DE102016224709B4

DE102016224709B4 - Steuereinrichtung und Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102016224709B4
Application number: DE102016224709.3A
Authority: DE
Inventors: Hideki Hagari; Kazuhiro TOKUYAMA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: DE102016224709A1; JP2017129051A; JP6012892B1; US9903290B2; CN106988919A; US20170204795A1; CN106988919B

Abstract

Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1), der versehen ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten (25), die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil (27), das sich integral mit einer Kurbelwelle (2) dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor (6), der an einem Nichtrotationsbauteil (24) fixiert ist und die erfasste Einheit (25) erfasst, wobei die Steuereinrichtung (50) für den Verbrennungsmotor (1) umfasst:eine Winkelinformation-Erfassungseinheit (51), die ausgebildet ist, einen Kurbelwellenwinkel (θd) auf Grundlage eines Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors (6) zu erfassen und eine Zeit (Td) der Erfassung des Kurbelwellenwinkels (θd) zu erfassen, und auf Grundlage eines erfassten Winkels (θd), der der erfasste Kurbelwellenwinkel (θd) ist, und der erfassten Zeit (Td) ein Winkelintervall (Δθd) und ein Zeitintervall (ΔTd) entsprechend einem Winkelabschnitt (Sd) zwischen den erfassten Winkeln (θd) zu berechnen;eine Winkelinformation-Korrektureinheit (52), die ausgebildet ist, das Winkelintervall (Δθd) oder das Zeitintervall (ΔTd) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) durch einen Korrekturwert (Kc) zu korrigieren, der jeweils entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte (Sd) bereitgestellt wird;eine Winkelinformation-Berechnungseinheit (53), die ausgebildet ist, eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd), die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd), das ein Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd), auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls (Δθdc) und des korrigierten Zeitintervalls (ΔTdc) durch den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) zu berechnen; undeine Korrekturwert-Änderungseinheit (54), die ausgebildet ist, den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) so zu ändern, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) in jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd) sich null nähert.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, der versehen ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten, die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil, das sich integral mit einer Kurbelwelle dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor, der an einem Nichtrotationsbauteil fixiert ist und die erfasste Einheit erfasst.
Die Technologie, die in der japanischen Patentanmeldung JP 2009-275 618 A und der japanischen Patentanmeldung JP 2013-87 724 A beschrieben ist, ist bereits bezüglich der obigen Steuereinrichtung bekannt. In der Technologie von JP 2009-275 618 A ist sie ausgestaltet zum Berechnen einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit und einer Kurbelwinkelbeschleunigung auf Grundlage eines Ausgabesignals eines Kurbelwinkelsensors, Berechnen eines Gasdruckdrehmoments, das durch eine Verbrennung erzeugt worden ist, auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit und der Kurbelwinkelbeschleunigung, und Berechnen einer Arbeit durch das Gasdruckdrehmoment.
In der Technologie von JP 2013-87 724 A ist sie ausgestaltet zum Erfassen der momentanen Drehzahl der Kurbelwelle auf Grundlage des Ausgabesignals des Kurbelwinkelsensors, Berechnen eines Messungsparameters auf Grundlage der momentanen Drehzahl, Erhalten eines idealen Parameters entsprechend einer Durchschnittsdrehzahl der momentanen Drehzahl von einer Speichereinrichtung und Lernen eines Fehlers des Messungsparameters zu dem idealen Parameter.
Aus DE 10 2014 213 547 A1 ist eine Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor bekannt, die eine Vorhersageeinheit aufweist, zur Vorhersage, jedes Mal, wenn ein Kurbelwinkelsignal eingegeben wird, der Signalperiode bis zur Eingabe eines nächsten Kurbelwinkelsignals auf der Grundlage einer vergangenen Signalperiode, und eine Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung, in der vorhergesagten Signalperiode, eines detaillierten Kurbelwinkelsignals. Wenn die vorhergesagte Signalperiode kürzer als die vergangene Signalperiode ist, erzeugt die Erzeugungseinrichtung das detaillierte Kurbelwinkelsignal derart, dass das Signalintervall des detaillierten Kurbelwinkelsignals in der vorhergesagten Signalperiode graduell kürzer wird.
Aus JP H09- 105 346 A ist eine Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor bekannt, wird eine Zeitveränderung ΔTi berechnet. Dann wird eine Zeitveränderung Ti um die Zeit T1i eines ersten Kurbelwinkelintervals korrigiert. Außerdem wird auf der Grundlage der korrigierten Zeitveränderung ΔTi eine Winkelbeschleunigungsveränderung ΔNi berechnet. Dann wird auf der Grundlage dieser Winkelbeschleunigungsveränderung ΔNi eine zylinderklassifizierte kompensierte Ausgabevariable berechnet.
ZUSAMMENFASSUNG
Falls die erfasste Einheit einen Herstellungsfehler hat, wird übrigens ein Erfassungsfehler in der Kurbelwinkelgeschwindigkeit und der Kurbelwinkelbeschleunigung erzeugt. Jedoch ist in JP 2009 - 275 618 A nicht ein konkretes Verfahren zum Handhaben dieses Erfassungsfehlers offenbart. Demgemäß gibt es in der Technologie von JP 2009 - 275 618 A eine Möglichkeit, dass die Genauigkeit einer auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit und der Kurbelwinkelbeschleunigung durchgeführten Steuerung verschlechtert wird.
Da es gedacht wird, dass der ideale Parameter sich gemäß einer Fahrbedingung oder einer externen Last ändert, gibt es in der Technologie von JP 2013 - 87 724 A eine Möglichkeit, dass ein fehlerhaftes Lernen beim Lernen auf der Grundlage des idealen Parameters verursacht wird.
Somit ist es wünschenswert, eine Steuereinrichtung und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die fähig sind zum Korrigieren eines Erfassungsfehlers eines Kurbelwellenwinkels mit hoher Genauigkeit.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor eine Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, der ausgerüstet ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten, die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil, das sich integral mit einer Kurbelwelle dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor, der an einem Nichtrotationsbauteil fixiert ist und die erfasste Einheit erfasst, wobei die Steuereinrichtung für den Verbrennungsmotor enthält:

eine Winkelinformation-Erfassungseinheit, die einen Kurbelwellenwinkel auf Grundlage eines Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors erfasst und eine erfasste Zeit erfasst, die den Kurbelwellenwinkel erfasste, und auf Grundlage eines erfassten Winkels, der der erfasste Kurbelwellenwinkel ist, und der erfassten Zeit ein Winkelintervall und ein Zeitintervall entsprechend einem Winkelabschnitt zwischen den erfassten Winkeln berechnet;
eine Winkelinformation-Korrektureinheit, die das Winkelintervall oder das Zeitintervall in jedem der Winkelabschnitte durch einen Korrekturwert korrigiert, einer entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte bereitgestellt;
eine Winkelinformation-Berechnungseinheit, die eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung, die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß, das ein Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel oder der Winkelabschnitte, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls und des korrigierten Zeitintervalls durch den Korrekturwert in jedem der Winkelabschnitte berechnet; und
eine Korrekturwert-Änderungseinheit, die den Korrekturwert in jedem der Winkelabschnitte so ändert, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß in jedem der erfassten Winkel oder der Winkelabschnitte sich null nähert.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, der ausgerüstet ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten, die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil, das sich integral mit einer Kurbelwelle dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor, der an einem Nichtrotationsbauteil fixiert ist, und die erfasste Einheit erfasst, wobei das Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor enthält:

einen Winkelinformation-Erfassungsschritt, der einen Kurbelwellenwinkel auf Grundlage eines Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors erfasst und eine erfasste Zeit erfasst, die den Kurbelwellenwinkel erfasste, und auf Grundlage eines erfassten Winkels, der der erfasste Kurbelwellenwinkel ist, und der erfassten Zeit ein Winkelintervall und ein Zeitintervall entsprechend einem Winkelabschnitt zwischen den erfassten Winkeln berechnet;
einen Winkelinformation-Korrekturschritt, der das Winkelintervall oder das Zeitintervall in jedem der Winkelabschnitte durch einen Korrekturwert korrigiert, einer entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte bereitgestellt;
einen Winkelinformation-Berechnungsschritt, der eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung, die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß, das ein Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel oder der Winkelabschnitte, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls und des korrigierten Zeitintervalls durch den Korrekturwert in jedem der Winkelabschnitte berechnet; und
einen Korrekturwert-Änderungsschritt, der den Korrekturwert in jedem der Winkelabschnitte so ändert, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß in jedem der erfassten Winkel oder der Winkelabschnitte sich null nähert.

Gemäß der Steuereinrichtung und dem Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Erfassungsfehler des Kurbelwellenwinkels mit hoher Genauigkeit korrigiert werden mittels Änderns des Korrekturwertes so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß, das das Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung ist, sich null nähert.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Ausgestaltungsdiagramm eines Verbrennungsmotors und einer Steuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein schematisches Ausgestaltungsdiagramm eines Verbrennungsmotors und einer Steuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Hardwareausgestaltungsdiagramm einer Steuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Winkelinformation-Erfassungsverarbeitung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Figur zum Erläutern eines Korrekturwertes, der in einem Speicherapparat gespeichert ist, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Winkelinformation-Berechnungsverarbeitung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Änderung eines Korrekturwertes in dem Fall, wo ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß größer als null ist, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Änderung eines Korrekturwertes in dem Fall, wo ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß kleiner als null ist, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Diagramm, das ein Verhalten eines Zeitintervalls in unterschiedlichen Fahrbedingungen gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das ein Verhalten eines Zeitintervalls in Fahrbedingungen von unverbrannt und niedriger Last gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Figur zum Erläutern eines Winkelintervalls und eines Zeitintervalls, die in einem Speicherapparat gespeichert sind, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Korrekturwert-Änderungsverarbeitung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das ein Verhalten eines Zeitintervalls ohne Korrektur und mit Korrektur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine Figur, die ein Spektralanalyseergebnis eines Zeitintervalls ohne Korrektur und mit Korrektur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist eine Figur, die ein Ergebnis in einem Fall eines Vergleichsbeispiels ohne Korrektur mit einem Ergebnis in einem Fall von Ausführungsform 1 mit einer Korrektur vergleicht.
17 ist ein Flussdiagramm, das eine schematische Verarbeitung einer Steuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Winkelinformation-Berechnungsverarbeitung gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Ausführungsform 1
Eine Steuereinrichtung 50 für einen Verbrennungsmotor 1 (hier im Nachfolgenden einfach als die Steuereinrichtung 50 bezeichnet) gemäß Ausführungsform 1 wird mit Verweis auf die Zeichnungen erläutert werden. 1 und 2 sind ein schematisches Ausgestaltungsdiagramm des Verbrennungsmotors 1 und der Steuereinrichtung 50; 3 ist ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung 50 gemäß Ausführungsform 1. Der Verbrennungsmotor 1 und die Steuereinrichtung 50 sind in einem Fahrzeug montiert; der Verbrennungsmotor 1 fungiert als eine Antriebskraftquelle für das Fahrzeug (Räder).
1-1. Die Ausgestaltung des Verbrennungsmotors 1
Die Ausgestaltung des Verbrennungsmotors 1 wird erläutert werden. Wie in 1 gezeigt, ist der Verbrennungsmotor 1 versehen mit einem Zylinder 7, in dem ein Kraftstoff-LuftGemisch verbrannt wird. Der Verbrennungsmotor 1 ist versehen mit einem Ansaugpfad 23 zum Liefern von Luft an die Zylinder 7 und einem Abgaspfad 17 zum Ausstoßen eines Abgases aus den Zylindern 7. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Benzinmotor. Der Verbrennungsmotor 1 ist versehen mit einem Drosselklappenventil 4, das den Ansaugpfad 23 öffnet und schließt. Das Drosselklappenventil 4 ist ein elektronisch gesteuertes Drosselklappenventil, durch welches ein Öffnen- und-Schließen-Antrieb mit dem durch die Steuereinrichtung 50 gesteuerten Elektromotor ausgeführt wird. Ein Drosselklappenpositionssensor 19, der ein elektrisches Signal gemäß dem Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 4 ausgibt, ist in dem Drosselklappenventil 4 bereitgestellt.
Ein Luftströmungssensor 3, der ein elektrisches Signal gemäß einer in den Ansaugpfad 23 hereingenommenen Ansaugluftmenge ausgibt, ist in einem Teil des Ansaugpfades 23 der Stromaufwärtsseite des Drosselklappenventils 4 bereitgestellt. Ein Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Abgasrückführungsapparat 20 versehen. Ein Abgasrückrührungsapparat 20 hat einen EGR-Durchgang 21, der Abgas von dem Abgaspfad 17 zu dem Ansaugkrümmer 12 rezirkuliert, und ein EGR-Ventil 22, das den EGR-Durchgang 21 öffnet und schließt. Ein Ansaugkrümmer 12 ist ein Teil des Ansaugpfades 23 der Stromabwärtsseite des Drosselklappenventils 4. Das EGR-Ventil 22 ist ein elektronisch gesteuertes EGR-Ventil, für das ein Öffnen-und-Schließen-Antrieb mit dem durch die Steuereinrichtung 50 gesteuerten Elektromotor ausgeführt wird.
Ein Krümmerdrucksensor 8, der ein elektrisches Signal gemäß dem Druck in dem Ansaugkrümmer 12 ausgibt, ist in dem Ansaugkrümmer 12 bereitgestellt. Ein Injektor 13 zum Injizieren eines Kraftstoffs ist bei dem Stromabwärtsseitenteil des Ansaugkrümmers 12 bereitgestellt. Der Injektor 13 kann derart bereitgestellt sein, um Kraftstoff direkt in den Zylinder 7 einzuspritzen. Ein Außenluftdrucksensor 33, der ein elektrisches Signal gemäß einem Außenluftdruck ausgibt, ist in dem Verbrennungsmotor 1 bereitgestellt.
Eine Zündkerze zum Zünden eines Kraftstoff-LuftGemisches und eine Zündspule 16 zum Liefern von Zündenergie an die Zündkerze sind oberseitig des Zylinders 7 bereitgestellt. Oberseitig des Zylinders 7 sind ein Einlassventil 14 zum Einstellen der von dem Ansaugpfad 23 in den Zylinder 7 hereinzunehmenden Ansaugluftmenge und ein Auslassventil 15 zum Einstellen der von dem Zylinder an den Abgaspfad 17 auszustoßenden Abgasmenge bereitgestellt.
Wie in 2 gezeigt, hat der Verbrennungsmotor 1 eine Mehrzahl von Zylindern 7 (in diesem Beispiel drei). Ein Kolben 5 ist innerhalb jedes Zylinders 7 bereitgestellt. Der Kolben 5 jedes Zylinders 7 ist mit einer Kurbelwelle 2 via eine Pleuelstange 9 und eine Kurbel 32 verbunden. Die Kurbelwelle 2 wird durch eine sich hin und her bewegende Bewegung des Kolbens 5 gedreht. Der Verbrennungsgasdruck, der in jedem Zylinder 7 erzeugt wird, drückt die Oberseite des Kolbens 5 nieder und dreht die Kurbelwelle 2 via die Pleuelstange 9 und die Kurbel 32. Die Kurbelwelle 2 ist mit einem Leistungstransfermechanismus verbunden, der eine Antriebskraft an die Räder überträgt. Der Leistungstransfermechanismus besteht aus einem Getriebe, einem Differentialgetriebe und dergleichen.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Signalplatte 10 versehen, die sich integral mit der Kurbelwelle 2 dreht. Eine Mehrzahl von Zähnen ist in der Signalplatte 10 bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zähne der Signalplatte 10 bei Intervallen von 10 Grad angeordnet. Die Zähne der Signalplatte 10 sind mit einem abgespanten Zahnteil versehen, der einen Teil der Zähne abspant bzw. abspaltet. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem ersten Kurbelwinkelsensor 11 versehen, der an einem Motorblock 24 fixiert ist und den Zahn der Signalplatte 10 erfasst.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Nockenwelle 29 versehen, die mit der Kurbelwelle 2 durch eine Kette 28 verbunden ist. Die Nockenwelle 29 führt die Öffnen-und-Schließen-Ansteuerung des Einlassventils 14 und des Auslassventils 15 durch. Während sich die Kurbelwelle 2 zweimal dreht, dreht sich die Nockenwelle 29 einmal. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Signalplatte 31 für eine Nocke versehen, die sich integral mit der Nockenwelle 29 dreht. Eine Mehrzahl von Zähnen ist in der Signalplatte 31 für eine Nocke bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Nockenwellenwinkel bereitgestellt. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Nockenwinkelsensor 30 versehen, der an einem Motorblock 24 fixiert ist und den Zahn einer Signalplatte 31 für eine Nocke erfasst.
Auf Grundlage von zwei Arten von Ausgabesignalen des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und des Nockenwinkelsensors 30 erfasst die Steuereinrichtung 50 einen Kurbelwellenwinkel auf der Grundlage des oberen Totpunktes jedes Kolbens 5 und bestimmt den Takt jedes Zylinders 7. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein 4-Takt-Motor, der einen Ansaugtakt, einen Kompressionstakt, einen Expansionstakt und einen Ausstoßtakt hat.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Schwungrad 27 versehen, das sich integral mit der Kurbelwelle 2 dreht. Der Umfangsteil des Schwungrades 27 ist ein Zahnkranz 25, und eine Mehrzahl von Zähnen ist in dem Zahnkranz 25 bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel bereitgestellt. Die Zähne des Zahnkranzes 25 sind in der Umfangsrichtung mit gleichwinkligen Intervallen angeordnet. In diesem Beispiel sind 90 Zähne mit Intervallen von 4 Grad bereitgestellt. Die Zähne des Zahnkranzes 25 sind nicht mit einem abgespanten bzw. abgeschlagenen Zahnteil versehen. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem zweiten Kurbelwinkelsensor 6 versehen, der an dem Motorblock 24 fixiert ist und den Zahn des Zahnkranzes 25 erfasst. Der zweite Kurbelwinkelsensor 6 ist entgegengesetzt zu dem Zahnkranz 25 mit einem Raum in einer Radialrichtungsaußenseite des Zahnkranzes 25 angeordnet.
Jeder von dem ersten Kurbelwinkelsensor 11, dem Nockenwinkelsensor 30 und dem zweiten Kurbelwinkelsensor 6 gibt ein elektrisches Signal gemäß einer Änderung der Distanz zwischen jedem Sensor und einem Zahn durch Drehung der Kurbelwelle 2 aus. Das Ausgabesignal von jedem Winkelsensor 11, 30, 6 wird eine Rechteckwelle, die ein Signal an- und aus-schaltet, in dem Fall, wo die Distanz zwischen dem Sensor und dem Zahn nah ist, oder in dem Fall, wo die Distanz weit ist. Beispielsweise wird für jeden Winkelsensor 11, 30, 6 ein Sensor vom Typ eines elektromagnetischen Aufnehmers verwendet.
Da das Schwungrad 27 (der Zahnkranz 25) mehr Zähne als die Anzahl der Zähne der Signalplatte 10 hat, und es auch keinen abgespanten Zahnteil gibt, kann eine Hochauflösungs-Winkelerfassung erwartet werden. Da das Schwungrad 27 eine größere Masse als die Masse der Signalplatte 10 hat, und eine Hochfrequenzschwingung unterdrückt wird, kann eine hohe Genauigkeit der Winkelerfassung erwartet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der zweite Kurbelwinkelsensor 6 einem „spezifischen Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Erfindung, das Schwungrad 27 entspricht einem „Rotationsbauteil“ in der vorliegenden Erfindung, der Zahn des im Schwungrad 27 bereitgestellten Zahnkranzes 25 entspricht der „erfassten Einheit“ in der vorliegenden Erfindung, und der Motorblock 24 entspricht dem „Nichtrotationsbauteil“ in der vorliegenden Erfindung.
1-2. Die Ausgestaltung der Steuereinrichtung 50
Als Nächstes wird die Steuereinrichtung 50 erläutert werden. Die Steuereinrichtung 50 ist diejenige, deren Steuerungssubjekt der Verbrennungsmotor 1 ist. Wie in 3 gezeigt, ist die Steuereinrichtung 50 versehen mit Steuereinheiten einer Winkelinformation-Erfassungseinheit 51, einer Winkelinformation-Korrektureinheit 52, einer Winkelinformation-Berechnungseinheit 53, einer Korrekturwert-Änderungseinheit 54, einer Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55, einer Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56, einer Verbrennungssteuereinheit 57 und dergleichen. Die jeweiligen Steuereinheiten 51 bis 57 und dergleichen der Steuereinrichtung 50 sind durch in der Steuereinrichtung 50 enthaltene Verarbeitungsschaltkreise realisiert. Genauer genommen enthält, wie in 4 gezeigt, die Steuereinrichtung 50 als einen Verarbeitungsschaltkreis eine Rechenverarbeitungseinheit (Computer) 90, so wie eine CPU (Central Processing Unit bzw. Zentralverarbeitungseinheit), Speicherapparate 91, die Daten mit der Rechenverarbeitungseinheit 90 austauschen, einen Eingabeschaltkreis 92, der externe Signale an die Rechenverarbeitungseinheit 90 eingibt, einen Ausgabeschaltkreis 93, der Signale von der Rechenverarbeitungseinheit 90 an die Außenseite ausgibt, und dergleichen.
Als die Speicherapparate 91 sind ein RAM (Random Access Memory), der Daten lesen und Daten schreiben kann von der Rechenverarbeitungseinheit 90, ein ROM (Read Only Memory), der Daten von der Rechenverarbeitungseinheit 90 lesen kann, und dergleichen bereitgestellt. Der Eingabeschaltkreis 92 ist mit vielfältigen Arten von Sensoren und Schaltern verbunden und ist mit einem A/D-Wandler und dergleichen zum Eingeben von Ausgabesignalen von den Sensoren und den Schaltern an die Rechenverarbeitungseinheit 90 versehen. Der Ausgabeschaltkreis 93 ist mit elektrischen Lasten verbunden und ist mit einem Treiberschaltkreis und dergleichen zum Ausgeben eines Steuersignals von der Rechenverarbeitungseinheit 90 versehen.
Außerdem lässt die Rechenverarbeitungseinheit 90 Softwareelemente (Programme), die in dem Speicherapparat 91, so wie einem ROM, gespeichert sind, ablaufen und arbeitet mit anderen Hardwarevorrichtungen in der Steuereinrichtung 50 zusammen, so wie dem Steuerapparat 91, dem Eingabeschaltkreis 92 und dem Ausgabeschaltkreis 93, so dass die jeweiligen Funktionen der Steuereinheiten 51 bis 57, die in der Steuereinrichtung 50 enthalten sind, realisiert werden. Festlegungsdatenelemente, so wie Tabellen und Bestimmungswerte, die in den Steuereinheiten 51 bis 57 genutzt werden sollen, sind als Teil von Softwareelementen (Programmen) in dem Speicherapparat 91, so wie einem ROM, gespeichert. Datenelemente, welche die jeweiligen Steuereinheiten 51 bis 57 berechneten, so wie ein Korrekturwert Kc, ein Winkelintervall Δθd, ein Zeitintervall ΔTd, jeweilige berechnete Werte und jeweilige Erfassungswerte sind in dem wiederbeschreibbaren Speicherapparat 91, so wie einem RAM, gespeichert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Eingabeschaltkreis 92 mit dem ersten Kurbelwinkelsensor 11, dem Nockenwinkelsensor 30, dem zweiten Kurbelwinkelsensor 6, dem Luftströmungssensor 3, dem Drosselklappenpositionssensor 19, dem Krümmerdrucksensor 8, dem Außenluftdrucksensor 33, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 18, einem Akzeleratorpositionssensor 26 und dergleichen verbunden. Der Ausgabeschaltkreis 93 ist mit dem Drosselklappenventil 4 (Elektromotor), dem EGR-Ventil 22 (Elektromotor), dem Injektor 13, der Zündspule 16 und dergleichen verbunden. Die Steuereinrichtung 50 ist mit vielfältigen Arten nichtveranschaulichter Sensoren, Schalter, Aktuatoren und dergleichen verbunden. Die Steuereinrichtung 50 erfasst Fahrbedingungen des Verbrennungsmotors 1, so wie eine Ansaugluftmenge, ein Druck in dem Ansaugkrümmer 12, ein Außenluftdruck, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein Akzeleratoröffnungsgrad, basierend auf den Ausgabesignalen vielfältiger Sensoren.
Als Grundsteuerung berechnet die Steuereinrichtung 50 eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, einen Zündzeitpunkt und dergleichen auf Grundlage eingegebener Ausgabesignale und dergleichen von den vielfältigen Arten von Sensoren und führt dann eine Ansteuer-Steuerung des Injektors 13, der Zündspule 16 und dergleichen durch. Auf Grundlage des Ausgabesignals des Akzeleratorpositionssensors 26 und dergleichen berechnet die Steuereinrichtung 50 ein angefordertes Abgabedrehmoment des Verbrennungsmotors 1 durch den Fahrer und steuert dann das Drosselklappenventil 4 und dergleichen so, dass eine Ansaugluftmenge zum Realisieren des angeforderten Abgabedrehmoments erhalten wird. Genauer genommen berechnet die Steuereinrichtung 50 einen Solldrosselklappenöffnungsgrad und führt dann eine Antriebssteuerung des Elektromotors des Drosselklappenventils 4 so durch, dass der Drosselklappenöffnungsgrad, erfasst auf Grundlage des Ausgabesignals des Drosselklappenpositionssensors 19, sich dem Solldrosselklappenöffnungsgrad nähert. Und die Steuereinrichtung 50 berechnet einen Sollöffnungsgrad des EGR-Ventils 22 auf Grundlage eingegebener Ausgabesignale und dergleichen von den vielfältigen Arten von Sensoren und führt dann eine Antriebssteuerung des Elektromotors des EGR-Ventils 22 durch.
<Winkelinformation-Erfassungseinheit 51>
Wie in 5 gezeigt, erfasst die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 einen Kurbelwellenwinkel θd auf Grundlage des Ausgabesignals des zweiten Kurbelwinkelsensors 6, der als der spezifische Kurbelwinkelsensor verwendet wird, und erfasst eine erfasste Zeit Td, die den Kurbelwellenwinkel 0d erfasste. Und auf Grundlage eines erfassten Winkels θd, der der erfasste Kurbelwellenwinkel θd ist, und der erfassten Zeit Td berechnet die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 ein Winkelintervall Δθd und ein Zeitintervall ΔTd entsprechend einem Winkelabschnitt Sd zwischen den erfassten Winkeln θd.
In der folgenden Ausführungsform bestimmt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Kurbelwellenwinkel θd, wenn eine fallende Flanke (oder ansteigende Flanke) des Ausgabesignals (Rechteckwelle) des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 erfasst wird. Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 bestimmt eine Referenzpunkt-Fallende-Flanke, die eine fallende Flanke ist, die einem Referenzpunktwinkel entspricht (beispielsweise 0 Grad, was ein oberer Totpunkt des Kolbens 5 des ersten Zylinders 7 ist), und bestimmt den Kurbelwellenwinkel θd entsprechend einer Zahl bzw. Nummer n der fallenden Flanke, die hochgezählt wird auf der Grundlage der Referenzpunkt-Fallende-Flanke (hier im Nachfolgenden als eine Winkelidentifizierungszahl n bezeichnet). Wenn beispielsweise die Referenzpunkt-Fallende-Flanke erfasst wird, setzt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Kurbelwellenwinkel θd auf den Referenzpunktwinkel (beispielsweise 0 Grad) und setzt die Winkelidentifizierungszahl n auf 0. Und jedes Mal, wenn die fallende Flanke erfasst wird, erhöht die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Kurbelwellenwinkel θd um ein vorbereitend festgelegtes Winkelintervall Δθd (in diesem Beispiel 4 Grad) und erhöht die Winkelidentifizierungszahl n um eins. Alternativ kann die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Kurbelwellenwinkel θd, der der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl n entspricht, durch Verwendung einer Winkeltabelle auslesen, in der die Beziehung zwischen der Winkelidentifizierungszahl n und dem Kurbelwellenwinkel θd vorbereitend festgelegt ist. Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 korreliert den Kurbelwellenwinkel θd (der erfasste Winkel θd) mit der Winkelidentifizierungszahl n. Die Winkelidentifizierungszahl n kehrt nach einer maximalen Zahl (in diesem Beispiel 90) zu 1 zurück. Die letzte Winkelidentifizierungszahl n der Winkelidentifizierungszahl n = 1 ist 90, und die nächstmalige Winkelidentifizierungszahl n der Winkelidentifizierungszahl n = 90 ist 1.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie später beschrieben, bestimmt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die Referenzpunkt-Fallende-Flanke des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 mit Verweis auf einen Referenz-Kurbelwellenwinkel θr, der auf Grundlage des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und des Nockenwinkelsensors 30 erfasst worden ist. Beispielsweise bestimmt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die fallende Flanke des zweiten Kurbelwinkelsensors 6, bei der der Referenz-Kurbelwellenwinkel θr am nächsten zu dem Referenzpunktwinkel wird, als die Referenzpunkt-Fallende-Flanke.
Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 bestimmt den Takt jedes Zylinders 7 dem Kurbelwellenwinkel θd durch Referenzieren des Taktes jedes Zylinders, der auf Grundlage des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und des Nockenwinkelsensors 30 bestimmt worden ist.
Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 erfasst die erfasste Zeit Td zu der Zeit, bei der die fallende Flanke des Ausgabesignals (Rechteckwelle) des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 erfasst wird, und korreliert die erfasste Zeit Td mit der Winkelidentifizierungszahl n. Genauer genommen erfasst die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die erfasste Zeit Td mit Verwendung der in der Rechenverarbeitungseinheit 90 bereitgestellten TimerFunktion.
Wie in 5 gezeigt, wenn eine fallende Flanke erfasst wird, setzt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Winkelabschnitt zwischen dem erfassten Winkel θd (n), der der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht, und dem erfassten Winkel θd (n-1), der der letztmaligen Winkelidentifizierungszahl (n-1) entspricht, als den Winkelabschnitt Sd (n), der der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht.
Wie in einer Gleichung (1) gezeigt, wenn eine fallende Flanke erfasst wird, berechnet die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die Abweichung zwischen dem erfassten Winkel θd (n), der der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht, und dem erfassten Winkel θd (n-1), der der letztmaligen Winkelidentifizierungszahl (n-1) entspricht, und setzt die berechnete Abweichung als das Winkelintervall Δθd (n), das der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht (der diesmalige Winkelabschnitt Sd (n)). $Δθ d (n) = θ d (n) - θ d (n - 1)$
Da in der vorliegenden Ausführungsform all die Winkelintervalle der Zähne des Zahnkranzes 25 gleichgemacht sind, legt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 einen vorbereitend festgelegten Winkel (in diesem Beispiel 4 Grad) als das Winkelintervall Δθd all der Winkelidentifizierungszahlen n fest.
Wie in einer Gleichung (2) gezeigt, wenn eine fallende Flanke erfasst wird, berechnet die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die Abweichung zwischen der erfassten Zeit Td (n), die der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht, und der erfassten Zeit Td (n-1), die der letztmaligen Winkelidentifizierungszahl (n-1) entspricht, und legt die berechnete Abweichung als das Zeitintervall ΔTd (n) fest, das der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht (der diesmalige Winkelabschnitt Sd (n)). $Δ Td (n) = Td (n) - Td (n - 1)$
Auf Grundlage von zwei Arten von Ausgabesignalen des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und des Nockenwinkelsensors 30 erfasst die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 den Referenz-Kurbelwellenwinkel θr auf der Grundlage des oberen Totpunktes des Kolbens 5 des ersten Zylinders 7 und bestimmt den Takt jedes Zylinders 7. Beispielsweise bestimmt die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die fallende Flanke just nach dem abgespanten Zahnteil der Signalplatte 10 auf Grundlage des Zeitintervalls der fallenden Flanke des Ausgabesignals (Rechteckwelle) des ersten Kurbelwinkelsensors 11. Und die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 bestimmt die Zuordnung zwischen jeder fallenden Flanke auf der Grundlage der fallenden Flanke just nach dem abgespanten Zahnteil und dem Referenz-Kurbelwellenwinkel θr auf der Grundlage des oberen Totpunktes und berechnet den Referenz-Kurbelwellenwinkel θr auf der Grundlage des oberen Totpunktes zu der Zeit, zu der die jeweilige fallende Flanke erfasst wird. Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 bestimmt den Takt jedes Zylinders 7 auf Grundlage der Beziehung zwischen der Position des abgespanten Zahnteils in dem Ausgabesignal (Rechteckwelle) des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und dem Ausgabesignal (Rechteckwelle) des Nockenwinkelsensors 30.
<Winkelinformation-Korrektureinheit 52>
Die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 korrigiert das Winkelintervall Δθd oder das Zeitintervall ΔTd in jedem der Winkelabschnitte Sd durch einen Korrekturwert Kc, wobei ein entsprechender für jeden der Winkelabschnitte Sd bereitgestellt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 einen Korrekturwert Kc (n) in jedem Winkelabschnitt Sd (n) jeder Winkelidentifizierungszahl n bereit. Da in diesem Beispiel die Winkelidentifizierungszahl n und der Winkelabschnitt Sd als 90 bereitgestellt werden, wird der Korrekturwert Kc auch als 90 bereitgestellt. Wie in 6 gezeigt, wird jeder Korrekturwert Kc mit der jeweiligen Winkelidentifizierungszahl n korreliert und wird in dem umschreibbaren Speicherapparat 91, so wie einem RAM der Steuereinrichtung 50, gespeichert.
Wie in einer Gleichung (3) gezeigt, multipliziert die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 den Korrekturwert Kc (n), der der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) entspricht, mit dem Winkelintervall Δθd (n) oder dem Zeitintervall ΔTd (n), entsprechend der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n), um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) oder das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) entsprechend der diesmaligen Winkelidentifizierungszahl (n) zu berechnen. $\begin{array}{l} Δθ dc (n) = Kc (n) \times Δθ d (n) \\ oder \\ Δ Tdc (n) = Kc (n) \times Δ Td (n) \end{array}$
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Fall erläutert, wo das Zeitintervall ΔTd durch den Korrekturwert Kc korrigiert wird. Das Winkelintervall Δθd, das nicht durch den Korrekturwert Kc korrigiert wird, wird zur Bequemlichkeit der Erläuterung auch das korrigierte Winkelintervall Δθdc genannt.
<Winkelinformation-Berechnungseinheit 53>
Auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc durch den Korrekturwert Kc in jedem der Winkelabschnitte Sd berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω, die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels θd ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd, die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd, das eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel θd oder der Winkelabschnitte Sd.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc (n) und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n) entsprechend dem Winkelabschnitt Sd (n), der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, die Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod (n), die dem Winkelabschnitt Sd (n) eines Verarbeitungsobjekts entspricht. Wie in einer Gleichung (4) gezeigt, dividiert genauer genommen die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) durch das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) entsprechend dem Winkelabschnitt Sd (n) eines Verarbeitungsobjekts, um die Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod (n) zu berechnen. $ω d (n) = Δθ dc (n) / Δ Tdc (n)$
Auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n) und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n), entsprechend dem just vorher einen Winkelabschnitt Sd (n) des erfassten Winkels θd (n), der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n+1) und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n+1) entsprechend dem just nachher einen Winkelabschnitt Sd (n+1) des erfassten Winkels θd (n) eines Verarbeitungsobjekts berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n), die dem erfassten Winkel θd (n) eines Verarbeitungsobjekts entspricht. Wie in einer Gleichung (5) gezeigt, dividiert genauer genommen die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 den Subtraktionswert, der die just vorher Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n) von der just nachher Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n+1) subtrahierte, durch einen Mittelwert des just nachher korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n+1) und des just vorher korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n), um die Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n) zu berechnen. $α d (n) = {ω d (n + 1) - ω d (n)} / {Δ Tdc (n + 1) + Δ Tdc (n)} \times 2$
Auf Grundlage der Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1), die dem just vorher erfassten Winkel θd (n-1) des erfassten Winkels θd (n) entspricht, der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1), die dem just nachher erfassten Winkel θd (n+1) des erfassten Winkels θd (n) eines Verarbeitungsobjektes entspricht, berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n), das dem erfassten Winkel θd (n) eines Verarbeitungsobjekts entspricht. Wie in einer Gleichung (6) gezeigt, subtrahiert genauer genommen die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) von der just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1), um das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) zu berechnen. Auf diese Weise ist sie ausgestaltet zum Berechnen des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd durch eine zentrale Differenz bzw. Mittendifferenz. $Δα d (n) = α d (n + 1) - α d (n - 1)$
Um die obige Verarbeitung zusammenzufassen, wird die folgende Verarbeitung durchgeführt, um das eine Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) zu berechnen. Auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc in jedem der just vorher zwei Winkelabschnitte Sd (n-1), Sd (n) und der just nachher zwei Winkelabschnitte Sd (n+1), Sd (n+2) eines erfassten Objektwinkels (bzw. Objekt-erfasster-Winkel) θd (n), der der erfasste Winkel θd ist, bei dem das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) berechnet wird, berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n-1), ωd (n), ωd (n+1), ωd (n+2) in jedem der just vorher zwei und der just nachher zwei Winkelabschnitte Sd.
Auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n-1), ωd (n) und des Zeitintervalls ΔTd (n-1), ΔTd (n) in jedem der just vorher zwei Winkelabschnitte Sd des erfassten Objektwinkels θd (n) berechnet dann die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1), die den just vorher zwei Winkelabschnitten Sd entspricht. Und auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod (n+1), ωd (n+2) und des Zeitintervalls ΔTd (n+1), ΔTd (n+2) in jedem der just nachher zwei Winkelabschnitte Sd des erfassten Objektwinkels θd (n) berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1), die den just nachher zwei Winkelabschnitten Sd entspricht. Auf Grundlage der Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1), die den just vorher zwei Winkelabschnitten Sd des erfassten Objektwinkels θd (n) entspricht, und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1), die den just nachher zwei Winkelabschnitten Sd entspricht, berechnet dann die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das eine Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n), das dem erfassten Objektwinkel θd (n) entspricht.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 einen Kurbelwinkelstoß (Engl.: crank angle jerk) δd, der eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist, als das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd. Wie in einer Gleichung (7) gezeigt, dividiert genauer genommen die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 den Subtraktionswert, der die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) von der just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) subtrahierte, durch den Gesamtwert des just nachher korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n+1) und des just vorher korrigierten Zeitintervalls ΔTdc (n) des erfassten Objektwinkels θd (n), um den Kurbelwinkelstoß 5d (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) zu berechnen. $δ d (n) = {α d (n + 1) - α d (n - 1)} / {Δ Tdc (n + 1) + Δ Tdc (n)}$
Wie oben erwähnt, sind, um das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd oder den Kurbelwinkelstoß δd zu berechnen, das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd der just nachher zwei Winkelabschnitte Sd (n+1), Sd (n+2) des erfassten Objektwinkels θd (n) erforderlich. Deshalb legt die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 den erfassten Winkel θd, der wenigstens zwei später als der neueste erfasste Winkel θd ist, als den erfassten Objektwinkel fest und führt eine Berechnung des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd oder des Kurbelwinkelstoßes δd durch.
<Korrekturwert-Änderungseinheit 54>
Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 ändert den Korrekturwert Kc in jedem der Winkelabschnitte Sd so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (oder der Kurbelwinkelstoß δd) in jedem der erfassten Winkel θd oder der Winkelabschnitte Sd (in diesem Beispiel der erfassten Winkel θd) sich null nähern.
Wie in dem Beispiel von 8 gezeigt, ist in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) größer als null ist, die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) größer als die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1), und die Kurbelwinkelbeschleunigung αd nimmt zu. Um das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) nah zu null zu bringen, kann deshalb die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) erhöht werden, oder die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) kann verringert werden.
Um die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) zu erhöhen, kann die just vorher Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n) erhöht werden. Zu diesem Zweck kann der just vorher Korrekturwert Kc (n) so geändert werden, dass das just vorher korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) zunimmt, oder so, dass das just vorher korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) sich verringert. Um die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) zu verringern, kann andererseits die just nachher Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod (n+1) verringert werden. Zu diesem Zweck kann der just nachher Korrekturwert Kc (n+1) so geändert werden, dass das just nachher korrigierte Winkelintervall Δθdc (n+1) sich verringert, oder so, dass das just nachher korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n+1) sich erhöht.
Andererseits ist in dem Fall, der in einem Beispiel von 9 gezeigt sein soll, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) kleiner als null ist, die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) kleiner als die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1), und die Kurbelwinkelbeschleunigung αd verringert sich. Um das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) nah zu null zu bringen, kann deshalb die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) verringert werden, oder die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) kann erhöht werden.
Um die just vorher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) zu verringern, kann die just vorher Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n) verringert werden. Zu diesem Zweck kann der just vorher Korrekturwert Kc (n) so geändert werden, dass das just vorher korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) sich verringert, oder so, dass das just vorher korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) sich erhöht.
Um andererseits die just nachher Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) zu erhöhen, kann die just nachher Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n+1) erhöht werden. Zu diesem Zweck kann der just nachher Korrekturwert Kc (n+1) so geändert werden, dass das just nachher korrigierte Winkelintervall Δθdc (n+1) sich erhöht, oder so, dass das just nachher korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n+1) sich verringert.
Deshalb ist die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 wie folgt ausgestaltet. Zuerst wird der Fall erläutert, wo sie ausgestaltet ist zum Korrigieren des Winkelintervalls Δθd durch den Korrekturwert Kc. In dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) ein positiver Wert ist, führt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine oder beide von einer Erhöhungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel erhöht) wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) zu erhöhen, und einer Verringerungskorrektur durch, zu welcher der Korrekturwert Kc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel verringert) wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) zu verringern. In dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) ein negativer Wert ist, führt andererseits die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine oder beide von einer Verringerungskorrektur, zu welcher ein Korrekturwert Kc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel verringert) wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) zu verringern, und einer Erhöhungskorrektur durch, zu welcher ein Korrekturwert Kc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel erhöht) wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) zu erhöhen.
Als Nächstes wird der Fall erläutert, wo das Zeitintervall ΔTd durch den Korrekturwert Kc korrigiert wird. In dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) ein positiver Wert ist, führt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine oder beide von einer Verringerungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel verringert) wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) zu verringern, und einer Erhöhungskorrektur durch, zu welcher der Korrekturwert Kc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel erhöht) wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) zu erhöhen. In dem Fall, wo andererseits das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) ein negativer Wert ist, führt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine oder beide von einer Erhöhungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel erhöht) wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) zu erhöhen, und einer Verringerungskorrektur durch, zu welcher der Korrekturwert Kc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) geändert (in diesem Beispiel verringert) wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) zu verringern.
Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 erhöht oder verringert den Korrekturwert Kc des jeweiligen Winkelabschnitts Sd um ein vorbereitend festgelegtes Änderungsausmaß AKc. Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 kann ausgestaltet sein zum Ändern des Änderungsausmaßes ΔKc gemäß einem Absolutwert des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd des jeweiligen Winkelabschnitts Sd. In diesem Fall erhöht die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 das Änderungsausmaß ΔKc, wenn/wie der Absolutwert des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd des jeweiligen Winkelabschnitts Sd groß wird. In dem Fall, wo der Absolutwert des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd des jeweiligen Winkelabschnitts Sd kleiner als oder gleich zu einem vorbereitend festgelegten Totzone-Bestimmungswert ist, kann die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 ausgestaltet sein zum Durchführen einer Totzone-Verarbeitung, für die der Korrekturwert Kc nicht geändert wird.
<Änderungserlaubnisbedingungen des Korrekturwertes Kc>
Wie in 10 gezeigt, wird in dem Fall, wo Kraftstoff an den Verbrennungsmotor 1 geliefert wird und er verbrennt (gezeigt durch die strichpunktierte Linie), da eine Druckschwankung in dem Zylinder 7 aufgrund der Verbrennung groß ist, eine zeitliche Änderung des Zeitintervalls ΔTd groß, und eine zeitliche Änderung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit wird groß. In dem Fall, wo die Kraftstoffversorgung gestoppt wurde, und die Verbrennung stoppt, und die Last des Verbrennungsmotors 1 ein Mittelgrad (durch die unterbrochene Linie gezeigt) ist, obwohl die Druckschwankung in dem Zylinder 7 sich eher als die Zeit der Verbrennung verringert, ist die in den Zylinder 7 hereingenommene Luftmenge viel, und der Druckschwankungsbereich der Luft in dem Zylinder 7 wird groß. Aus diesem Grund verringert sich die zeitliche Änderung des Zeitintervalls und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit eher als die Zeit der Verbrennung, verringert sich jedoch nicht vollständig.
In dem Fall, wo die Kraftstoffversorgung gestoppt wird und die Last des Verbrennungsmotors 1 niedrig ist (durch die durchgezogene Linie gezeigt), ist die in den Zylinder 7 hereingenommene Luftmenge klein und der Druckschwankungsbereich der Luft in dem Zylinder 7 verringert sich signifikant. Aus diesem Grund verringert sich die zeitliche Änderung des Zeitintervalls und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit signifikant, und die Drehung der Kurbelwelle 2 wird nah zu einer gleichförmigen Kreisbewegung. Jedoch verbleibt Luft in dem Zylinder 7, und die Druckschwankung der Luft in dem Zylinder 7 wird geringfügig erzeugt. Wie in 11 gezeigt, die die vertikale Achse von 10 expandiert, verringert sich die zeitliche Änderung des Zeitintervalls und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit, wird jedoch nicht null. In 11 zeigt die durchgezogene Linie das Zeitintervall ΔTd ohne Korrektur, und die unterbrochene Linie zeigt das Zeitintervall, das ein Ziel einer Korrektur durch den Korrekturwert Kc wird. Selbst in dem Zustand eines Verbrennungsstopps und einer niedrigen Last wird deshalb, anders als bei der vorliegenden Ausführungsform, falls es ausgestaltet ist zum Ändern des Korrekturwertes Kc so, dass die Kurbelwinkelbeschleunigung αd, die die Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod ist, sich null nähert, eine inkorrekte Korrektur auftreten.
Andererseits werden das Zeitintervall und die Kurbelwinkelgeschwindigkeit nah zu dem Verhalten, das sich mit einer konstanten Steigung erhöht oder verringert, und die zeitliche Änderung der Kurbelwinkelbeschleunigung αd nähert sich null. Deshalb kann eine geeignete Korrektur durchgeführt werden mittels Ändern des Korrekturwertes Kc so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd, welches das Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist, sich null nähert, wie die vorliegende Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform erlaubt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Änderung des Korrekturwertes Kc in dem Fall, wo eine Änderungserlaubnisbedingung, durch welche die Kraftstoffversorgung an den Verbrennungsmotor 1 gestoppt wird und die Last des Verbrennungsmotors 1 niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungslast ist, erfüllt wird.
Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 bestimmt, dass die Last des Verbrennungsmotors 1 niedriger als die Bestimmungslast ist, in dem Fall eines Erfüllens einer Bedingung, welche durch UND irgendeine oder mehr Bedingungen aus einer Mehrzahl von Bedingungen kombinierte, die eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo der Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 4, der auf Grundlage des Ausgabesignals des Drosselklappenpositionssensors 19 erfasst worden ist, niedriger als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungsöffnungsgrad ist, eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo die in den Verbrennungsmotor 1 (den Zylinder 7) hereingenommene Ansaugluftmenge, die auf Grundlage des Ausgabesignals des Luftströmungssensors erfasst worden ist, niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungsluftmenge ist, eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo der Druck in dem Ansaugkrümmer 12, der auf Grundlage des Ausgabesignals des Krümmerdrucksensors 8 erfasst worden ist, niedriger als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungsdruck ist, und eine Bedingung sind, die in dem Fall erfüllt ist, wo der Ladewirkungsgrad (Engl.: charging efficiency) des Verbrennungsmotors 1 niedriger als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungswirkungsgrad ist.
Beispielsweise ist der Bestimmungsöffnungsgrad vorbereitend auf den Öffnungsgrad festgelegt, der kleiner als oder gleich zu 5% der Variationsbreite des Öffnungsgrades des Drosselklappenventils 4 wird. Die Bestimmungsluftmenge ist vorbereitend auf die Luftmenge festgelegt, die kleiner als oder gleich zu 5% der Variationsbreite der Ansaugluftmenge wird. Der Bestimmungsdruck ist vorbereitend auf den Druck festgelegt, der kleiner als oder gleich zu 5% der Variationsbreite des Drucks in dem Ansaugkrümmer 12 wird. Der Bestimmungswirkungsgrad ist vorbereitend auf den Ladewirkungsgrad festgelegt, der kleiner als oder gleich zu 5% der Variationsbreite des Ladewirkungsgrades wird.
<Vollendungsbestimmung der Änderung des Korrekturwertes Kc>
Jedes Mal, wenn die Kurbelwelle 2 sich einen vorbereitend festgelegten Bestimmungswinkel (in diesem Beispiel 360 Grad) dreht, berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 einen Variationsgrad zu einem Mittelwert des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd über das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (oder den Kurbelwinkelstoß δd) für den Bestimmungswinkel. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Standardabweichung σ des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd (oder des Kurbelwinkelstoßes δd) für den Bestimmungswinkel als den Variationsgrad. In dem Fall, wo ein Absolutwert |Δσ| eines Änderungsausmaßes zwischen der das letzte Mal berechneten Standardabweichung σ und der dieses Mal berechneten Standardabweichung σ kleiner als ein vorbereitend festgelegtes Bestimmungsänderungsausmaß Xσ wird, bestimmt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54, dass die Änderung des Korrekturwertes Kc vollendet ist, stoppt die Änderung des Korrekturwertes Kc und hält den Korrekturwert Kc.
Wenn der Korrekturwert Kc des jeweiligen Winkelabschnitts Sd sich zweckgemäß ändert, nähert sich das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd des jeweiligen erfassten Winkels θd null. Dann, wenn das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd des jeweiligen erfassten Winkels θd sich null nähert, verringert sich der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung σ des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd schrittweise. Gemäß der oben erwähnten Ausgestaltung kann es in dem Fall, wo der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung σ sich verringert, bis der Absolutwert |Δσ| kleiner als oder gleich zu dem Bestimmungsänderungsausmaß Xσ wird, es bestimmt werden, dass eine geeignete Änderung des Korrekturwertes Kc vollendet ist, und die Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc kann gestoppt werden. Deshalb kann die Verarbeitungslast der Steuereinrichtung 50 reduziert werden. Selbst nachdem die geeignete Änderung des Korrekturwertes Kc vollendet ist, kann durch Fortsetzen der Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc verhindert werden, dass eine inkorrekte Änderung des Korrekturwertes Kc durch einen gewissen Faktor erzeugt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Standardabweichung σ auf Grundlage der Daten von N Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßen Δαd (in diesem Beispiel 90 Elemente) für den Bestimmungswinkel mit Verwendung einer Gleichung (8). $σ = \sqrt{\frac{1}{N - 1} {\sum_{n = 1}^{N} Δα d {(n)}^{2} - \frac{1}{N} {(\sum_{n = 1}^{N} Δα d (n))}^{2}}}$
Wie in einer Gleichung (9) gezeigt, berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 jedes Mal, wenn die Standardabweichung σ M-mal berechnet wird, einen Mittelwert σave von M Standardabweichungen σ. Dann berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 einen Absolutwert eines Wertes, erhalten mittels Dividieren der Differenz zwischen dem Mittelwert aave (k-1) der Standardabweichung, der das letzte Mal berechnet worden ist, und dem Mittelwert σave (k) der Standardabweichung, der dieses Mal berechnet worden ist, durch einen Mittelwert aave (k) der Standardabweichung, der dieses Mal berechnet worden ist, als den Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung. Deshalb wird das Änderungsausmaß der Standardabweichung, welches dimensionslos gemacht worden ist, berechnet. $\begin{array}{l} σ ave (k) = \frac{1}{M} \sum_{m = 1}^{M} σ (m) \\ | Δσ | = | \frac{σ ave (k - 1) - σ ave (k)}{σ ave (k)} | \end{array}$
<Änderung des Korrekturwertes Kc mit Verwendung gespeicherter Daten>
In der vorliegenden Ausführungsform speichert die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd, in jedem der Winkelabschnitte Sd, die in dem Fall erfasst wurden, wo die Änderungserlaubnisbedingung, dass die Kraftstoffversorgung an den Verbrennungsmotor 1 gestoppt wird, und die Last des Verbrennungsmotors 1 niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungslast ist, erfüllt wird. Dann führen die Winkelinformation-Korrektureinheit 52, die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 und die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Verarbeitung auf dem Winkelintervall Δθd und dem Zeitintervall ΔTd in jedem der gespeicherten Winkelabschnitte Sd durch, um den Korrekturwert Kc zu ändern.
Gemäß dieser Ausgestaltung wird es unnötig, in Echtzeit auf dem Winkelintervall Δθd und dem Zeitintervall ΔTd zu verarbeiten, die erfasst wurden, um den Korrekturwert Kc zu ändern. Demgemäß kann die Verarbeitung zum Ändern des Korrekturwertes Kc in der Zeit verteilt werden und durchgeführt werden. Deshalb kann die Verarbeitungslast der Steuereinrichtung 50 reduziert werden, und die für die Steuereinrichtung 50 erforderliche Verarbeitungsleistungsfähigkeit kann reduziert werden. Da das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd, die gespeichert wurden unter den wünschenswerten Bedingungen des Verbrennungsstopps und der niedrigen Last, verwendet werden können, kann die Änderungsgenauigkeit des Korrekturwertes Kc verbessert werden.
In dem Fall, wo die Änderungserlaubnisbedingung erfüllt wird, speichert die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd für eine vorbereitend festgelegte Speicherzahl von Drehungen an den wiederbeschreibbaren Speicherapparat 91 der Steuereinrichtung 50, so wie ein RAM. Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 erfasst den Kurbelwellenwinkel θd und die erfasste Zeit Td. Die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 zählt die Speicherzahl i jedes Mal hoch, wenn die Winkelidentifizierungszahl n, das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd berechnet werden. Wie in 12 gezeigt, speichert die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 die Winkelidentifizierungszahl n, das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd an den Speicherapparat 91 durch Korrelieren mit der hochgezählten Speicherzahl i.
Die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 korrigiert das gespeicherte Winkelintervall Δθd oder das gespeicherte Zeitintervall ΔTd durch den Korrekturwert Kc. Die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 berechnet die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd, die Kurbelwinkelbeschleunigung αd und das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (oder den Kurbelwinkelstoß δd) auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc. Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 ändert den Korrekturwert Kc so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd sich null nähert.
Die Winkelinformation-Korrektureinheit 52, die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 und die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 führen eine Verarbeitung zum Ändern des Korrekturwertes Kc durch wiederholtes Verwenden des gespeicherten Winkelintervalls Δθd und des gespeicherten Zeitintervalls ΔTd für die Speicherzahl von Drehungen durch. Die über wünschenswerte Bedingungen gespeicherten Daten können wiederholt verwendet werden, und der Korrekturwert Kc kann mit hoher Genauigkeit geändert werden.
<Flussdiagramm der Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc>
Mit Verwendung des in 13 gezeigten Flussdiagramms wird als Nächstes eine Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. In dem Schritt S01 bestimmt zuerst die Korrekturwert-Änderungseinheit 54, ob oder ob nicht die Änderungserlaubnisbedingung, dass die Kraftstoffversorgung an den Verbrennungsmotor 1 gestoppt ist, und die Last des Verbrennungsmotors 1 niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungslast ist, erfüllt wird. In dem Fall, wo die Änderungserlaubnisbedingung erfüllt wird (der Schritt S01: Ja), speichert die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51, wie oben erwähnt, das Winkelintervall Δθd und das Zeitintervall ΔTd, die erfasst wurden. In diesem Beispiel werden die Daten für die Speicherzahl von Rotationen gespeichert.
In dem Schritt S03 legt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 2 als die Speicherzahl i fest. Dies ist so, weil eine Berechnung des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd die Daten des just vorher einen Winkelintervalls Δθd (i-1) und des just vorher einen Zeitintervalls ΔTd (i-1) in der vorliegenden Ausführungsform erfordert. In dem Schritt S04 korrigiert dann die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 das Winkelintervall Δθd oder das Zeitintervall ΔTd entsprechend der Speicherzahl i durch den Korrekturwert Kc der Winkelidentifizierungszahl n entsprechend der Speicherzahl i. Um das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd zu berechnen, korrigiert in der vorliegenden Ausführungsform die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 die Winkelintervalle Δθd oder die Zeitintervalle ΔTd, die der Speicherzahl eins vorher, dieses Mal, eins nachher und zwei nachher (i-1), (i), (i+1), (i+2) entsprechen, durch die Korrekturwerte Kc.
In dem Schritt S05 berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd, die Kurbelwinkelbeschleunigung αd und das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (oder den Kurbelwinkelstoß δd) auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc entsprechend der Speicherzahl i. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (i) entsprechend der Speicherzahl i durch Verwendung der korrigierten Winkelintervalle Δθdc und der korrigierten Zeitintervalle ΔTdc, die der Speicherzahl eins vorher, dieses Mal, eins nachher und zwei nachher (i-1), (i), (i+1), (i+2) entsprechen.
In dem Schritt S06 ändert die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 den Korrekturwert Kc der Winkelidentifizierungszahl n entsprechend der Speicherzahl i so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (i) (oder der Kurbelwinkelstoß δd) entsprechend der Speicherzahl i sich null nähert.
In dem Schritt S07 berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 Σ des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd (oder des Kurbelwinkelstoßes δd) in der Gleichung (8) zum Berechnen der Standardabweichung σ. Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 berechnet die Standardabweichung σ der Gleichung (8) in dem Fall, wo N Σ (in diesem Beispiel 90 Elemente) für den Bestimmungswinkel berechnet werden.
In dem Schritt S08 bestimmt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54, ob oder ob nicht die Speicherzahl i mehr als oder gleich zu der Zahl gespeicherter Daten für die Speicherzahl von Rotationen wird. In dem Fall, wo die Speicherzahl i kleiner als die Zahl gespeicherter Daten ist (der Schritt S08: Nein), addiert in dem Schritt S09 die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 1 zu der Speicherzahl i, kehrt zu dem Schritt S04 zurück, und führt wiederholt eine Verarbeitung des Schritts S04 bis zu dem Schritt S07 mit Verwendung gespeicherter Daten der nächsten Speicherzahl i durch.
In dem Fall, wo die Speicherzahl i andererseits mehr als oder gleich zu der Zahl gespeicherter Daten ist (der Schritt S08: Ja), berechnet in dem Schritt S10 die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 den Mittelwert σave der M Standardabweichungen σ, berechnet während der Speicherzahl i erhöht von 2 bis zu der Zahl gespeicherter Daten, mit Verwendung einer Gleichung (9). Dann berechnet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 den Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung auf Grundlage des Mittelwertes σave (k-1) der Standardabweichung, welche(r) das letzte Mal berechnet worden ist, und des Mittelwertes σave (k-1) der Standardabweichung, welche(r) dieses Mal berechnet worden ist, mit Verwendung der Gleichung (9).
In dem Schritt S11 bestimmt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54, ob oder ob nicht der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung kleiner als das Bestimmungsänderungsausmaß Xσ wird. In dem Fall, wo der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung mehr als oder gleich zu dem Bestimmungsänderungsausmaß Xσ wird (der Schritt S11: Nein), kehrt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 zu dem Schritt S03 zurück und führt wiederholt eine Verarbeitung zum Ändern des Korrekturwertes Kc durch Verwendung des Winkelintervalls Δθd und des Zeitintervalls ΔTd für die Speicherzahl von Rotationen durch, die gespeichert wurden. In dem Fall, wo andererseits der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung kleiner als das Bestimmungsänderungsausmaß Xσ ist (der Schritt S11: Ja), schreitet die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 zu dem Schritt S12 vor, bestimmt, dass die Änderung des Korrekturwertes Kc vollendet ist, und beendet die Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc.
<Korrekturergebnisse durch den Korrekturwert Kc nach Vollendung der Änderung>
14 zeigt die Korrekturergebnisse durch den Korrekturwert Kc nach der Vollendung einer Änderung als eine durchgezogene Linie. Wie durch die unterbrochene Linie gezeigt, ist eine Vibrationskomponente hoher Amplitude, die aus der Toleranz des Zahns des Zahnkranzes 25 resultiert, auf dem Zeitintervall ΔTd vor einer Korrektur durch den Korrekturwert Kc überlagert. Die Amplitude des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc durch den Korrekturwert Kc nach der Vollendung der Änderung ist deutlich reduziert als vor der Korrektur, und das korrigierte Zeitintervall ΔTdc nähert sich dem in 11 gezeigten Korrekturziel. Deshalb kann der Korrekturwert Kc eine Variation des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc gut korrigieren, die aus der Toleranz des Zahns des Zahnkranzes 25 resultiert.
15 zeigt ein Spektralanalyseergebnis des Zeitintervalls ΔTd vor der Korrektur von 14 und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc durch den Korrekturwert Kc nach der Vollendung der Änderung. In der Spektralanalyse wird das 4 Grad entsprechende Zeitintervall ΔTd als die Daten eines Punktes verwendet, und eine schnelle FourierTransformation mit Verwendung der Daten von 64 Punkten wird verwendet. Die Ordnung der Frequenz in der horizontalen Achse gibt die Abtastwertposition des Spektralanalyseergebnisses an. Die Erste-Ordnung-Frequenz entspricht ungefähr 0,7-mal (=64/90) einer Drehfrequenz der Kurbelwelle 2. Die n-te-Ordnung-Frequenz entspricht n × 0,7-mal der Drehfrequenz der Kurbelwelle 2. Durch die Korrektur werden die Zweite- und Höhere-Ordnung-Frequenzkomponenten signifikant reduziert. Vor der Korrektur ist die Frequenzkomponente der 8,5-te-Ordnung-Niedrigfrequenz groß. In dem Fall eines Durchführens einer Tiefpassfilterverarbeitung, welche die Vibrationskomponente des Zeitintervalls ΔTd verringert, ist es demgemäß erforderlich, die Grenzfrequenz der Tiefpassfilterverarbeitung auf eine Frequenz kleiner als oder gleich zu der 8,5-te-Ordnung zu setzen, und die Grenzfrequenz kann nicht auf eine hohe Frequenz von mehr als oder gleich zu der 8,5-te-Ordnung gesetzt werden. über das korrigierte Zeitintervall ΔTdc kann andererseits die Frequenzkomponente signifikant reduziert werden bis zu der hohen Frequenz um die 28-te-Ordnung herum. In dem Fall eines Durchführens einer Tiefpassfilterverarbeitung, die die Vibrationskomponente des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc verringert, kann deshalb die Grenzfrequenz der Tiefpassfilterverarbeitung signifikant erhöht werden. Durch die Korrektur kann deshalb die Änderung des Zeitintervalls ΔTd eines hohen Frequenzbandes präzise erfasst werden, und eine Schätzgenauigkeit wie beispielsweise eines unten erwähnten Zylinderinnendrucks kann verbessert werden.
<Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55>
Die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 berechnet ein Verbrennungsgasdruck-Drehmoment Tb, welches durch die Verbrennung erzeugt wurde, durch Verwendung einer Bewegungsgleichung eines Rotationssystems der Kurbelwelle 2, welches einen Kolben, eine Pleuelstange und eine Kurbel des Verbrennungsmotors 1 enthält, auf Grundlage des Kurbelwellenwinkels θd und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd; und schätzt einen Zylinderinnendruck Pcylb des Zylinders b, der brennt bzw. eine Verbrennung durchführt, auf Grundlage des Verbrennungsgasdruck-Drehmoments Tb und des Kurbelwellenwinkels θd.
Zusätzlich zu der Verarbeitung, die auf dem Winkelintervall Δθd oder dem Zeitintervall ΔTd durchgeführt worden ist, die gespeichert worden sind während einer Erfüllung der Änderungserlaubnisbedingung für die Änderungsverarbeitung des Korrekturwertes Kc, korrigieren in der vorliegenden Ausführungsform die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 und die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 in Echtzeit das Winkelintervall Δθd oder das Zeitintervall ΔTd, die in Echtzeit berechnet wurden, durch den Korrekturwert Kc und berechnen die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd und die Kurbelwinkelbeschleunigung αd in Echtzeit. Die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 führt eine Tiefpassfilterverarbeitung auf dem korrigierten Zeitintervall ΔTdc oder der Kurbelwinkelbeschleunigung αd durch, um eine Störsignalkomponente einer hohen Frequenz zu reduzieren.
Die Bewegungsgleichung des Rotationssystems der Kurbelwelle 2, das den Kolben, die Pleuelstange und die Kurbel des Verbrennungsmotors 1 enthält, kann durch eine Gleichung (10) ausgedrückt werden. $\begin{matrix} I \cdot α d = \sum_{j = 1}^{L} {({Pcyl}_{j} \cdot Sp + mp \cdot α p_{j}) \cdot R_{j}} - Tex \\ R_{j} = r \cdot (sin θ d_{j} + tan ϕ_{j} \cdot cos θ d_{j}) \end{matrix}$
Hier ist I ein Trägheitsmoment der Kurbelwelle 2; Pcylj ist der Zylinderinnendruck des j-ten Zylinders 7; Sp ist eine Vorstehfläche einer Oberseite des Kolbens 5; mp ist eine Masse des Kolbens 5; αpj ist eine Beschleunigung des Kolbens 5 des j-ten Zylinders 7; Rj ist ein Umwandlungsfaktor, der eine Kraft, die bei dem Kolben 5 des j-ten Zylinders 7 erzeugt worden ist, in ein Drehmoment um die Kurbelwelle 2 umwandelt; Tex ist ein Externe-Last-Drehmoment, das an die Kurbelwelle 2 von außen übertragen worden ist, so wie eine Reibung, eine Last einer Hilfsmaschine und ein Antriebswiderstand. L ist eine Anzahl der Zylinder, und L ist drei (L=3) in der vorliegenden Ausführungsform. r ist ein Radius der Kurbel; θdj ist ein Kurbelwellenwinkel auf der Grundlage des oberen Totpunkts des Kolbens 5 des j-ten Zylinders 7; φj ist ein Winkel der Pleuelstange des j-ten-Zylinders 7 und wird bestimmt auf Grundlage eines Pleuelstangenverhältnisses, das ein Verhältnis einer Kurbellänge und einer Pleuelstangenlänge ist, und des Kurbelwellenwinkels θdj.
Die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 berechnet eine Beschleunigung αpj des Kolbens 5 des jeweiligen Zylinders j auf Grundlage der geometrischen Beziehung der Pleuelstange 9 und der Kurbel 32, die sich gemäß dem Kurbelwellenwinkel θdj des jeweiligen Zylinders j und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ändert. Die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 berechnet einen Umwandlungsfaktor Rj des jeweiligen Zylinders j auf Grundlage des Kurbelwellenwinkels θdj des jeweiligen Zylinders j.
Ein Zylinderinnendruck Pcylj in dem Takt anders als der letzteren Hälfte des Kompressionstaktes und des Expansionstaktes, in dem eine Verbrennung durchgeführt wird, ist ein Druck, der dem Druck in dem Ansaugkrümmer 12, dem Außenluftdruck und dem Kurbelwellenwinkel θdj entspricht. Die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 schätzt einen Zylinderinnendruck Pcylubj des jeweiligen nicht-verbrannten Zylinders j, der in dem Ansaugtakt, dem Kompressionstakt (außer der letzteren Hälfte) oder dem Ausstoßtakt ist, auf Grundlage des Drucks in dem Ansaugkrümmer 12, des Außenluftdrucks und des Kurbelwellenwinkels θdj. In dem Fall, wo der b-te Zylinder 7 in der letzteren Hälfte des Kompressionstaktes oder des Expansionstaktes ist, und eine Verbrennung durchgeführt wird, kann die Gleichung (10) wie eine Gleichung (11) transformiert werden. Hier ist Pcylb der Zylinderinnendruck des Verbrennungszylinders b; Pcylubj ist der Zylinderinnendruck des jeweiligen nicht-verbrannten Zylinders j (j!=b). $\begin{array}{l} I \cdot α d = ({Pcyl}_{b} \cdot Sp + mp \cdot α p_{b}) \cdot R_{b} \\ + \sum_{j = 1, j \neq b}^{L} {({Pcylub}_{j} \cdot Sp + mp \cdot α p_{j}) \cdot R_{j}} - Tex \end{array}$
Da der erste Term der rechten Seite einer Gleichung (11) null in dem Fall wird, wo der Kolben 5 des Verbrennungszylinders b sich bei dem oberen Totpunkt befindet, wird sie durch Umordnen der Gleichung (11) bezüglich des Externe-Last-Drehmoments Tex wie eine Gleichung (12). Es wird angenommen, dass das Externe-Last-Drehmoment Tex ein konstanter Wert ist, der bei dem oberen Totpunkt geschätzt worden ist, da das Externe-Last-Drehmoment Tex sich nicht viel für 1 Zyklus ändert. $Tex = \sum_{j = 1, j \neq b}^{L} {({Pcylub}_{j} \cdot Sp + mp \cdot α p_{j}) \cdot R_{j}} - I \cdot α d$
Durch Verwendung der Gleichung (12) schätzt die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 das Externe-Last-Drehmoment Tex auf Grundlage des Zylinderinnendrucks Pcylubj, der Beschleunigung αpj des Kolbens 5 und des Umwandlungsfaktors Rj des jeweiligen nicht-verbrannten Zylinders j und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd in dem Fall, wo der Kolben 5 des Verbrennungszylinders b bei dem oberen Totpunkt ist.
Eine Gleichung (13) wird erhalten durch Umordnen einer Gleichung (11) bezüglich „Pcylb × Sp × Rb“, was dem Verbrennungsgasdruck-Drehmoment Tb entspricht, welches in der Kurbelwelle 2 durch eine Verbrennung erzeugt worden ist. $\begin{matrix} Tb = {Pcyl}_{b} \cdot Sp \cdot R_{b} \\ = I \cdot α d - mp \cdot α p_{b} \cdot R_{b} - \sum_{j = 1, j \neq b}^{L} {({Pcylub}_{j} \cdot Sp + mp \cdot α p_{j}) \cdot R_{j}} + Tex \end{matrix}$
Die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 schätzt das Verbrennungsgasdruck-Drehmoment Tb auf Grundlage des Kurbelwinkels θd und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd durch Verwendung der Bewegungsgleichung eines Rotationssystems der Kurbelwelle 2, die in der Gleichung (13) gezeigt ist. Zu dieser Zeit, wie oben erwähnt, berechnet die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 die Beschleunigung αpb des Kolbens und den Umwandlungsfaktor Rb des Verbrennungszylinders b; den Zylinderinnendruck Pcylubj, die Beschleunigung αpj des Kolbens 5 und den Umwandlungsfaktor Rj des jeweiligen nicht-verbrannten Zylinders j; und das Externe-Last-Drehmoment Tex.
Dann berechnet die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 den Zylinderinnendruck Pcylb des Verbrennungszylinders b mittels Dividieren des Verbrennungsgasdruck-Drehmoments Tb durch die Vorstehfläche Sp des Kolbens 5 und den Umwandlungsfaktor Rb des Verbrennungszylinders b, wie in einer Gleichung (14) gezeigt. ${Pcyl}_{b} = \frac{T_{b}}{Sp \cdot R_{b}}$
<Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56>
Die Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56 berechnet den Verbrennungsparameter von einer oder beiden von einer Wärmefreisetzungsrate und einer Massenverbrennungsrate MFB auf Grundlage des Zylinderinnendrucks Pcylb des Verbrennungszylinders b.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56 die Wärmefreisetzungsrate dQ/dθ pro Einheitskurbelwellenwinkel mit Verwendung einer Gleichung (15). Hier ist κ ein Verhältnis einer spezifischen Wärme bzw. Wärmekapazität; Vb ist ein Zylindervolumen des Verbrennungszylinders b. Die Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56 berechnet das Zylindervolumen Vb und die Zylindervolumen-Änderungsrate dVb/dθ pro Einheitskurbelwellenwinkel auf Grundlage der geometrischen Beziehung des Kurbelwellenwinkels θdb, der Pleuelstange 9 und der Kurbel 32 des Verbrennungszylinders b. $\frac{dQ}{d θ} = \frac{κ}{κ - 1} {Pcyl}_{b} \cdot \frac{{dV}_{b}}{d θ} + \frac{1}{κ - 1} V_{b} \frac{{dPcyl}_{b}}{d θ}$
Durch Verwendung einer Gleichung (16) berechnet die Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56 die Massenverbrennungsrate MFB des jeweiligen Kurbelwellenwinkels θdb mittels Dividieren des momentanen Integralwertes, der mit der Wärmefreisetzungsrate dQ/d0 von einem Verbrennungsstartwinkel θ0 bis zu dem Kurbelwellenwinkel θdb integrierte, durch einen Gesamtintegralwert Q0, der mit der Wärmefreisetzungsrate dQ/d0 über einen gesamten Verbrennungswinkelabschnitt integrierte. $MBF (θ d_{b}) = \frac{\int_{θ_{0}}^{θ d_{b}} \frac{dQ}{d θ} d θ}{Q_{0}}$
<Verbrennungssteuereinheit 57>
Die Verbrennungssteuereinheit 57 führt eine Verbrennungssteuerung, die einen oder beide von dem Zündzeitpunkt und dem EGR-Ausmaß ändert, auf Grundlage des Verbrennungsparameters durch. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Verbrennungssteuereinheit 57 einen Kurbelwellenwinkel θdb, für den die Massenverbrennungsrate MFB 0,5 (50%) wird (als ein Verbrennungszentriwinkel bezeichnet), und ändert einen oder beide von dem Zündzeitpunkt und dem EGR-Ausmaß so, dass der Verbrennungszentriwinkel sich einem vorbereitend festgelegten Zielwinkel nähert. In dem Fall, wo der Verbrennungszentriwinkel eher auf der Verzögerungswinkelseite als der Zielwinkel ist, ändert beispielsweise die Verbrennungssteuereinheit 57 den Zündzeitpunkt zu der Voreilungswinkelseite oder erhöht den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 22, um das EGR-Ausmaß zu erhöhen. Wenn sich das EGR-Ausmaß erhöht, wird eine Verbrennungsgeschwindigkeit langsam, und der Verbrennungszentriwinkel ändert sich zu der Voreilungswinkelseite. In dem Fall, wo der Verbrennungszentriwinkel eher auf der Voreilungswinkelseite als der Zielwinkel ist, ändert andererseits die Verbrennungssteuereinheit 57 den Zündzeitpunkt zu der Verzögerungswinkelseite oder verringert den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 22, um das EGR-Ausmaß zu verringern.
Alternativ kann die Verbrennungssteuereinheit 57 ausgestaltet sein zum Bestimmen des Kurbelwellenwinkels θdb, für den die Wärmefreisetzungsrate dQ/dθ ein Maximalwert wird, und zum Ändern von einem oder beiden von dem Zündzeitpunkt und dem EGR-Ausmaß so, dass der Kurbelwellenwinkel θdb sich einem vorbereitend festgelegten Zielwinkel nähert.
<Verbesserung der Berechnungsgenauigkeit des Zylinderinnendrucks, der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate>
Mit Verwendung von 16 wird in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform, die die Korrektur durch den Korrekturwert Kc durchführt, und in dem Fall des Vergleichsbeispiels, das nicht die Korrektur durchführt, die Berechnungsgenauigkeit des Zylinderinnendrucks, der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate erläutert. Die Spalte auf der linken Seite von 16 zeigt ein Verhalten jedes berechneten Wertes in dem Fall des Vergleichsbeispiels, welches nicht die Korrektur durch den Korrekturwert Kc durchführt. Die Spalte auf der rechten Seite von 16 zeigt ein Verhalten jedes berechneten Wertes in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform, die die Korrektur durch den Korrekturwert Kc nach der Vollendung einer Änderung durchführte.
In dem Fall des Vergleichsbeispiels der linken Seite wird, wie oben erwähnt, um die 8,5-te-Ordnung-Frequenzkomponente zu entfernen, die auf dem Zeitintervall ΔTd überlagert ist, die Tiefpassfilterverarbeitung durchgeführt, deren Grenzfrequenz niedrig ist. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform der rechten Seite ist andererseits die Grenzfrequenz der Tiefpassfilterverarbeitung höher als bei dem Fall des Vergleichsbeispiels (in diesem Beispiel 12-te-Ordnung). In dem Fall des Vergleichsbeispiels der linken Seite, wenn verglichen mit dem gemessenen Wert, werden demgemäß Wellenformen glatt, besonders wird die Berechnungsgenauigkeit der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate MFB schlechter. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform der rechten Seite, obwohl mit einem gemessenen Wert verglichen, ist andererseits die Glättung von Wellenformen klein, und die Berechnungsgenauigkeit insbesondere der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate MFB verbessert sich signifikant. In der vorliegenden Ausführungsform kann deshalb die Steuerungsgenauigkeit der Verbrennungssteuerung verbessert werden, die den Verbrennungsparameter der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate MFB verwendete.
<Umrissflussdiagramm der gesamten Verarbeitung>
Die Prozedur (das Steuerverfahren des Verbrennungsmotors 1) einer schematischen Verarbeitung der Steuereinrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird auf Grundlage des in 17 gezeigten Flussdiagramms erläutert. Die in dem Flussdiagramm in 17 repräsentierte Verarbeitung ist beispielsweise jeden konstanten Operationszyklus wiederkehrend implementiert, indem die Rechenverarbeitungseinheit 90 eine in dem Speicherapparat 91 gespeicherte Software (ein Programm) implementiert.
In dem Schritt S51, wie oben erwähnt, implementiert die Winkelinformation-Erfassungseinheit 51 eine Winkelinformation-Erfassungsverarbeitung (ein Winkelinformation-Erfassungsschritt) zum Erfassen des erfassten Winkels θd und der erfassten Zeit Td auf Grundlage des Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors 6 und zum Berechnen des Winkelintervalls Δθd auf Grundlage des erfassten Winkels θd und der erfassten Zeit Td.
Als Nächstes implementiert in dem Schritt S52, wie oben erwähnt, die Winkelinformation-Korrektureinheit 52 eine Winkelinformation-Korrekturverarbeitung (ein Winkelinformation-Korrekturschritt) zum Korrigieren des Winkelintervalls Δθd oder des Zeitintervalls ΔTd in jedem der Winkelabschnitte Sd durch den Korrekturwert Kc, wobei einer entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte Sd bereitgestellt ist.
In dem Schritt S53, wie oben erwähnt, implementiert die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 eine Winkelinformation-Berechnungsverarbeitung (ein Winkelinformation-Berechnungsschritt) zum Berechnen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd, der Kurbelwinkelbeschleunigung αd und des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd (oder des Kurbelwinkelstoßes δd), entsprechend zu jedem der erfassten Winkel θd oder der Winkelabschnitte Sd, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc durch den Korrekturwert Kc.
Im Schritt S54 implementiert dann, wie oben erwähnt, die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Korrekturwert-Änderungsverarbeitung (ein Korrekturwert-Änderungsschritt) zum Ändern des Korrekturwertes Kc in jedem der Winkelabschnitte Sd so, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (oder Kurbelwinkelstoß δd) in jedem der erfassten Winkel θd oder der Winkelabschnitte Sd sich null nähert.
In dem Schritt S55 implementiert, wie oben erwähnt, die Zylinderinnendruck-Schätzeinheit 55 eine Zylinderinnendruck-Schätzungsverarbeitung (ein Zylinderinnendruck-Schätzschritt) zum Berechnen des Verbrennungsgasdruck-Drehmoments Tb, durch Verwendung der Bewegungsgleichung eines Rotationssystems der Kurbelwelle 2, das den Kolben, die Pleuelstange und die Kurbel des Verbrennungsmotors 1 enthält, auf Grundlage des Kurbelwellenwinkels θd und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd; und zum Schätzen des Zylinderinnendrucks Pcylb des Verbrennungszylinders b auf Grundlage des Verbrennungsgasdruck-Drehmoments Tb und des Kurbelwellenwinkels θd.
In dem Schritt S56 implementiert, wie oben erwähnt, die Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit 56 eine Verbrennungsparameter-Berechnungsverarbeitung (ein Verbrennungsparameter-Berechnungsschritt) zum Berechnen des Verbrennungsparameters von einer oder beiden der Wärmefreisetzungsrate und der Massenverbrennungsrate MFB auf Grundlage des Zylinderinnendrucks Pcylb des Verbrennungszylinders b.
Dann, in dem Schritt S57, wie oben erwähnt, implementiert die Verbrennungssteuereinheit 57 eine Verbrennungssteuerverarbeitung (ein Verbrennungssteuerschritt) zum Ändern von einem oder beiden von dem Zündzeitpunkt und dem EGR-Ausmaß auf Grundlage des Verbrennungsparameters.
<Andere Ausführungsformen>
Schließlich werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Jede der unten zu erläuternden Ausgestaltungen von Ausführungsformen ist nicht auf eine separate Nutzung beschränkt, sondern kann in Kombination mit den Ausgestaltungen anderer Ausführungsformen genutzt werden, solange wie keine Diskrepanz auftritt.
(1) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo der zweite Kurbelwinkelsensor 6 dem „spezifischen Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Erfindung entspricht, das Schwungrad 27 dem „Rotationsbauteil“ in der vorliegenden Erfindung entspricht, der Zahn des in dem Schwungrad 27 bereitgestellten Zahnkranzes 25 der „erfassten Einheit“ in dieser vorliegenden Erfindung entspricht. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorherigen Fall beschränkt. Das heißt, dass der erste Kurbelwinkelsensor 11 dem „spezifischen Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Erfindung entsprechen kann, die Signalplatte 10 dem „Rotationsbauteil“ in der vorliegenden Erfindung entsprechen kann, eine Mehrzahl von in der Signalplatte 10 bereitgestellten Zähnen der „erfassten Einheit“ in der vorliegenden Erfindung entsprechen kann.
(2) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo der Verbrennungsmotor 1 ein Benzinmotor ist. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass der Verbrennungsmotor 1 vielfältige Arten von Verbrennungsmotoren sein kann, so wie ein Dieselmotor und ein Motor, der eine HCCI-Verbrennung (Homogeneous-Charge Compression Ignition Combustion) durchführt.
(3) In der oben erwähnten Ausführungsform 1, wie mit Verwendung von 7 erläutert, ist der Fall erläutert worden, wo die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die Kurbelwinkelgeschwindigkeiten ωd in jedem der just vorher zwei und just nachher zwei Winkelabschnitte Sd des erfassten Objektwinkels θd (n) berechnet; die Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) entsprechend den just vorher zwei Winkelabschnitten Sd berechnet, und die eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n+1) entsprechend den just nachher zwei Winkelabschnitten Sd; und das eine Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) entsprechend dem erfassten Objektwinkel θd (n) auf Grundlage dieser zwei Kurbelwinkelbeschleunigungen berechnet. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 irgendein Berechnungsverfahren verwenden kann, solange wie es die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd, die Kurbelwinkelbeschleunigung αd und das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd, entsprechend jedem der erfassten Winkel θd oder der Winkelabschnitte Sd, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc berechnet.
Beispielsweise kann, wie in 18 gezeigt, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc in jedem von dem Objektwinkelabschnitt Sd (n), der der Winkelabschnitt Sd ist, bei dem das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) berechnet wird, dem just vorher einen Winkelabschnitt Sd (n-1) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) und dem just nachher einen Winkelabschnitt Sd (n+1) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die Kurbelwinkelgeschwindigkeit cod (n-1), ωd (n), ωd (n+1) in jedem von dem just vorher einen Winkelabschnitt Sd (n-1), dem Objektwinkelabschnitt Sd (n) und dem just nachher einen Winkelabschnitt Sd (n+1) berechnen. Auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n-1), ωd (n) und der Zeitintervalle ΔTd (n-1), ΔTd (n) in jedem von dem just vorher einen Winkelabschnitt Sd (n-1) und dem Objektwinkelabschnitt Sd (n) kann dann die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n-1) entsprechend diesen zwei Winkelabschnitten Sd berechnen. Und auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd (n), ωd (n+1) und des Zeitintervalls ΔTd (n), ΔTd (n+1) in jedem von dem Objektwinkelabschnitt Sd (n) und dem just nachher einen Winkelabschnitt Sd (n+1) kann die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 die eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd (n) entsprechend diesen zwei Winkelabschnitten Sd berechnen. Auf Grundlage der zwei Kurbelwinkelbeschleunigungen αd (n-1), αd (n) kann dann die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das eine Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) entsprechend dem Objektwinkelabschnitt Sd (n) berechnen.
(4) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd entsprechend zu jedem der erfassten Winkel θd berechnet; die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 einen oder beide von dem Korrekturwert Kc (n) des just vorher einen Winkelabschnitts Sd (n) und dem Korrekturwert Kc (n+1) des just nachher einen Winkelabschnitts Sd (n+1) des erfassten Objektwinkels θd (n) so ändert, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des erfassten Objektwinkels θd (n) sich null nähert. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass, wie mit Verwendung von 18 erläutert, die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte Sd berechnen kann; die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 den Korrekturwert Kc (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) so ändern kann, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n), der der Winkelabschnitt ist, der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, sich null nähert.
In dem Fall eines Korrigierens des Winkelintervalls Δθd durch den Korrekturwert Kc; in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) ein positiver Wert ist, kann genauer genommen die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Erhöhungskorrektur durchführen, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) zu erhöhen; in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) ein negativer Wert ist, kann die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Verringerungskorrektur durchführen, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) zu verringern. In dem Fall eines Korrigierens des Zeitintervalls ΔTd durch den Korrekturwert Kc; in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) ein positiver Wert ist, kann alternativ die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Verringerungskorrektur durchführen, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) zu verringern; in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß Δαd (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) ein negativer Wert ist, kann die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Erhöhungskorrektur durchführen, zu welcher der Korrekturwert Kc (n) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall ΔTdc (n) des Objektwinkelabschnitts Sd (n) zu erhöhen.
(5) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Änderung des Korrekturwert Kc in dem Fall erlaubt, wo die Änderungserlaubnisbedingung, für welche die Kraftstoffversorgung an den Verbrennungsmotor 1 gestoppt wird, und die Last des Verbrennungsmotors 1 niedriger als die Bestimmungslast ist, erfüllt wird. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt, d.h., dass die Änderungserlaubnisbedingungen eine zweckgemäße Bedingung sein können, die von der Ausführungsform 1 unterschiedlich ist, oder dass die Änderungserlaubnisbedingung nicht bereitgestellt werden kann.
(6) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo die Winkelinformation-Korrektureinheit 52, die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 und die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Verarbeitung auf dem Winkelintervall Δθd und dem Zeitintervall ΔTd durchführen, in jedem der Winkelabschnitte Sd, gespeichert in dem Fall, wo die Änderungserlaubnisbedingung erfüllt wird, um den Korrekturwert Kc zu ändern. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Winkelinformation-Korrektureinheit 52, die Winkelinformation-Berechnungseinheit 53 und die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Verarbeitung in Echtzeit auf dem Winkelintervall Δθd oder dem Zeitintervall ΔTd in jedem der Winkelabschnitte Sd, die in Echtzeit berechnet worden sind, durchführen und den Korrekturwert Kc ändern können.
(7) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Standardabweichung σ des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd für den Bestimmungswinkel berechnet; in dem Fall, wo der Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes zwischen dem zuletzt berechneten Wert und dem dieses Mal berechneten Wert der Standardabweichung σ kleiner als das Bestimmungsänderungsausmaß wird, stoppt die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Änderung des Korrekturwertes Kc und hält den Korrekturwert Kc. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 nicht die Änderung des Korrekturwertes Kc stoppen kann. In dem Fall, wo eine andere Bedingung als die Bedingung durch den Absolutwert |Δσ| des Änderungsausmaßes der Standardabweichung σ erfüllt wird, beispielsweise in dem Fall, wo die Standardabweichung kleiner als oder gleich zu einer vorbereitend festgelegten Bestimmungsabweichung wird, kann alternativ die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Änderung des Korrekturwertes Kc stoppen und den Korrekturwert Kc halten.
(8) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo, auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd, die auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc durch den Korrekturwert Kc berechnet worden sind, die Steuereinrichtung 50 den Zylinderinnendruck, die Wärmefreisetzungsrate und die Massenverbrennungsrate berechnet und die Verbrennungssteuerung durchführt. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Steuereinrichtung 50 eine andere Steuerung, so wie eine Fehlzündungserfassung einer Verbrennung des jeweiligen Zylinders 7, auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd und der Kurbelwinkelbeschleunigung αd durchführen kann, die auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls Δθdc und des korrigierten Zeitintervalls ΔTdc berechnet werden.
(9) In der oben erwähnten Ausführungsform 1 ist der Fall erläutert worden, wo die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 die Standardabweichung σ des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd für den Bestimmungswinkel als den Variationsgrad berechnet. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf den vorhergehenden Fall beschränkt. Das heißt, dass die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 eine Varianz σ^2 des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes Δαd für den Bestimmungswinkel als den Variationsgrad berechnen kann. Die Korrekturwert-Änderungseinheit 54 berechnet die Varianz σ^2 mit Verwendung der Gleichung (17), die einem Quadrat der Standardabweichung σ der Gleichung (8) entspricht. $σ^{2} = \frac{1}{N - 1} {\sum_{n = 1}^{N} Δα d {(n)}^{2} - \frac{1}{N} {(\sum_{n = 1}^{N} Δα d (n))}^{2}}$

Claims

Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1), der versehen ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten (25), die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil (27), das sich integral mit einer Kurbelwelle (2) dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor (6), der an einem Nichtrotationsbauteil (24) fixiert ist und die erfasste Einheit (25) erfasst, wobei die Steuereinrichtung (50) für den Verbrennungsmotor (1) umfasst: eine Winkelinformation-Erfassungseinheit (51), die ausgebildet ist, einen Kurbelwellenwinkel (θd) auf Grundlage eines Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors (6) zu erfassen und eine Zeit (Td) der Erfassung des Kurbelwellenwinkels (θd) zu erfassen, und auf Grundlage eines erfassten Winkels (θd), der der erfasste Kurbelwellenwinkel (θd) ist, und der erfassten Zeit (Td) ein Winkelintervall (Δθd) und ein Zeitintervall (ΔTd) entsprechend einem Winkelabschnitt (Sd) zwischen den erfassten Winkeln (θd) zu berechnen; eine Winkelinformation-Korrektureinheit (52), die ausgebildet ist, das Winkelintervall (Δθd) oder das Zeitintervall (ΔTd) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) durch einen Korrekturwert (Kc) zu korrigieren, der jeweils entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte (Sd) bereitgestellt wird; eine Winkelinformation-Berechnungseinheit (53), die ausgebildet ist, eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd), die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd), das ein Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd), auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls (Δθdc) und des korrigierten Zeitintervalls (ΔTdc) durch den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) zu berechnen; und eine Korrekturwert-Änderungseinheit (54), die ausgebildet ist, den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) so zu ändern, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) in jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd) sich null nähert.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet ist, die Änderung des Korrekturwertes (Kc) in dem Fall zu erlauben, wo die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors (1) gestoppt wird, und die Last des Verbrennungsmotors (1) niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungslast ist.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Winkelinformation-Erfassungseinheit (51) ausgebildet ist, das Winkelintervall (Δθd) und das Zeitintervall (ΔTd) in jedem der erfassten Winkelabschnitte (Sd) in dem Fall zu speichern, wo die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors (1) gestoppt wird, und die Last des Verbrennungsmotors (1) niedriger als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungslast ist, und wobei die Winkelinformation-Korrektureinheit (52), die Winkelinformation-Berechnungseinheit (53) und die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet sind, eine Verarbeitung auf dem Winkelintervall (Δθd) und dem Zeitintervall (ΔTd) in jedem der gespeicherten Winkelabschnitte (Sd) durchzuführen, um den Korrekturwert (Kc) zu ändern.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die Last des Verbrennungsmotors (1) niedriger als die Bestimmungslast ist, falls eine oder mehrere Bedingungen kombiniert aus einer Mehrzahl von Bedingungen erfüllt sind, die eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo ein Öffnungsgrad eines Drosselklappenventils (4) des Verbrennungsmotors (1) geringer als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungsöffnungsgrad ist, eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo eine in den Verbrennungsmotor (1) hereingenommene Ansaugluftmenge geringer als eine vorbereitend festgelegte Bestimmungsluftmenge ist, eine Bedingung, die in dem Fall erfüllt ist, wo ein Druck in einem Ansaugkrümmer (12) des Verbrennungsmotors (1) geringer als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungsdruck ist, und eine Bedingung sind, die in dem Fall erfüllt ist, wo ein Ladewirkungsgrad des Verbrennungsmotors (1) geringer als ein vorbereitend festgelegter Bestimmungswirkungsgrad ist.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Winkelinformation-Berechnungseinheit (53) ausgebildet ist, auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls (Δθdc (n-1), Δθdc (n), Δθdc (n+1), Δθdc (n+2)) und des korrigierten Zeitintervalls (ΔTdc (n-1), ΔTdc (n), ΔTdc (n+1), ΔTdc (n+2)) in jedem der vorherigen zwei Winkelabschnitte (Sd (n1), Sd (n)) und der folgenden zwei Winkelabschnitte (Sd (n+1), Sd (n+2)) eines erfassten Objektwinkels (θd (n)), der der erfasste Winkel (θd) ist, bei dem das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) berechnet wird, die Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd (n-1), ωd (n), cod (n+1), ωd (n+2)) in jedem der zwei vorherigen Winkelabschnitte (Sd (n-1), Sd (n)) und der zwei folgenden Winkelabschnitte (Sd (n+1), Sd (n+2)) zu berechnen; auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd (n-1), ωd (n)) und des Zeitintervalls (ΔTd (n-1), ΔTd (n)) in jedem der zwei vorherigen Winkelabschnitte (Sd (n-1), Sd (n)) die eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd (n-1)) entsprechend den zwei vorherigen Winkelabschnitten (Sd (n-1), Sd (n)) zu berechnen; auf Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (cod (n+1), ωd (n+2)) und des Zeitintervalls (ΔTd (n+1), ΔTd (n+2)) in jedem der zwei folgenden Winkelabschnitte (Sd (n+1), Sd (n+2))die eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd (n+1)) entsprechend den zwei folgenden Winkelabschnitten (Sd (n+1), Sd (n+2)) zu berechnen; und auf Grundlage der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd (n-1)), die den vorherigen zwei Winkelabschnitten (Sd (n-1), Sd (n)) entspricht, und der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd (n+1)), die den zwei folgenden Winkelabschnitten (Sd (n+1), Sd (n+2)) entspricht, das eine Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) zu berechnen, das dem erfassten Objektwinkel (θd (n)) entspricht.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Winkelinformation-Berechnungseinheit (53) ausgebildet ist, das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) entsprechend jedem der erfassten Winkel (θd) zu berechnen, wobei die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet ist, in dem Fall des Korrigierens des Winkelintervalls (Δθd) durch den Korrekturwert (Kc), und in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) eines erfassten Objektwinkels (θd (n)), der der erfasste Winkel (θd) ist, der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, ein positiver Wert ist, eine oder beide von einer Erhöhungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n))zu erhöhen, und einer Verringerungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) zu verringern, in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) ein negativer Wert ist, eine oder beide von einer Verringerungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) zu verringern, und einer Erhöhungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd n+1)) zu erhöhen, alternativ, in dem Fall des Korrigierens des Zeitintervalls (ΔTd) durch den Korrekturwert (Kc) und in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigungs-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) ein positiver Wert ist, eine oder beide von einer Verringerungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) zu verringern, und einer Erhöhungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) zu erhöhen, in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) ein negativer Wert ist, eine oder beide von einer Erhöhungskorrektur, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n)) des vorherigen Winkelabschnitts (Sd (n)) zu erhöhen, und einer Verringerungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) des erfassten Objektwinkels (θd (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n+1)) des folgenden Winkelabschnitts (Sd (n+1)) zu erhöhen.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Winkelinformation-Berechnungseinheit (53) ausgebildet ist, das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) entsprechend jedem der Winkelabschnitte (Sd) zu berechnen, wobei die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet ist, in dem Fall des Korrigierens des Winkelintervalls (Δθd) durch den Korrekturwert (Kc) und in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) eines Objektwinkelabschnitts (Sd (n)), der der Winkelabschnitt (Sd) ist, der zu einem Verarbeitungsobjekt gemacht worden ist, ein positiver Wert ist, eine Erhöhungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n))zu erhöhen, in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) ein negativer Wert ist, eine Verringerungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) geändert wird, um das korrigierte Winkelintervall (Δθdc (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) zu verringern; alternativ, in dem Fall des Korrigierens des Zeitintervalls (ΔTd) durch den Korrekturwert (Kc) und in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) ein positiver Wert ist, eine Verringerungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) zu verringern, in dem Fall, wo das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) ein negativer Wert ist, eine Erhöhungskorrektur durchzuführen, zu welcher der Korrekturwert (Kc (n)) geändert wird, um das korrigierte Zeitintervall (ΔTdc (n)) des Objektwinkelabschnitts (Sd (n)) zu erhöhen.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Korrekturwert-Änderungseinheit (54) ausgebildet ist, jedes Mal, wenn die Kurbelwelle (2) sich um einen vorbereitend festgelegten Bestimmungswinkel dreht, einen Variationsgrad zu einem Mittelwert des Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaßes (Δαd) über das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) für den Bestimmungswinkel zu berechnen, und in dem Fall, wo ein Absolutwert eines Änderungsausmaßes zwischen dem letztes Mal berechneten Variationsgrad und dem dieses Mal berechneten Variationsgrad weniger als ein vorbereitend festgelegtes Bestimmungsänderungsausmaß wird, die Änderung des Korrekturwertes (Kc) zu stoppen und den Korrekturwert (Kc) zu halten.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Winkelinformation-Berechnungseinheit (53) ausgebildet ist, einen Kurbelwinkelstoß (δd) zu berechnen, welcher eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist, als das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd).
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, mit ferner einer Zylinderinnendruck-Schätzeinheit (55), die ausgebildet ist, ein Gasdruckdrehmoment (Tb), das durch eine Verbrennung erzeugt worden ist, durch Verwendung einer Bewegungsgleichung eines Rotationssystems der Kurbelwelle (2), das einen Kolben, eine Pleuelstange und eine Kurbel des Verbrennungsmotors (1) enthält, auf Grundlage des Kurbelwellenwinkels (θd) und der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) zu berechnen; und einen Zylinderinnendruck (Pcylb) eines Zylinders (b), der eine Verbrennung durchführt, auf Grundlage des Gasdruckdrehmoments (Tb) und des Kurbelwellenwinkels (θd) zu schätzen.
Steuereinrichtung (50) für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 10, mit ferner: einer Verbrennungsparameter-Berechnungseinheit (56), die ausgebildet ist, einen Verbrennungsparameter von einer oder beiden von einer Wärmefreisetzungsrate und einer Massenverbrennungsrate (MFB) auf Grundlage des Zylinderinnendrucks (Pcylb) zu schätzen; und einer Verbrennungssteuereinheit (57), die ausgebildet ist, einen oder beide von einem Zündzeitpunkt und einem EGR-Ausmaß auf Grundlage des Verbrennungsparameters zu ändern.
Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1), der versehen ist mit einer Mehrzahl erfasster Einheiten (25), die bereitgestellt sind in einem Rotationsbauteil (27), das sich integral mit einer Kurbelwelle (2) dreht, bei einer Mehrzahl vorbereitend festgelegter Kurbelwellenwinkel, und einem spezifischen Kurbelwinkelsensor (6), der an einem Nichtrotationsbauteil (24) fixiert ist und die erfasste Einheit (25) erfasst, wobei das Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor (1) umfasst: einen Winkelinformation-Erfassungsschritt, der einen Kurbelwellenwinkel (θd) auf Grundlage eines Ausgabesignals des spezifischen Kurbelwinkelsensors (6) erfasst und eine Zeit (Td) der Erfassung des Kurbelwellenwinkels (θd) erfasst, und auf Grundlage eines erfassten Winkels (θd), der der erfasste Kurbelwellenwinkel (θd) ist, und der erfassten Zeit (Td) ein Winkelintervall (Δθd) und ein Zeitintervall (ΔTd) entsprechend einem Winkelabschnitt (Sd) zwischen den erfassten Winkeln (θd) berechnet; einen Winkelinformation-Korrekturschritt, der das Winkelintervall (Δθd) oder das Zeitintervall (ΔTd) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) durch einen Korrekturwert (Kc) korrigiert, der jeweils entsprechend zu jedem der Winkelabschnitte (Sd) bereitgestellt wird; einen Winkelinformation-Berechnungsschritt, der eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd), die eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), die eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) ist, und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd), das ein Zeitänderungsausmaß der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist, entsprechend jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd), auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls (Δθdc) und des korrigierten Zeitintervalls (ΔTdc) durch den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) berechnet; und einen Korrekturwert-Änderungsschritt, der den Korrekturwert (Kc) in jedem der Winkelabschnitte (Sd) so ändert, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß (Δαd) in jedem der erfassten Winkel (θd) oder der Winkelabschnitte (Sd) sich null nähert.