bei welcher die Bewertung zu einer Zeit eines Betriebs mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird.

Claims (7)

  1. Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10), aufweisend: einen Zylinderinnendrucksensor (30), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Zylinderinnendruck erfasst; einen Kurbelwinkelsensor (42), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Kurbelwinkel erfasst; Berechnungsmittel für einen verbrannten Massenanteil, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf einem durch den Zylinderinnendrucksensor (30) erfassten Zylinderinnendruck und einem durch den Kurbelwinkelsensor (42) erfassten Kurbelwinkel Messdaten eines verbrannten Massenanteils berechnen, die mit einem Kurbelwinkel synchronisiert sind; Steuerungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese basierend auf den Messdaten des verbrannten Massenanteils einen Messwert eines spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα), welcher einem Kurbelwinkel entspricht, bei welchem der verbrannte Massenanteil einen spezifizierten Anteil erreicht, berechnen und eine Maschinensteuerung ausführen, welche ein Stellglied (26, 28) der Verbrennungskraftmaschine (10) basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) steuert; erste Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen ersten Korrelations-Indexwert (IR1) berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen aktuellen Daten der Messdaten des verbrannten Massenanteils und Referenzdaten des verbrannten Massenanteils angibt, wobei die Referenzdaten des verbrannten Massenanteils auf einer Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine (10) basieren; und zweite Korrelations-Indexwert-Berechnungsmittel, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen zweiten Korrelations-Indexwert (IR2) berechnen, welcher einen Korrelationsgrad zwischen den aktuellen Daten und unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten relativ zu den aktuellen Daten angibt, wobei die Steuerungsmittel derart konfiguriert sind, dass diese eine Veränderung der Maschinensteuerung durchführen, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als ein erster Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) kleiner als ein zweiter Ermittlungswert (IRth) ist, und wobei die Veränderung der Maschinensteuerung darin besteht, eine Betrachtung des Messwerts des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) in einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, bei der Maschinensteuerung zu verhindern oder ein Ausmaß der Betrachtung im Vergleich zu einem Fall zu verringern, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) größer oder gleich dem ersten Ermittlungswert (IRth) ist.
  2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Maschinensteuerung das Stellglied (26, 28) derart steuert, dass sich der Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) oder ein Messwert eines spezifizierten Parameters (SA-KW 10), welcher basierend auf dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) definiert ist, einem Zielwert annähert, wobei die Steuerungsmittel derart konfiguriert sind, dass diese eine Gegenmaßnahme gegen ein Rauschen ausführen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors (30) überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als der erste Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert (IRth) ist, und wobei die Gegenmaßnahme darin besteht, den Zielwert zu verändern, so dass eine Differenz zwischen dem Messwert des spezifizierten Anteils-Verbrennungspunkts (KWα) oder dem Messwert des spezifizierten Parameters (SA-KW 10) und dem Zielwert abnimmt.
  3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsmittel derart konfiguriert sind, dass diese eine Gegenmaßnahme gegen ein Rauschen ausführen, welches bei einem Ausgangssignal des Zylinderinnendrucksensors (30) überlagert ist, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als der erste Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert (IRth) ist, und wobei die Gegenmaßnahme darin besteht, eine Durchführungsphase der Veränderung der Maschinensteuerung zu verlängern, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als der erste Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert (IRth) ist, im Vergleich dazu, wenn der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als der erste Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) kleiner als der zweite Ermittlungswert (IRth) ist.
  4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Gegenmaßnahme ausgeführt wird, wenn die Anzahl, mit welcher eine Ermittlung dahingehend kontinuierlich erfolgt, dass der erste Korrelations-Indexwert (IR1) kleiner als der erste Ermittlungswert (IRth) ist und der zweite Korrelations-Indexwert (IR2) größer oder gleich dem zweiten Ermittlungswert (IRth) ist, größer als eine vorbestimmte Anzahl (N) wird.
  5. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Berechnungsmittel für den zweiten Korrelations-Indexwert derart konfiguriert sind, dass diese den zweiten Korrelations-Indexwert (IR2) unter Verwendung der Messdaten des verbrannten Massenanteils, welche bei einem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus, welcher um einen Zyklus vor einem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, berechnet werden, als die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten berechnen.
  6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Zylinderinnendrucksensor (30) derart konfiguriert ist, dass dieser einen Zylinderinnendruck für jeden Zylinder aus einer Mehrzahl von Zylindern erfasst, wobei die Berechnungsmittel für den zweiten Korrelations-Indexwert derart konfiguriert sind, dass diese den zweiten Korrelations-Indexwert (IR2) unter Verwendung der Messdaten des verbrannten Massenanteils, welche bei einem gleichen Zylinder in einem Verbrennungszyklus eines weiteren Zylinders während einer Phase ausgehend von einem Verbrennungszyklus, welcher um einen Zyklus vor einem Verbrennungszyklus liegt, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, bis zu einem Verbrennungszyklus, in welchem die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden, berechnet werden, als die unmittelbar vorausgehenden Vergangenheitsdaten berechnen.
  7. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der weitere Zylinder einem Zylinder entspricht, welcher in einer Zündfolge um eine Position vor einem Zylinder positioniert ist, in dessen Verbrennungszyklus die aktuellen Daten des verbrannten Massenanteils berechnet werden.
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