DE102016206382A1

DE102016206382A1 - Motorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016206382A1
Application number: DE102016206382.0A
Authority: DE
Inventors: Michihisa Yokono; Hideki Hagari
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2036-04-16
Also published as: US20170082047A1; JP6012830B1; JP2017057801A; CN106545431B; CN106545431A; US9897024B2; DE102016206382B4

Abstract

Bereitgestellt wird eine Motorsteuervorrichtung, welche eine Motorsteuerung mit einer guten Genauigkeit durch Ausschließen des Einflusses einer Luftfeuchtigkeit auf detektierte Werte eines thermischen Flüssigkeitssensors ermöglicht, selbst wenn eine Luftfeuchtigkeit hoch ist. Ein gesättigter Wasserdampfdruck Ps wird aus einer durch einen Ansauglufttemperatursensor 3 detektierten Ansaugtemperatur berechnet. Ein Wasserdampfpartialdruck Pv wird aus dem gesättigten Wasserdampfdruck Ps und einer durch einen Luftfeuchtigkeitssensor 4 detektierten Luftfeuchtigkeit herausgearbeitet. Eine spezifische Luftfeuchtigkeit Q und ein molar Anteil χv werden aus dem Wasserdampfpartialdruck und einem durch einen Umgebungsdrucksensor 17 detektierten Umgebungsdruck Pa herausgearbeitet. Eine Feuchtluftmenge Qw wird aus einer durch einen AFS 2 detektierten Ansaugluftmenge auf der Basis des molaren Anteils berechnet und eine Trockenluftmenge Qd wird aus der Feuchtluftmenge auf der Basis der spezifischen Luftfeuchtigkeit berechnet. Eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, ein Zündzeitpunkt und eine Solldrosselöffnung werden auf der Basis von verschiedenen Betriebsinformationen unter Verwendung der Feuchtluftmenge, der Trockenluftmenge und der spezifischen Luftfeuchtigkeit dann berechnet.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, welche eine Ansaugluftmenge verwendet, welche ein Steuerparameter eines Motors ist, nämlich eines Verbrennungsmotors (nachfolgend einfach als Motor bezeichnet), nachdem die Ansaugluftmenge um eine Feuchtigkeit korrigiert wurde.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den vergangenen Jahren wurden Motorsteuervorrichtungen eines sogenannten „Drehmomentbasissteuerung“-Typs verbreitet, welche das durch einen Motor erzeugte Drehmoment steuern unter Verwendung, als einen Index, eines Motorleistung-Wellendrehmoments, welches als ein angeforderter Wert einer Antriebskraft von dem Fahrer oder von dem Fahrzeug verwendet wird. Bei einer solchen Drehmomentbasissteuerung wird ein Solldrehmoment des Motors auf der Basis eines Betätigungsbetrags eines Beschleunigerpedals durch den Fahrer bestimmt. Ein Drosselöffnungsgrad wird dann derart gesteuert, dass eine Sollansaugluftflussrate, welche ein Erzeugen des Solldrehmoments ermöglicht, in den Motor gesaugt wird, und eine Kraftstoffeinspritzmenge oder ein Zündzeitpunkt entsprechend einer tatsächlichen Ansaugluftflussrate gesteuert wird, sodass eine Motorleistung zu dem Solldrehmoment gesteuert wird, wodurch die durch den Fahrer angeforderte Laufleistung realisiert wird.
Bei einer solchen Motorsteuervorrichtung, welche die zu dem Solldrehmoment des Motors gehörige Sollansaugluftflussrate realisiert, wird eine Drosselöffnung durch Betreiben eines Stellmotors gesteuert, welcher mit der Drossel des Motors verbunden ist. Insbesondere wurde eine Technologie vorgeschlagen, wobei ein Sollöffnungsbereich der Drossel dadurch herausgearbeitet wird, dass diese auf einen Flussratenberechnungsausdruck oder eine Gleichung eines Flussmeters eines Membrantyps basierend auf einer Sollansaugluftflussrate, ein Druckverhältnis vor und nach der Drossel, einen Drosselöffnungsbereich und so weiter angewendet wird, und ein mit der Drossel verbundener Stellmotor so gesteuert wird, um eine Drosselöffnung herbeizuführen, bei welcher der Sollöffnungsbereich der Drossel erreicht wird.
Die Luftmenge, welche in den Motor eingesaugt wird, wird durch einen Luftflusssensor (nachfolgend gelegentlich abgekürzt als „AFS“) detektiert, welcher in einem Luftansauggang angeordnet ist. Als der AFS wird im Allgemeinen ein thermischer Flüssigkeitssensor verwendet, bei welchem der Wärmebetrag, welcher von einer Flüssigkeit von einem Heizelement, angeordnet in der Flüssigkeit, elektrisch detektiert wird, um dadurch die Flussrate der Flüssigkeit zu detektieren (beispielsweise japanisches Patent Nummer 5680178 ).
In der Umgebung, in welcher der Motor verwendet wird, ist im Allgemeinen durch eine Feuchtigkeit bezeichneter Wasserdampf in der Luft vorhanden, welche in den Motor eingesaugt wird. Bei Feuchtigkeit, das heißt die Wasserdampfmenge in der Luft, verändert sich in Abhängigkeit von Wetterbedingungen und Ähnlichem. Die Wärmeübertragungsrate und ein Viskositätskoeffizient einer „feuchten Luft“, welches eine Luft ist, welche Wasserdampf enthält, verändert sich in Abhängigkeit von der Wasserdampfmenge, welche in der feuchten Luft enthalten ist. Die Wärmemenge, welche von der feuchten Luft von einem Heizelement übertragen wird, welches in dem AFS angeordnet ist, verändert sich in Abhängigkeit von der Wasserdampfmenge für eine identische Luftmenge. Dies verursacht Luftmengenmessfehler in dem thermischen Flüssigkeitssensor.
Als eine Technologie zum Korrigieren des Einflusses einer Feuchtigkeit auf die durch den thermischen Flüssigkeitssensor detektierte Luftmenge, das heißt auf den detektierten Wert einer Feuchtluftmenge, wurde eine Schaltkreiskonfiguration vorgeschlagen, wobei ein feuchtigkeitssensitives Widerstandselement für eine Luftfeuchtigkeitskompensation in einem elektronischen Schaltkreis für eine Luftflussratenmessung vorgesehen ist, welches einen Heizwiderstand eines thermischen Flüssigkeitssensors aufweist, um eine Luftfeuchtigkeitskorrektur an einem Messerwert der Luftflussrate auszuführen (beispielsweise japanisches Patent Nummer 2957769 ).
Allerdings wird eine Motorleistung bei Benzinmotoren oder Ähnlichem entsprechend einer Luftmenge eingestellt, welche den Zylindern zugeführt wird. Die Luftmenge wird durch eine Einstellung des Öffnungsgrad eines Drosselventils eingestellt, welches in einem Luftansaugtrakt zu den Zylindern vorgesehen ist. Ein Kraftstoff wie beispielsweise Benzin wird mit der Luft vermischt, welche den Zylindern zugeführt wird. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch Kolben komprimiert und wird entzündet. Die Erhöhung eines von einer Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches abgeleiteten Drucks ist die Leistung des Motors. In der Luftmenge, welche in die Zylinder gesaugt wird, erfährt nur trockene Luft, was einen in einer Luft enthaltenen Wasserdampf ausschließt, eine Verbrennung.
In dem japanischen Patentnummer 2957769 ergibt sich daher ein Unterschied bei der Leistung des Motors in Abhängigkeit von der in einer feuchten Luft enthaltenen Luftfeuchtigkeit, das heißt in Abhängigkeit von der Wasserdampfmenge, selbst falls die detektierte Feuchtluftmenge identisch bleibt.
Eine Luftflussraten-Messvorrichtung, welche ebenso vorgeschlagen wurde, wobei eine Trockenluftmenge aus Informationen über eine Temperatur und eine Luftfeuchtigkeit berechnet wird, und die Trockenluftmenge als eine Luftmenge nach einer Luftfeuchtigkeitskorrektur ausgegeben wird (beispielsweise japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer H10-2772 ).
Zusammenfassung der Erfindung
In der obigen Drehmomentbasissteuerung, wird eine Sollansaugluftflussrate zum Erzielen eines Solldrehmoments berechnet und wird ein Drosselventil-Öffnungsgrad berechnet, welcher notwendig ist, um die Sollansaugluftmenge zu erzielen.
Allerdings muss die Luftmenge, welche durch das Drosselventil hindurchtritt, auf der Basis der Menge von Wasserdampf umfassender feuchten Luft berechnet werden. Dies ist problematisch darin, dass manchmal eine hohe Luftfeuchtigkeit einen Fehler bei dem Leistungsdrehmoment des Motors mit Bezug zu dem Solldrehmoment verursacht, auf eine Berechnung des Drosselventil-Öffnungsgrads auf der Basis von einer Trockenluftmengeninformation alleine, wie in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer H10-2772 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, welche erzielt wurde, um das obige Problem zu lösen, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, welche eine Motorsteuerung mit einer guten Genauigkeiten durch Ausschließen des Einflusses einer Luftfeuchtigkeit auf die detektierten Werte eines thermischen Flüssigkeitssensors ermöglicht, selbst wenn eine Luftfeuchtigkeit hoch ist.
Um die obige Aufgabe zu erzielen, umfasst die Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung: einen Sensor, welcher in einem Luftansaugtrakt eines Motors vorgesehen ist, und eine Luftansaugmenge des Motors detektiert; einen Sensor, welcher eine Luftfeuchtigkeit in der Ansaugluft detektiert; und eine Steuereinheit, welche die Ansaugluftmenge um die Luftfeuchtigkeit zum Berechnen einer Feuchtluftmenge korrigiert, eine Trockenluftmenge aus der Feuchtluftmenge auf der Basis der Luftfeuchtigkeit berechnet und die Feuchtluftmenge und die Trockenluftmenge als Steuerelemente des Motors verwendet.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Konfiguration verwendet, wobei eine Ansaugluftmenge um eine Luftfeuchtigkeit korrigiert ist, um eine Feuchtluftmenge zu berechnen, und dann wird eine Trockenluftmenge auf der Basis der Luftfeuchtigkeit von der Feuchtluftmenge berechnet, wonach die Feuchtluftmenge und die Trockenluftmenge als Steuerelemente des Motors verwendet werden. Ein bedeutender Effekt wird daher hervorgerufen durch Ermöglichen einer verbesserten Motorsteuerungsgenauigkeit in Sachen einer Abgasreinigung oder Ähnlichem, während mit guter Genauigkeit das durch den Fahrer angeforderte Drehmoment gesteuert wird, selbst wenn eine Luftfeuchtigkeit hoch ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist ein Diagramm, welches die Gesamtkonfiguration einer Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Querschnittsdiagramm, welches schematische Struktur eines in 1 dargestellten AFS darstellt;
3 ist ein charakteristischer Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung und einer Flussrate in dem in 1 und 2 dargestellten AFS darstellt;
4 ist ein Blockdiagramm, welches funktional eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend abgekürzt als ECU), dargestellt in 1, darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozess der in 4 dargestellten ECU darstellt;
6 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einem molaren Anteil und einem Korrekturkoeffizienten Vafs, ausgegeben von einem AFS, beschrieben in 4 und 5;
7 ist ein Diagramm, welches eine Karte darstellt, welche für eine Zündzeitpunktsberechnung in einer ECU verwendet wird;
8 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einem Zündzeitpunkt und einem Drehmoment in der Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist ein Graph zur Erläuterung einer Klopfgrenze und einer Korrektur um eine Luftfeuchtigkeit in der in 8 beschriebenen Drehmomentkurve; und
10 ist ein charakteristischer Graph, welcher einen Zündzeitpunkts-Korrekturbetrag entsprechend einer Luftfeuchtigkeitsinformation darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden als Nächstes genau mit Bezug zu den beigefügten Figuren erläutert.
Ausführungsform 1
In 1 ist ein AFS 2, welcher eine Ansaugluftmengendetektion eines thermischen Typs ausführt, vorgelagert zu einem Ansaugsystem eines Motors 1 vorgesehen. Ein Ansauglufttemperatursensor 3 ist in dem AFS 2 als ein eingebauter oder separater Sensor vorgesehen. Ein Luftfeuchtigkeitssensor 4 ist weiter in dem AFS 2 als ein eingebauter oder separater Sensor vorgesehen. Eine elektronisch gesteuerte Drossel 5, welche elektrisch gesteuert werden kann, ist vorgesehen zum Einstellen der Ansaugluftmenge auf der Seite des Motors 1 dem AFS 2 nach gelagert. Ein Drosselöffnungssensor 6 ist vorgesehen, um den Öffnungsgrad der elektronisch gesteuerten Drossel 5 zu messen. Weiter ist ein Ansaugkrümmer-Drucksensor 9 vorgesehen, welcher den Druck eines Raums misst, welcher den Innenraum eines Ausgleichbehälters 7 und eines Ansaugkrümmers 8, nachgelagert der Drossel 5, umfasst (dieser Druck wird nachfolgend abgekürzt als Ansaugkrümmerdruck).
Als der AFS 2, welcher eine Luftmengendetektion eines thermischen Typs ausführt, ist ein Sensor, welcher ein Heizelement ist, welches eine flache tellerförmige Form aufweist, wie beispielsweise in 2 dargestellt, in einem Flüssigkeitsgang angeordnet. Das Heizelement ist aufgebaut aus einem thermischen nicht-leitenden Teil und einer isothermischen Platte. Der Strom, welcher in dem Heizelement fließt, wird durch einen elektronischen Schaltkreis (nicht gezeigt) derart gesteuert, dass die Temperatur des Heizelements konstant ist. In dem AFS 2 wird die Luftflussrate auf der Basis einer elektrischen Änderung detektiert, welche aus dem Einfluss einer entnommenen Wärme abgeleitet wird, in Abhängigkeit von der Menge einer durchfließenden Luft. Der detektierte Wert des AFS 2 wird beispielsweise als ein Spannungssignal ausgegeben, welches an eine ECU 20 oder Ähnliches eingegeben wird. Die Luftflussrate mit Bezug zu dem Spannungswert weist eine nicht-lineare Eigenschaft auf, beispielsweise die in 3 dargestellte. Entsprechend eines Umwandlungsprozesses in eine Luftflussrate kann in der ECU 20 auf der Basis einer Eigenschaftstabelle oder Ähnliches, welches vorab gespeichert ist, anstelle auf der Basis von Berechnungsgleichungen, ausgeführt werden.
Im Allgemeinen kann der Luftfeuchtigkeitssensor 4 von einem Widerstandstyp, bei welchem eine Luftfeuchtigkeit auf der Basis des elektrischen Widerstandswerts eines feuchtigkeitssensitiven Materials detektiert wird, oder eines elektrostatischen kapazitiven Typs sein, wobei eine Luftfeuchtigkeit auf der Basis der Kapazität eines Sensorelements gemessen wird. Die durch den Luftfeuchtigkeitssensor 4 detektierte Luftfeuchtigkeit ist eine relative Luftfeuchtigkeit unbeachtlich des Detektionsverfahrens. Hierbei bezeichnet der Begriff relative Luftfeuchtigkeit das Verhältnis des Partialdrucks eines Wasserdampfs in Luft mit Bezug zu dem gesättigten Wasserdampfdruck, bestimmt durch die Temperatur der Luft. Die relative Luftfeuchtigkeit verändert sich in Abhängigkeit von der Lufttemperatur, selbst wenn der Wasserdampfpartialdruck in einer Luft identisch bleibt.
Eine Einspritzeinheit 10 zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Umgebung des Ansaugkrümmers 8 und eines Ansaugventils (nicht gezeigt), was den Innenraum eines gegebenen Zylinders umfasst, vorgesehen. Ein variabler Ansaugventil-Steuerungsmechanismus (nachfolgend abgekürzt als VVT) 11 und ein Abgas-VVT 12 zum Modifizieren eines Ventiltimings sind jeweils in dem Ansaugventil und in einem Abgasventil (nicht gezeigt) vorgesehen. Eine Zündspule 13 zum Betreiben einer Zündkerze, welche einen Funken in dem Zylinder erzeugt, ist in dem Zylinderkopf vorgesehen. Ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor 15 und ein Katalysator (nicht gezeigt) sind in einem Abgaskrümmer 14 vorgesehen. In manchen Fällen ist nur eine der Ansaug-VVT 11 und der Abgas-VVT 12 vorgesehen, während in anderen Fällen keines der beiden vorgesehen ist. Ein Umgebungsdrucksensor 17 zum Detektieren eines Umgebungsdrucks, welcher der Umgebungsdruck des Motors ist, ist außerhalb des Motors vorgesehen.
Verschiedene Betriebsinformationen des Motors 1, umfassend Detektionssignale von den oben beschriebenen Sensoren, von einem Kurbelwinkelsensor 16, welcher einen Kurbelwinkel und eine Motorgeschwindigkeit detektiert, und von anderen nicht gezeigten Sensoren, ebenso wie Informationen über beispielsweise einen Zündschalter (nachfolgend abgekürzt als IG-S/W), welcher ein Motorstartschalter ist, wird in die ECU 20 eingegeben, welche einen Mikrocomputer und einen Schnittstellenschaltkreis umfasst.
In der ECU 20 wird das Solldrehmoment aus den verschiedenen Betriebsinformationen, welche eingegeben sind, berechnet und es wird eine Zielansaug-Luftflussrate berechnet, bei welcher das Solldrehmoment erzielt wird. Um die Sollansaugluftflussrate zu erzielen, wird eine Solldrosselöffnung durch eine Berechnung eines effektiven Sollöffnungsbereichs herausgearbeitet, wie nachfolgend beschrieben. Der Öffnungsgrad der elektronisch gesteuerten Drossel 5 wird derart gesteuert, um die Solldrosselöffnung zu erzielen. Gleichzeitig werden entsprechende Anweisungswerte für die verschiedenen Stellmotoren, umfassend die Einspritzeinheit 10, dass Ansaug-VV-T 11, das Abgas-VV-T 12 und die Zündspule 13, berechnet.
Ein Verarbeitungsbetrieb der ECU 20 wird als Nächstes mit Bezug zu 4 und 5 erläutert.
Ein Signal Vafs, welches zu der durch den AFS 2 detektierten Ansaugluftmenge gehört, eine Ansaugtemperatur Tafs, welche durch den Ansauglufttemperatursensor 3 detektiert wird, eine relative Luftfeuchtigkeit Hafs einer Ansaugluft, wie durch den Luftfeuchtigkeitssensor 4 detektiert und ein Umgebungsdruck Pa, detektiert durch den Umgebungsdrucksensor 17, werden in die ECU 20 eingegeben. Die ECU 20 weist einen gesättigten Wasserdampfdruck-Berechnungsteil 101, einen Wasserdampfpartialdruck-Berechnungsteil 102, einen Molaranteil-Berechnungsteil 103, einen Spezifische-Luftfeuchtigkeitsberechnungsteil 104, einen Feuchtluftmenge-Berechnungsteil 105, einen Trockenluftmenge-Berechnungsteil 106, einen Kraftstoffeinspritzungsmenge-Berechnungsteil 107, einen Zündzeitpunkt-Berechnungsteil 108 und einen Solldrosselöffnung-Berechnungsteil 109.
Der gesättigte Wasserdampfdruckberechnungsteil 101 empfängt die Eingabe der Ansaugtemperatur Tafs und berechnet einen gesättigten Wasserdampfdruck Ps (Schritt 201 in 5). Der gesättigte Wasserdampfdruck Ps bezeichnet den Druck eines Wasserdampfs zu einem Zeitpunkt, bei welchem ein Wasserdampf in einem gesättigten Zustand bei einer gegebenen Temperatur ist, und, wie allgemein bekannt ist, wird beispielsweise entsprechend Ausdruck 1 durch Tetens als eine Funktion einer Temperatur berechnet. In dem Ausdruck ist T die Temperatur (°C), welche zu der Ansaugtemperatur Tafs in dem gesättigten Wasserdampfdruckberechnungsteil 101 gehört. P_S = 6.1078 × 10( 7.5 × T / T + 237.3)[hPa] GLEICHUNG 1
Falls der Einfluss einer Potenzierung auf eine Verarbeitungslast und so weiter ein Problem für die Rechenleistung der ECU 20 ist, kann der gesättigte Wasserdampfdruck Ps durch Einstellen einer Tabelle oder Ähnlichem unter Verwendung einer Temperatur anstelle eines Verwendens von obiger Gleichung 1 berechnet werden.
Der Wasserdampfpartialdruckberechnungsteil 102 empfängt die Eingabe des gesättigten Wasserdampfdrucks Ps und der relativen Luftfeuchtigkeit Hafs und berechnet einen Wasserdampfpartialdruck Pv (Schritt 201 in 5). Der Wasserdampfpartialdruck bezeichnet den Druck eines in einem Gas umfassten Wasserdampfes. Die Beziehung des Wasserdampfpartialdrucks Pv zu dem gesättigten Wasserdampfdruck Ps wird durch nachfolgende Gleichung 2 gegeben. In der Gleichung ist Hr eine relative Luftfeuchtigkeit (% RH) und korrespondiert zu der relativen Luftfeuchtigkeit Hafs in dem Wasserdampfpartialdruckberechnungsteil 102.
Der molare Anteilberechnungsteil 103 empfängt die Eingabe des Umgebungsdrucks Pa und des Wasserdampfpartialdruck zu Pv und berechnet einen molaren Anteil χv (Schritt 202 in 5). Der molare Anteil bezeichnet das Verhältnis zwischen Molzahlen von Wasserdampf und feuchter Luft und ist ein Verhältnis zwischen den Substanzmengen des Wasserdampfes und von feuchter Luft. Das Verhältnis von Substanzmengen ist gleich einem Verhältnis von Drücken entsprechend dem allgemein bekannten Dalton Gesetz; daher kann der molare Anteil χv wie durch nachfolgende Gleichung 3 ausgedrückt werden.
Der Umgebungsdruck Pa und der Wasserdampfpartialdruck Pv werden ebenso in den Spezifische-Luftfeuchtigkeitsberechnungsteil 104, wie für den Fall des Molaranteilberechnungsteils 103, eingegeben, aber der Spezifische-Luftfeuchtigkeitsberechnungsteil 104 berechnet hierbei eine spezifische Luftfeuchtigkeit q (Schritt 202 in 5). Die spezifische Luftfeuchtigkeit bezeichnet den Anteil der Masse eines Wasserdampfs mit Bezug zu der Masse einer feuchten Luft; wenn dies für ein Einheitsvolumen ausgedrückt wird, ist die spezifische Luftfeuchtigkeit q ein Verhältnis von Dichten, wie durch die nachfolgende Gleichung 4 gegeben. In der Gleichung ist ρw die Dichte einer feuchten Luft, ρv die Dichte eines Wasserdampfs und ρd die Dichte einer trockenen Luft; somit gilt kleinen ρw = ρd + ρv.
Die Dichte ρ eines Gases entsprechend einer allgemein bekannten Zustandsgleichung eines idealen Gases wird durch die nachfolgende Gleichung 5 gegeben und die Gaskonstante R eines Gases wird durch Gleichung 6 gegeben, wobei P der Druck des Gases ist, R die Gaskonstante des Gases ist, T die Temperatur des Gases ist, R0 die Universalgaskonstante ist und M das molare Gewicht des Gases ist.
Die nachfolgende Gleichung 7 und die Gleichung 8 geben die Dichte ρv von Wasserdampf und die ρd von trockener Luft unter Verwendung der obigen Gleichung 5 und der Gleichung 6 wider, wobei Mv das molekulare Gewicht von Wasserdampf ist und Md das molekulare Gewicht von trockener Luft ist.
Die nachfolgende Gleichung 9 wird durch Ersetzen der Gleichung 7 und der Gleichung 8 in Gleichung 4 und durch Ersetzen von 18,015 für das molekulare Gewicht Mv von Wasserdampf und 28,966 für das molekulare Gewicht Md von trockener Luft erhalten. Es wird gefunden, dass die spezifische Luftfeuchtigkeit q unter Verwendung der Gleichung 9 auf der Basis des Umgebungsdrucks Pa und des Wasserdampf-Partialdrucks Pv berechnet werden kann.
Der Feuchtluftmenge-Berechnungsteil 105 empfängt als eine Eingabe die Ausgangsspannung Vafs von dem AFS 2 und den molaren Anteil χv und stellt als eine Ausgabe eine Feuchtluftmenge Qw bereit (Schritt 203 in 5). Der Sensorteil der flachen Tellerform des AFS 2 ist in einer Flüssigkeit vorgesehen. Wie in 2 dargestellt, kann ein Wärmeübertrag von dem Sensor zu der Flüssigkeit als ein Wärmeübertrag einer erzwungenen Konvektion einer nicht-isothermischen Platte in der Flüssigkeit angenommen werden und somit wird ein Wärmeübertragungskoeffizient durch die nachfolgenden Gleichungen 10 bis 12 gegeben, wobei V eine Flussrate des Gases ist, λ die thermische Konduktivität des Gases ist, ρ die Dichte des Gases ist, µ der Viskositätskoeffizient des Gases ist, Nu die Nusseltahl ist und Pr die Prandtlzahl ist.
Die Gleichungen 10 bis 12 werden neu angeordnet, um die nachfolgende Gleichung 13 zu erhalten. Durch Annahme eines festen Werts K für den Term in Klammern auf der rechten Seite der Gleichung 13 kann eine Wärmeübertragungsrate h auf die nachfolgende Gleichung 14 vereinfacht werden.
Der Wärmeübertragungskoeffizient h kann entsprechend als mit λ/√ µ korreliert angenommen werden.
In diesem Fall ist der Wärmeübertragungskoeffizient mit der Wärmemenge korreliert, welche von dem Heizelement des Sensors durch die Flüssigkeit entnommen wird, und die entnommene Wärmemenge ist mit der Ausgangsspannung des AFS 2 korreliert. In der Gleichung 14 kann der Term (ρ × V) als die Menge einer fließenden Luft angenommen werden. Für eine identische Luftmenge kann die Ausgangsspannung Vafs des AFS 2 als mit λ/√µ korreliert betrachtet werden.
Wie im Allgemeinen bekannt ist, ändern sich sowohl die thermische Leitfähigkeit λ einer Luft und der Viskositätskoeffizient µ einer Luft mit der Luftfeuchtigkeit. Die thermische Leitfähigkeit λ von Luft und der Viskositätskoeffizient µ von Luft, welche sich mit der Luftfeuchtigkeit verändern, sind durch die nachfolgenden Gleichungen 15 bis 20 gegeben, wobei S die Suntherlandkonstante ist, der Index w eine einen Wasserdampf enthaltende feuchte Luft ist, d eine trockene Luft ist und v ein Wasserdampf ist.
In den obigen Gleichungen 15 bis 20 sind Md, Mv, Sd, Sv und Sdv Konstanten und somit kann die thermische Leitfähigkeit λw einer feuchten Luft und der Viskositätskoeffizienten µs von feuchter Luft als mit dem molaren Anteil χv korreliert betrachtet werden; der Wärmeübertragungskoeffizient h, das heißt die Ausgangsspannung Vafs des AFS 2, können ebenso als mit dem molaren Anteil χv korreliert betrachtet werden.
Wie oben beschrieben, stellt 3 eine Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vafs des AFS 2 und der Massenflussrate einer um den AFS 2 fließenden Luft dar. Es wird hier angenommen, dass diese Eigenschaft vorab für eine trockene Luft gemessen und in der Form einer Karte gespeichert wird.
6 stellt, mit Bezug zu trockener Luft, einen Korrekturkoeffizienten einer Ausgangsspannung Vafs des AFS 2 mit Bezug zu Änderungen in einer Luftfeuchtigkeit dar, das heißt dem molaren Anteil χv zu einem Zeitpunkt, bei welchem feuchte Luft bei einer Flussrate identisch zu der der trockenen Luft fließt. Es wird festgestellt, dass der Korrekturkoeffizient der Ausgangsspannung Vafs des AFS 2 sich erhöht, wenn der molare Anteil χv sich erhöht.
In dem Feuchtluftmenge-Berechnungsteil 105 wird der Vafs Korrekturkoeffizient, welcher durch die Rate einer durch die Eigenschaft von 6 gegebenen Änderung ist, aus dem molaren Anteil χv berechnet und die Spannung Vafs wird durch den Vafs Korrekturkoeffizienten geteilt. Im Ergebnis ist die Spannung Vafs auf einen Vafs-Wert in einer trockenen Luft korrigiert, wie wenn die Eigenschaft von 3 gemessen wurde. Die Luftflussrate, das heißt die Feuchtluftmenge Qw, wird unter Verwendung der Eigenschaft von 3 auf der Basis der korrigierten Spannung Vafs berechnet.
Die Feuchtluftmenge Qw, welche durch den AFS 2 fließt, kann somit genau berechnet werden, ohne durch den Zustand einer Luftfeuchtigkeit beeinflusst zu werden, durch Korrigieren der Ausgangsspannung Vafs durch den molaren Anteil χv und Berechnen der Flussrate aus der korrigierten Spannung Vafs. Bei dem in 6 dargestellten Korrekturkoeffizienten kann eine modellierte Berechnungsgleichung verwendet werden; alternativ können Ergebnisse von vorab ausgeführten Berechnungen oder Messungen in der Form einer Karte gespeichert werden.
Der Trockenluftmenge-Berechnungsteil 106 empfängt als eine Eingabe die Feuchtluftmenge Qw und die spezifische Luftfeuchtigkeit q, welche wie oben beschrieben herausgearbeitet wurde, und stellt als eine Ausgabe eine Trockenluftmenge Qd bereit (Schritt 203 in 5). Der Motor erzeugt die Leistung durch Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches von Luft und Benzin in jedem Zylinder. Diese Verbrennung wird durch eine trockene Luft hervorgerufen, welche in den Zylinder gesaugt wird, und somit ist die Menge, welche durch Ausschließen des Wasserdampfanteils von der Luftmenge, welche in den Zylinder gesaugt wird, die Trockenluftmenge. Das heißt die in den Zylinder gesaugte Feuchtluftmenge Qw ist die Summe einer Trockenenluftmenge Qd und einer Wasserdampfmenge Qv und kann durch die nachfolgende Gleichung 21 ausgedrückt werden.
Das Massenverhältnis und das Dichteverhältnis sind pro Einheitsvolumen identisch. Die nachfolgende Gleichung 22 wird somit durch Umschreiben der Gleichung 21 unter Verwendung der Trockenluftmenge Qd und Ersetzen des Massenverhältnisses durch das Dichteverhältnis erhalten.
Entsprechender Ausdruck 4 stellt ρv/(ρd + ρv) die spezifische Luftfeuchtigkeit q dar; entsprechend wird die Trockenluftmenge Qd durch die nachfolgende Gleichung 23 gegeben. Q_d = (1 – q) × Q_w Gleichung 23
Somit können die Feuchtluftmenge Qw und die Trockenluftmenge Qw berechnet werden. Die Feuchtluftmenge Qw und die Trockenluftmenge Qd werden als Steuerelemente des Motors, wie nachfolgend beschrieben, verwendet.
Zuerst werden die Trockenluftmenge Qd und verschiedene Betriebsinformationen in den Kraftstoffeinspritzungsmenge-Berechnungsteil 107 eingegeben, welcher eine Kraftstoffeinspritzungsmenge ausgibt, das heißt eine Antriebsmenge der Einspritzeinheit 10 (Schritt 204 in 5). Wie allgemein bekannt ist, wird die Kraftstoffeinspritzungsmenge durch die Einspritzeinheit 10 in einer Motorsteuerung auf der Basis eines Verhältnisses der Luftmasse und Kraftstoffmasse, das heißt eines Luft-Kraftstoffverhältnisses (nachfolgend abgekürzt als A/F), welche für einen gegebenen Betriebszustand gedacht ist, und auf der Basis der Ansaugluftmenge während des Betriebs berechnet. Die Luftmenge, welche zum Berechnen dieser Kraftstoffeinspritzungsmenge verwendet wird, wird unter Verwendung der Trockenluftmenge berechnet, welche zur Verbrennung beiträgt. Dies ermöglicht eine optimale Kraftstoffmenge zum Erzielen eines zu berechnenden Ziel-A/F.
Ein Katalysator (nicht gezeigt) zum Zweck einer Abgasfilterung ist im Allgemeinen in den Abgasgang des Motors 1 eingepasst. Ein Verbrennungszustand bei einem stöchiometrischen A/F von 14,7 ist hierbei für eine Abgasreinigung durch den Katalysator geeignet. Ein Berechnen der Kraftstoffmenge aus der obigen Trockenluftmenge ermöglicht es, dass das A/F genau erzielt wird. Es wird ermöglicht, Abweichungen in einer Kraftstoffmenge, das heißt in einem A/F, aufgrund des Einflusses einer Luftfeuchtigkeit zu verhindern und eine Abgasverschlechterung zu verbessern.
Als Nächstes empfängt der Zündzeitpunkt-Berechnungsteil 108 als eine Eingabe die Trockenluftmenge Qd und die spezifische Luftfeuchtigkeit q und stellt als eine Ausgabe einen Zündzeitpunkt bereit, das heißt einen Betriebszeitpunkt der Zündspule 13 (Schritt 204 in 5). Wie allgemein bekannt ist, wird der Zündzeitpunkt der Zündspule 13 mit einer Zündkerze in einer Motorsteuerung auf der Basis der Motorgeschwindigkeit und einer Ladeeffizienz berechnet. Optimale Zündzeitpunkte für eine jede Motorgeschwindigkeit und eine jede Ladeeffizienz werden vorab gemessen und in der Form einer Karte, wie beispielsweise derjenigen in 7 dargestellt, gespeichert. Diese Karte kann in der Form einer Vielzahl von getrennten Karten für einen jeden Steuerzustand des Ansaug-VVT, Abgas-VVT und so weiter gespeichert werden.
Der optimale Zündzeitpunkt bezeichnet hierbei im Allgemeinen einen minimalen Vorsprung für das beste Drehmoment (MBT), das heißt der Zündzeitpunkt verzögert mit Bezug zu beiden Zündzeitpunkten für eine Zündzeitpunktgrenze, frei vom Auftreten eines Klopfen. Ebenso kann für die Ladeeffizienz, welche bei der Zündzeitpunktberechnung verwendet wird, der optimale Zündzeitpunkt für einen gegebenen Betriebszustand durch Verwenden der Trockenluftmenge berechnet werden, welche zu einer Verbrennung beiträgt.
8 stellt eine Drehmomentkurve in einem bestimmten Betriebszustand dar. Die genannte Drehmomentkurve bezeichnet die Beziehung zwischen dem durch den Motor erzeugten Drehmoment und einem Zündzeitpunkt zu einer Zeit, wobei nur der Zündzeitpunkt in einem Zustand variiert wird, wobei die Motorgeschwindigkeit, die Drosselöffnung, das heißt die Ansaugluftmenge, A/F und das Betriebstiming des Ansaugventils und das Betriebstiming des Abgasventils in Abhängigkeit von der Systemkonfiguration des Motors in dem Betriebszustand des Motors festgelegt sind.
Diese Beziehung geht über in eine konvexe Drehmomentkurve, wobei der Zündzeitpunkt, welcher das größte Drehmoment erzielt, als der obige MBT bezeichnet wird. Beispielsweise wird die Drehmomentkurve C_trocken, angegeben durch eine durchgezogene Linie in 8, in einem Zustand gemessen, wobei die in den Motor 1 angesaugte Luft eine trockene Luft ist, bei einer gegebenen Motorgeschwindigkeit und einer gegebenen Ladungseffizienz. Hierbei ist MBT 1 SA_trocken und das durch den Motor 1 zu diesem Zeitpunkt erzeugte Drehmoment ist Trq_trocken, angegeben durch eine durchgezogene Linie.
Das Bezugszeichen C_feucht, angegeben durch die gestrichelte Linie, ist die Drehmomentkurve, welche für eine Ansaugluft einer hohen Luftfeuchtigkeit gemessen ist, welche aus einer Erhöhung einer Luftfeuchtigkeit resultiert, während die Massenflussrate der Luft, welche in den Motor 1 gesaugt wird, konstant gehalten wird. Hierbei ist MBT 2 S_feucht und das durch den Motor 1 erzeugte Drehmoment zu diesem Zeitpunkt ist Trg_feucht.
Wie in der Fig. beschrieben, vermindert ein Leistungsdrehmoment sich, wenn eine Luftfeuchtigkeit sich erhöht (C_feucht), verglichen mit der Situation für eine trockene Luft (C_trocken) und der BBT bewegt sich von MBT 1 → MBT 2. Dies liegt daran, dass die trockene Menge von Luft, welche in den Motor 1 gesaugt wird, unter der Erhöhung in der Luftfeuchtigkeit reduziert wird. Dies kann dadurch bestätigt werden, dass die obige Eigenschaft identisch zu der zu einem Fall ist, wobei die Ansaugluftmenge durch Schließen des Drosselventils 5 während eines Betriebs mit trockener Luft reduziert wird. Das heißt, die Ladeeffizienz, welche bei der Zündzeitpunktberechnung verwendet wird, kann entsprechend dem Zündzeitpunkt für eine korrekte Motorleistungseigenschaft gesteuert werden, durch Berechnung auf der Basis der Trockenluftmenge.
Unter der Annahme, dass Messen und Einstellen der Zündzeitpunktskarte für eine trockene Luft ausgeführt wird, wird bei einer konventionellen Steuerung, wobei eine Luftfeuchtigkeitskorrektur nicht ausgeführt wird, der Zündzeitpunkt als SA_trocken berechnet, selbst obwohl die C_feucht Eigenschaft während eines Hoch-Luftfeuchtigkeitsbetriebs gilt. Entsprechend findet eine Zündung, verzögert mit Bezug zu dem MBT der Motoreigenschaft, während eines solchen Hoch-Luftfeuchtigkeitsbetriebs statt; ein Drehmomentverlust Trq_Verlust wird somit erzeugt und eine Kraftstoffeffizienz wird schlechter.
In der vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz dazu eine Zündung bei SA_feucht, was BBT 2 vorgezogen ist, durch eine Berechnung des Zündungszeitpunkts bei einer Ladungseffizienz für die Trockenluftmenge durch eine Luftfeuchtigkeitskorrektur ermöglicht. Dies erzielt als ein Ergebnis ebenso einen Effekt zum Ermöglichen, eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern, im Vergleich mit einer konventionellen Steuerung.
9 stellt eine Drehmomentkurve in einem anderen Betriebszustand zu dem aus 8 dar. Wenn der Zündzeitpunkt für eine trockene Luft von der linken Seite der Figur bis zu BLD_trocken voranschreitet, tritt ein Klopfphänomen bei einem nicht zulässigen Niveau auf, wenn Leistungsfähigkeit und eine Belastbarkeit des Motors berücksichtigt wird. Entsprechend bildet BLD_trocken den Zündzeitpunkt bei der Klopfgrenze und das durch den Motor zu diesem Zeitpunkt erzeugte Drehmoment ist Trq_k_trocken.
Die Klopfgrenze ist hierbei ein Zündzeitpunkt weiter verzögert als der MBT. In der Zündzeitpunktskarte ist der Klopfgrenzwert verzögert oder ein Wert weiter verzögert eingestellt, unter Berücksichtigung beispielsweise einer Variabilität in den Motor- und Umgebungsbedingungen.
Im Allgemeinen wird ein Trend beobachtet, wobei ein Betriebsbereich des Motors mit einer hohen Last die Klopfgrenze weiter verzögert als der MBT. Falls dieselbe Messung in einem Hoch-Luftfeuchtigkeit-Ansaugluftzustand ausgeführt wird, wird die Verbrennungsrate in dem Zylinder aufgrund von Wasserdampf verlangsamt. Im Ergebnis ändert sich der Zündzeitpunkt von der Klopfgrenze von BLD_trocken auf der Verzögerungszeiten zu BLD_feucht nach vorne. Das durch den Motor erzeugte Drehmoment erhöht sich dann bis zu Trq_k_feucht. Das heißt der Zündzeitpunkt während eines Hoch-Luftfeuchtigkeitsbetriebs kann weiter voranschreiten in einem Betriebszustand, wobei eine Klopfgrenze und nicht MBT in der Zündzeitpunktskarte eingestellt ist. Eine Kraftstoffeffizienz kann somit durch weiteres Voranschreiten des Zündzeitpunkts verbessert werden.
Selbst falls der Zündzeitpunkt zu einem Zeitpunkt einer hohen Luftfeuchtigkeit unter Verwendung der Trockenluftmenge berechnet wird, bei dem Betriebszustand, wobei eine Klopfgrenze in der Zündzeitpunktskarte eingestellt ist, kann der Zündzeitpunkt weiter vorgetrieben werden. Ein Effekt einer weiteren Verbesserung der Kraftstoffeffizienz kann daher durch Berechnen eines vorgezogenen Korrekturwerts unter Verwendung einer Luftfeuchtigkeitsinformation und Korrigieren des auf der Basis der Karte berechneten Zündzeitpunkts erzielt werden. Dieser Korrekturwert, das heißt ein Vorzugsbetrag, erhöht sich, wenn eine Luftfeuchtigkeit sich erhöht. Eine Beziehung zwischen einer Luftfeuchtigkeitsinformation beispielsweise der spezifischen Luftfeuchtigkeit q und des Vorzugsbetrags (vorlaufender Winkelbetrag) kann vorab in der Form einer Karte wie beispielsweise der in 10 Dargestellten gespeichert werden und die Karte kann zum Berechnen des Vorzugbetrags verwendet werden. Der Betriebszustand, bei welchem die Klopfgrenze bei der Zündzeitpunktskarte eingestellt ist, ist ein Hoch-Last-Betriebszustand aufgrund von Motoreigenschaften, sodass diese Korrektur des Vorzugsbetrags entsprechend einer Luftfeuchtigkeit eingestellt werden kann, um nur in einem Hochlastbereich ausgeführt zu werden.
Als Nächstes empfängt der Solldrosselöffnung-Berechnungsteil 109 als eine Eingabe die Feuchtluftmenge Qw und die spezifische Luftfeuchtigkeit q und berechnet eine Solldrosselöffnung zum Erzielen des Solldrehmoments (Schritt 204 in 5). Wie oben beschrieben, wird für die Luftmenge durch die Drossel 5 in einer Motorsteuerung das Solldrehmoment berechnet, z.B. auf der Basis von verschiedenen Betriebsinformationen, welche eingegeben sind, wodurch die Sollansaugluftflussrate berechnet wird, bei welcher das berechnete Ziel Drehmoment erzielt wird. Der effektive Sollöffnungsbereich wird dann derart berechnet, dass die Sollansaugluftflussrate erzielt wird, um dadurch die Solldrosselöffnung herauszuarbeiten.
Die Beziehung zwischen der Ansaugluftmenge und dem effektiven Öffnungsbereich wird durch die nachfolgende Gleichung 24 gegeben, wobei eine Ansaugluftmenge Qvth eine Volumenflussrate ist, α0 die Schallgeschwindigkeit einer Ansaugluft ist, Sth der effektive Öffnungsbereich der Drossel ist, κ das spezifische Wärmeverhältnis eine Ansaugluft ist, Pup der vorgelagerte Druck des Drosselventils ist, welcher in der vorliegenden Erfindung der Umgebungsdruck ist, und Pdwn der nachgelagerte Druck des Drosselventils ist, welcher in der vorliegenden Erfindung der Ansaugkrümmerdruck ist.
Durch Umordnen von Gleichung 24 nach dem effektiven Öffnungsbereich Sth, erhalten wir die nachfolgende Gleichung 25, wobei σ eine dimensionslose Flussrate ist, welche mit dem Druckverhältnis Pdwn/Pup variiert. Der Wert der dimensionslosen Flussrate σ bei einem kritischen Druckverhältnis (ungefähr 0,528 im Fall von Luft) ist konstant für ein Druckverhältnis Pdwn/Pup, welches nicht höher als das kritische Druckverhältnis ist.
Zum Berechnen des Drosselöffnungsgrads auf der Basis des effektiven Öffnungsbereichs kann ein Modell verwendet werden, welches auf physikalischen Berechnungsgleichungen basierend auf der Form des Drosselventils 5 basieren; alternativ können vorab auf der Basis von Berechnungen gemessene Werte und tatsächliche Messergebnisse in der Form einer Karte gespeichert werden und der Drosselöffnungsgrad kann dann unter Verwendung dieser Karte berechnet werden.
Die Sollluftmenge, welche aus dem Solldrehmoment berechnet wird, muss für die trockene Luft berechnet werden, welche zur Verbrennung beiträgt. Allerdings ist es notwendig, die Luftmenge, welche in der Drosselöffnungsberechnung verwendet wird, für die Gesamtluftmenge, welche durch die Drossel hindurchströmt, das heißt für die Feuchtluftmenge, berechnet werden. Dies wird in der Form der Sollfeuchtluftmassenflussrate berechnet, welche unter Verwendung der obigen Gleichung 23 berechnet wird, aus der spezifischen Luftfeuchtigkeit q und der Trocken-Luftmassenflussrate, welche die Sollansaugluftmenge ist.
Im Ergebnis kann die Luftmenge zum Erzielen des Solldrehmoments genau berechnet werden, während diese nicht durch den Luftfeuchtigkeitszustand der Umgebung beeinflusst wird. Es ist allgemein bekannt, dass die Massenflussrate und die Volumenflussrate von Luft unter Verwendung der Dichte von Luft umgewandelt werden können.
Obwohl die Luftmenge, welche durch das Drosselventil 5 hindurchtritt, tatsächlich in der Form der Feuchtluftmenge Qw eingegeben wird, können Fehler einer Herstellungsabweichung bei dem Drosselventil 5. Falls die Sollansaugluftmenge und die Luftmenge Qw, welche tatsächlich fließt, nicht miteinander für den berechneten Solldrosselöffnungsgrad übereinstimmen, wird der Solldrosselöffnungsgrad so eingestellt, um die Abweichung der Sollansaugluftmenge und der Luftmenge Qw, welche tatsächlich fließt, zu korrigieren, sodass die Luftmengen miteinander übereinstimmen. Das Korrekturverfahren beinhaltet beispielsweise eine allgemein bekannte Rückkopplungssteuerung, eine Lernsteuerung oder Ähnliches. Das Korrekturverfahren wird in der vorliegenden Erfindung nicht im Detail beschrieben werden, da die vorliegende Erfindung nicht durch das Korrekturverfahren beeinflusst wird.
Somit kann das Motorausgabedrehmoment mit einer guten Genauigkeit gesteuert werden, während ein Abgas weniger schädlich gemacht und eine Kraftstoffeffizienz verbessert wird, durch Umschalten zwischen einer trockenen Luft und einer feuchten Luft in den Luftmengen, welche verwendet werden, entsprechend Steuerelementen.
Bei der Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist somit eine Feuchtluftmenge, welche durch eine Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird, herausgearbeitet, eine Trockenluftmenge aus der Feuchtluftmenge und der Luftfeuchtigkeit berechnet und die Feuchtluftmenge und die Trockenluftmenge werden als Elemente einer Motorsteuerung verwendet. Daher kann das Motorausgabedrehmoment mit einer guten Genauigkeit gesteuert werden, während ein Abgas weniger schädlich gemacht wird und eine Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet verschiedene Modifikationen und Auslassungen umfassen können, ohne vom Schutzbereich der Erfindungen abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5680178 [0004]
JP 2957769 [0006, 0008]
JP 10-2772 [0009, 0011]

Claims

Eine Motorsteuervorrichtung, umfassend: einen Sensor (2), welcher in einem Luftansaugtrakt (8) eines Motors (1) vorgesehen ist und eine Ansaugluftmenge des Luftansaugtrakts detektiert; einen Sensor (4), welcher eine Luftfeuchtigkeit von Ansaugluft in dem Luftansaugtrakt detektiert; und eine Steuereinheit (20), welche die Ansaugluftmenge um die Luftfeuchtigkeit korrigiert, um eine Feuchtluftmenge zu berechnen, eine Trockenluftmenge aus der Feuchtluftmenge auf der Basis der Luftfeuchtigkeit berechnet und die Feuchtluftmenge und die Trockenluftmenge als Steuerelemente des Motors verwendet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (20) aufweist: einen Gesättigter-Wasserdampfdruckberechnungsteil (101), welcher einen gesättigten Wasserdampfdruck aus einer Temperatur der Ansaugluft, wie durch einen Ansauglufttemperatursensor (8) detektiert, berechnet; einen Wasserdampfpartialdruckberechnungsteil (102), welcher einen Wasserdampfpartialdruck aus dem gesättigten Wasserdampfdruck und der Luftfeuchtigkeit berechnet; einen Spezifische-Luftfeuchtigkeitsberechnungsteil (104), welcher eine spezifische Luftfeuchtigkeit aus dem Wasserdampfpartialdruck und einem durch einen Umgebungsdrucksensor detektierten Umgebungsdruck berechnet; einen Molaranteilberechnungsteil (103), welcher einen molaren Anteil aus dem Wasserdampfpartialdruck und dem Umgebungsdruck berechnet; einen Feuchtluftmengenberechnungsteil (105), welcher die Feuchtluftmenge aus der Ansaugluftmenge auf der Basis des molaren Anteils berechnet; und einen Trockenluftmengenberechnungsteil (106), welcher die Trockenluftmenge aus der Feuchtluftmenge und der spezifischen Luftfeuchtigkeit berechnet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (20) einen Kraftstoffeinspritzmengenberechnungsteil (107) aufweist, welcher eine Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung der Trockenluftmenge und verschiedener Betriebsinformationen berechnet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (20) einen Zündzeitpunktberechnungsteil (108) aufweist, welcher einen Zündzeitpunkt unter Verwendung der Trockenluftmenge, der spezifischen Luftfeuchtigkeit und verschiedenen Betriebsinformationen berechnet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Zündzeitpunktberechnungsteil (108) den Zündzeitpunkt nach vorne korrigiert, wenn die Luftfeuchtigkeit sich erhöht, auf der Basis der spezifischen Luftfeuchtigkeit.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei wenn die Betriebsinformationen einen Hochlastzustand des Motors angeben, der Zündzeitpunktberechnungsteil den Zündzeitpunkt nach hinten zu einer Grenze korrigiert, bei welcher ein Klopfen nicht hervorgerufen wird, und den Zündzeitpunkt nach vorne auf der Basis der spezifischen Luftfeuchtigkeit korrigiert.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (20) einen Solldrosselöffnungsberechnungsteil (109) aufweist, welcher eine Solldrosselöffnung, welche notwendig ist, um ein Drehmoment, wie durch den Motor gefordert, zu realisieren, durch Verwenden der spezifischen Luftfeuchtigkeit, der Feuchtluftmenge und verschiedenen Betriebsinformationen berechnet.