DE102017130721B4 - Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (10), mit:einer elektronischen Steuereinheit (30), die konfiguriert ist:(i) einen Zittersteuerungsprozess auszuführen, wobei der Zittersteuerungsprozess ein Prozess ist, der dafür gestaltet ist, den Verbrennungsmotor (10) zu steuern, der mit einem Katalysator (22) zur Reinigung von Abgas ausgestattet ist, das aus einer Vielzahl an Zylindern ausgestoßen wird, und der jeweils der Vielzahl an Zylindern entsprechende Kraftstoffeinspritzventile betätigt, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Magerbetrieb-Zylinder als einem aus der Vielzahl an Zylindern (#1 bis #4) oder jedem aus einigen der Vielzahl an Zylindern (#1 bis #4) auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das magerer ist als der Sollwert für einen Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4), und um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Fettbetrieb-Zylinder als dem anderen Zylinder oder jedem aus den anderen Zylindern auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das fetter ist als der Sollwert; und(ii) einen Reduktionsprozess auszuführen, wobei der Reduktionsprozess ein Prozess zur Verringerung einer ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und einer zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert ist, während unter einer Bedingung, dass ein Niveau von Drehschwingungen einer Kurbelwelle gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert wird, wenn der Zittersteuerungsprozess ausgeführt wird, der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4) gleich dem Sollwert gehalten wird, indem das Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder magerer als der Sollwert gemacht wird und das Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder fetter als der Sollwert gemacht wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der gestaltet ist, den Verbrennungsmotor zu steuern, der mit einem Katalysator zum Reinigen von Abgas, das aus einer Vielzahl an Zylindern ausgestoßen wird, ausgestattet ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • In der japanischen Patentanmeldung JP 2012 - 57 492 A ist beispielsweise eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor beschrieben, der mit einem Drei-Wege-Katalysator ausgestattet ist, in den Abgas aus vier Zylindern strömt. Diese Steuervorrichtung führt eine Störungssteuerung (Zittersteuerung) als Steuerung der Aufwärmung (Temperaturerhöhung) des Katalysators durch, um einen der Zylinder des Verbrennungsmotors zu einem Fettbetrieb-Zylinder zu machen, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis fetter ist als ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis, und um jeden anderen der drei Zylinder zu einem Magerbetrieb-Zylinder zu machen, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis magerer ist als ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis. Dies zielt darauf ab, unverbrannte Kraftstoffkomponenten und unvollständig verbrannte Komponenten im Abgas, das aus dem Fettbetrieb-Zylinder ausgestoßen wird, durch den Sauerstoff im Abgas, das aus dem Magerbetrieb-Zylinder ausgestoßen wird, zu oxidieren und die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators durch die Oxidationswärme zu erhöhen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn die zuvor erwähnte Zittersteuerung durchgeführt wird, kann nebenbei die Verbrennung des Luft-Kraftstoffverhältnisses in jedem Zylinder als Folge der Zittersteuerung destabilisiert werden. Wenn im Gegensatz dazu die Zittersteuerung gestoppt wird, um die Verbrennung zu stabilisieren, wenn die Verbrennung destabilisiert ist, kann die Temperatur des Katalysators nicht unverzüglich erhöht werden. Wenn abgesehen davon die Zittersteuerung durchgeführt wird, nachdem die Temperatur des Katalysators seine Aktivierungstemperatur erreicht hat, kann sowohl ein Absinken der Temperatur des Katalysators, als auch das Unvermögen einer unverzüglichen Temperaturerhöhung des Katalysators verursacht werden, indem die Zittersteuerung gestoppt wird, um die Verbrennung zu stabilisieren, wenn die Verbrennung destabilisiert ist.
  • Die Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht. Die Erfindung sieht eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vor, die eine unverzügliche Temperaturerhöhung des Katalysators und die Stabilisierung der Verbrennung vorteilhaft miteinander vereinbar macht. Abgesehen davon sieht die Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vor, die die Verbrennung stabilisieren kann, während die Temperatur des Katalysators davon abgehalten wird, durch den Stopp der Zittersteuerung abzusinken. Kurzum sieht die Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vor, die eine Temperaturerhöhungsleistung eines Katalysators und die Stabilisierung der Verbrennung vorteilhaft miteinander vereinbar macht.
  • Damit ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Steuervorrichtung ist mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestattet. Diese elektronische Steuereinheit ist konfiguriert, einen Zittersteuerungsprozess und einen Reduktionsprozess auszuführen. Der Zittersteuerungsprozess ist ein Prozess, der dafür gestaltet ist, den Verbrennungsmotor zu steuern, der mit einem Katalysator ausgestattet ist, der gestaltet ist, Abgas zu reinigen, das aus einer Vielzahl an Zylindern ausgestoßen wird, und der jeweils der Vielzahl an Zylindern entsprechende Kraftstoffeinspritzventile betätigt, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Magerbetrieb-Zylinder als einem aus der Vielzahl an Zylindern oder jedem aus einigen der Vielzahl an Zylindern auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das magerer ist als der Sollwert für einen Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder, und um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Fettbetrieb-Zylinder als dem anderen Zylinder oder jedem aus den anderen Zylindern auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das fetter als der Sollwert ist. Der Reduktionsprozess ist ein Prozess zur Verringerung einer ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und einer zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert, während unter einer Bedingung, dass ein Niveau von Drehschwingungen einer Kurbelwelle gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert wird, wenn der Zittersteuerungsprozess ausgeführt wird, der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder gleich dem Sollwert gehalten wird, indem das Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder magerer als der Sollwert gemacht wird und das Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder fetter als der Sollwert gemacht wird.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, wenn eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur des Katalysators gemacht wurde. Abgesehen davon kann die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, wenn eine Temperatur des Katalysators gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur und gleich oder niedriger als eine vorgeschriebene Temperatur ist. Des Weiteren kann die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, sobald der Verbrennungsmotor in einem kalten Zustand gestartet wird.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor wird der Verbrennungszustand durch eine Verringerung des Magerkeitsgrades des Magerbetrieb-Zylinders und des Fettheitsgrades des Fettbetrieb-Zylinders unter der Bedingung verbessert, dass das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, wenn die Zittersteuerung durchgeführt wird. Außerdem wird hierbei die Zittersteuerung selbst fortgeführt. Daher kann die Temperatur des Katalysators unverzüglicher erhöht werden und eher vom Absinken abgehalten werden als in dem Fall, in dem die Zittersteuerung gestoppt wird. Daher können die unverzügliche Temperaturerhöhung des Katalysators und die Stabilisierung der Verbrennung vorteilhaft miteinander vereinbar gemacht werden und die Verbrennung kann stabilisiert werden, während ein Absinken der Temperatur des Katalysators unterbunden wird. Das heißt, dass die Temperaturerhöhungsleistung des Katalysators und die Stabilisierung der Verbrennung vorteilhaft miteinander vereinbar gemacht werden können.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, den Reduktionsprozess nochmals nach Ausführung des Reduktionsprozesses auszuführen, unter der Bedingung, dass das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird. In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung kann der Betrag einer einzelnen Verringerung wahrscheinlich kleiner eingestellt werden als in dem Fall, bei dem der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders nur einmal zu jedem Zeitpunkt unter der Bedingung verringert werden, dass das Niveau der Drehschwingungen der Kurbelwelle gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, und zwar im Hinblick auf eine schrittweise Verringerung des Magerkeitsgrades und des Fettheitsgrades. Daher können der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad davon abgehalten werden, übermäßig nach unten korrigiert zu werden, während die Verbrennung stabilisiert wird.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, Verringerungsbeträge im Reduktionsprozess größer zu machen, wenn eine Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, höher als eine vorbestimmte Frequenz ist, als wenn die Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist. Dabei sind die Verringerungsbeträge Beträge, um die die erste Differenz und die zweite Differenz jeweils unter der Bedingung verringert werden, dass das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung werden der Verringerungsbetrag des Magerkeitsgrades des Magerbetrieb-Zylinders und der Verringerungsbetrag des Fettheitsgrades des Fettbetrieb-Zylinders größer gemacht, wenn die zuvor erwähnte Frequenz der Drehschwingungen höher als die vorbestimmte Frequenz ist, als dann, wenn die zuvor erwähnte Frequenz der Drehschwingungen geringer als die vorbestimmte Frequenz ist. Daher können die Verringerungsbeträge bis zum Äußersten kleiner werden als in dem Fall, bei dem die Verringerungsbeträge einheitlich, ohne Bezug auf die Frequenz, eingestellt werden, während der Zustand der Verbrennung verbessert wird. Dies liegt daran, dass der Destabilisierungsgrad der Verbrennung tendenziell größer wird, wenn die Frequenz höher als die vorbestimmte Frequenz ist, als wenn die Frequenz gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, und dass die Tendenz, die Verringerungsbeträge größer zu machen, vom Standpunkt der Stabilisierung der Verbrennung aus wünschenswert ist.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein: (i) den Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder gleich dem Sollwert zu halten, unter der Bedingung, dass keine Drehschwingungen auf einem Niveau, das gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne detektiert werden, nachdem der Reduktionsprozess ausgeführt wurde, und (ii) einen Erhöhungsprozess zur Erhöhung der ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und der zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb und dem Sollwert auszuführen, während der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder nach der Ausführung des Reduktionsprozesses gleich dem Sollwert gehalten wird.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung werden der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders unter der Bedingung erhöht, dass keine Drehschwingungen auf einem Niveau, das gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, detektiert werden. Damit können der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders größer gemacht werden als in dem Fall, bei dem sie nicht erhöht werden. Daher kann die Temperaturerhöhungsleistung weiter verbessert werden, indem beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der sich die Temperatur des Katalysators erhöht, höher gemacht wird als in dem Fall, bei dem der Erhöhungsprozess während der Stabilisierung der Verbrennung nicht ausgeführt wird.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, nach Ausführung des Erhöhungsprozesses den Erhöhungsprozess nochmals auszuführen, unter der Bedingung, dass innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne keine Drehschwingungen, die auf dem Niveau sind, das gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, nach der Ausführung des Erhöhungsprozesses detektiert werden.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung werden der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders unter der Bedingung schrittweise erhöht, dass die Drehschwingungen auf einem Niveau, das gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, nicht detektiert werden. Damit können der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders sehr viel größer gemacht werden als in dem Fall, bei dem sie während der Stabilisierung der Verbrennung nur einmal erhöht werden.
  • Abgesehen davon kann in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, Erhöhungsbeträge im Erhöhungsprozess größer zu machen, wenn eine Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, als wenn die Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, höher als die vorbestimmte Frequenz ist. Hier sind die Erhöhungsbeträge Beträge, um die die erste Differenz und die zweite Differenz jeweils unter der Bedingung erhöht werden, dass innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne keine Drehschwingungen, die auf dem Niveau sind, das gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, detektiert werden.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung werden der Erhöhungsbetrag des Magerkeitsgrades des Magerbetrieb-Zylinders und der Erhöhungsbetrag des Fettheitsgrades des Fettbetrieb-Zylinders größer gemacht, wenn die zuvor erwähnte Frequenz der Drehschwingungen gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, als dann, wenn die zuvor erwähnte Frequenz der Drehschwingungen höher ist als die vorbestimmte Frequenz. Daher können die Erhöhungsbeträge sehr viel größer gemacht werden als in dem Fall, bei dem die Erhöhungsbeträge einheitlich, ohne Bezug auf die Frequenz, eingestellt sind, während der Zustand der Verbrennung verbessert wird. Dies liegt daran, dass der Destabilisierungsgrad der Verbrennung tendenziell kleiner wird und die Erhöhungsbeträge größer gemacht werden können, wenn die Frequenz gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, als dann, wenn die Frequenz während der Stabilisierung der Verbrennung höher als die vorbestimmte Frequenz ist.
  • Des Weiteren kann in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein: (i) einen Anfragewerteinstellungsprozess zur variablen Einstellung eines Grundanfragewertes als einen Grundwert eines Anfragewertes der ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und der zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb und dem Sollwert gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors auszuführen, (ii) einen Überwachungsprozess zur Eingabe des Grundanfragewertes und zur Begrenzung des Anfragewertes auf einen Wert auszuführen, der gleich oder kleiner als ein Überwachungswert ist, (iii) die erste Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und die zweite Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb und dem Sollwert auf den Anfragewert im Zittersteuerungsprozess zu steuern, (iv) den Überwachungswert im Reduktionsprozess zu verringern, und (v) den Überwachungswert in Richtung des Grundanfragewertes im Erhöhungsprozess zu erhöhen.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung wird der Grundanfragewert gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors variabel eingestellt. Damit können angemessene Werte als der Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders beispielsweise bei der unverzüglichen Erhöhung der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in jedem Betriebszustand genauer eingestellt werden als in dem Fall, bei dem der Grundanfragewert nicht variabel eingestellt wird. Abgesehen davon kann in der oben beschriebenen Konfiguration der Steuervorrichtung während der Stabilisierung der Verbrennung der tatsächliche Anfragewert dem Grundanfragewert möglichst angenähert werden, indem der Reduktionsprozess und der Erhöhungsprozess ausgeführt werden.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugsbezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, wobei:
    • 1 eine Ansicht ist, die eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor der ersten Ausführungsform der Erfindung und den Verbrennungsmotor zeigt;
    • 2 ein Blockdiagramm ist, das einen Erzeugungsprozess zur Erzeugung eines Betriebssignals für jedes Kraftstoffeinspritzventil in der Steuervorrichtung in der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 3 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Berechnungsprozesses zur Berechnung eines Einspritzmengenkorrekturanfragewertes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 4 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Aktualisierungsprozesses zur Aktualisierung verschiedener Zähler gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 5 ein Zeitdiagramm ist, das zylinderübergreifende Drehschwingungen und zyklusübergreifende Drehschwingungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung vorschreibt;
    • 6 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Reduktionsprozesses zur Verringerung eines Überwachungswertes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 7 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Erhöhungsprozesses zur Erhöhung des Überwachungswertes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 8 ein Zeitdiagramm ist, das zeigt, wie sich der Einspritzmengenkorrekturanfragewert gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ändert;
    • 9 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Reduktionsprozesses zur Verringerung eines Überwachungswertes in einer Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 10 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Aktualisierungsprozesses zur Aktualisierung verschiedener Zähler in einer Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
    • 11 ein Flussdiagramm ist, das das Vorgehen eines Erhöhungsprozesses zur Erhöhung des Überwachungswertes in einer Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor der ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Verbrennungsmotor 10 mit vier Zylindern, nämlich mit ersten bis vierten Zylindern #1 bis #4 ausgestattet. Die Luft in einem Einlasskanal 12 des Verbrennungsmotors 10 wird in Verbrennungskammern 14 der jeweiligen ersten bis vierten Zylinder #1 bis #4 eingesogen. Kraftstoffeinspritzventile 16 ragen jeweils in die Verbrennungskammern 14. Eine Luft-Kraftstoffmischung, die aus dem Kraftstoff, der aus jedem der Kraftstoffeinspritzventile 16 eingespritzt wird, und der Luft, die in jede Verbrennungskammer 14 aus den Einlasskanälen 12 eingesogen wird, gemacht wird, wird durch eine Funkenentladung jeder Entzündungsvorrichtung 18 verbrannt. Das verbrannte Luft-Kraftstoffgemisch wird als Abgas an einen Auslasskanal 20 ausgestoßen. Der Auslasskanal 20 ist mit einem Drei-Wege-Katalysator 22 zur Reinigung des Abgases versehen.
  • Die Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor hat eine elektronische Steuereinheit 30. Diese elektronische Steuereinheit 30 dient zur Steuerung des Verbrennungsmotors 10 und betätigt verschiedene Stellantriebe, wie die Kraftstoffeinspritzventile 16, die Entzündungsvorrichtungen 18 und dergleichen, um Steuervariablen (ein Drehmoment und Komponenten des Abgases) des Verbrennungsmotors 10 zu steuern. Um die Steuervariablen zu steuern, bezieht sich die elektronische Steuereinheit 30 auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis Af, das durch einen Luft-Kraftstoffverhältnis - Sensor 40 detektiert wird, der stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 22 vorgesehen ist, auf eine Drehzahl NE einer Kurbelwelle, die durch einen Drehzahlsensor 42 detektiert wird, auf eine Einlassluftmenge Ga, die durch ein Luftstrommessgerät 44 detektiert wird, und auf eine Kühlmitteltemperatur THW, die durch einen Kühlmitteltemperatursensor 46 detektiert wird. Die elektronische Steuereinheit 30 ist mit einer zentralen Prozesseinheit (CPU) 32 und einem Speicher 34 ausgestattet. Somit steuert die elektronische Steuereinheit 30 die zuvor erwähnten Steuervariablen durch die Ausführung eines Programmes, das im Speicher 34 durch die CPU 32 gespeichert ist.
  • 2 zeigt einige Prozesse, die durch die Ausführung des Programms realisiert werden, das im Speicher 34 durch die CPU 32 gespeichert ist. Eine Grundeinspritzmengenberechnungs-Prozesseinheit M10 berechnet eine Grundeinspritzmenge Qb als eine Steuerbetriebsmenge zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Luft-Kraftstoffmischung in jeder Verbrennungskammer 14 auf Grundlage der Drehzahl NE und der Last KL auf einen Sollwert Af*. Hierbei ist zu beachten, dass der Sollwert ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist. Abgesehen davon wird in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ein Lastfaktor als ein Verhältnis einer tatsächlichen Menge an Luft, mit der jede Verbrennungskammer 14 gefüllt wird, zu einem Referenzwert der Menge an Luft, mit der jede Verbrennungskammer 14 unter der aktuellen Drehzahl NE gefüllt wird, beispielhaft als die Last KL dargestellt. Der Lastfaktor wird auf Grundlage der Einlassluftmenge Ga und der Drehzahl NE berechnet.
  • Eine Sollwerteinstell-Prozesseinheit M12 stellt den Sollwert Af* des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Luft-Kraftstoffmischung in jeder Verbrennungskammer 14 ein. Eine Rückkopplungs-Prozesseinheit M14 berechnet eine Betriebsmenge KAF zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses Af, das durch den Luft-Kraftstoffverhältnis - Sensor 40 detektiert wird, durch die Rückkopplung auf den Sollwert Af*. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Betriebsmenge KAF als die Summe der jeweiligen Ausgabewerte definiert, namhaft eines Proportionalelementes, eines Integralelementes und eines Differentialelementes, wenn ein Wert eingegeben wird, der durch die Subtraktion des Luft-Kraftstoffverhältnisses Af vom Sollwert Af* erhalten wird.
  • Eine Rückkopplungskorrektur - Prozesseinheit M16 korrigiert die Grundeinspritzmenge Qb durch die Multiplikation der Grundeinspritzmenge Qb mit der Betriebsmenge KAF. Eine Anfragewertausgabe - Prozesseinheit M20 berechnet einen Einspritzmengenkorrekturanfragewert α der Zittersteuerung, um die Luft-Kraftstoffverhältnisse in den Zylindern verschieden voneinander zu machen, während der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in den jeweiligen Zylindern #1 bis #4 des Verbrennungsmotors 10 gleich dem Sollwert Af* gehalten wird, wenn eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 gemacht wird. Hierbei ist zu beachten, dass der erste Zylinder #1 ein Fettbetrieb-Zylinder ist, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis fetter als der Sollwert Af* ist, und jeder zweite bis vierte Zylinder #2 bis #4 ein Magerbetrieb-Zylinder ist, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis magerer als der Sollwert Af* in der Zittersteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist. Dann wird die Einspritzmenge im Fettbetrieb-Zylinder durch die Multiplikation eines Ausgabewertes der Rückkopplungskorrektur- Prozesseinheit M16 mit „1+α“ erhalten, und die Einspritzmenge in jedem Magerbetrieb-Zylinder wird durch die Multiplikation des Ausgabewertes mit „1-(α/3)“ erhalten.
  • Eine Korrekturkoeffizientberechnungs-Prozesseinheit M22 berechnet einen Korrekturkoeffizienten des Ausgabewertes der Rückkopplungskorrektur-Prozesseinheit M16 für den ersten Zylinder #1, indem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α zu „1“ addiert wird. Eine Multiplikations-Prozesseinheit M24 multipliziert den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α mit „-1/3“. Eine Korrekturkoeffizientberechnungs-Prozesseinheit M26 berechnet einen Korrekturkoeffizienten des Ausgabewertes der Rückkopplungskorrektur - Prozesseinheit M16 für jeden zweiten bis vierten Zylinder #2 bis #4, indem ein Ausgabewert der Multiplikations-Prozesseinheit M24 zu „1“ addiert wird.
  • Eine Zitterkorrektur-Prozesseinheit M28 berechnet einen Einspritzmengensollwert Q* des ersten Zylinders #1, indem der Ausgabewert der Rückkopplungskorrektur-Prozesseinheit M16 mit einem Korrekturkoeffizienten „1+α“ multipliziert wird. Eine Zitterkorrektur-Prozesseinheit M30 berechnet einen Einspritzmengensollwert Q* jedes zweiten bis vierten Zylinders #2 bis #4, indem der Ausgabewert der Rückkopplungskorrektur-Prozesseinheit M16 mit einem Korrekturkoeffizienten „1-(α/3)“ multipliziert wird.
  • Eine Betriebssignalerzeugungs-Prozesseinheit M32 erzeugt ein Betriebssignal MS1 für jedes Kraftstoffeinspritzventil 16 auf Grundlage des Einspritzmengensollwertes Q*, gibt das Betriebssignal MS1 an ein entsprechendes Kraftstoffeinspritzventil 16 aus und betätigt jedes Kraftstoffeinspritzventil 16 so, dass die Menge an Kraftstoff, die aus jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzt wird, gleich dem Einspritzmengensollwert Q* wird.
  • Als Nächstes wird der Prozess der Anfragewertausgabe - Prozesseinheit M20 unter Verwendung von 3 bis 7 beschrieben. 3 zeigt das Vorgehen eines Berechnungsprozesses zur Berechnung des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α. Der Prozess, der in 3 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programmes, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zyklus durch die CPU 32 realisiert. Im Übrigen wird jede Schrittzahl nachstehend durch ein Bezugszeichen mit einem vorangestellten „S“ dargestellt.
  • In einer Abfolge von Prozessschritten, die in 3 gezeigt werden, bestimmt die CPU 32 zuerst, ob eine Flag F1 „1“ ist oder nicht (S10). Die Flag F1 ist „1“, wenn die Zittersteuerung durchgeführt wird, und „0“, wenn die Zittersteuerung nicht durchgeführt wird. Wenn bestimmt wurde, dass die Flag F1 „0“ ist (Nein in S10), bestimmt die CPU 32, ob das logische Produkt einer Aussage, dass die Kühlmitteltemperatur THW gleich oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur Twh ist, und einer Aussage, dass ein integrierter Wert InG der Einlassluftmenge Ga seit dem Start des Verbrennungsmotors 10 gleich oder größer als ein erster Grenzwert InthL ist, wahr ist oder nicht (S12). Dieser Prozessschritt soll bestimmen, ob eine Bedingung zur Durchführung der Zittersteuerung erfüllt ist oder nicht. Hierbei ist zu beachten, dass die Bedingung, dass die Kühlmitteltemperatur THW gleich oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur Twth ist, eine Bedingung ist, um zu bestimmen, dass eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 gemacht wird, wenn der Verbrennungsmotor in einem kalten Zustand gestartet wird. Andererseits ist die Bedingung, dass der integrierte Wert InG gleich oder größer als ein erster Grenzwert InthL ist, eine Bedingung, um zu bestimmen, dass die Temperatur eines stromaufwärtigen Endabschnittes des Drei-Wege-Katalysators 22 eine Katalysatoraktivierungstemperatur erreicht hat. Dies ist eine Bedingung, um effektiv die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 zu erhöhen, indem eine Reaktion zwischen unverbrannten Kraftstoffkomponenten oder unvollständig verbrannten Komponenten im Abgas aus dem Fettbetrieb-Zylinder und dem Sauerstoff im Abgas aus jedem Magerbetrieb-Zylinder durch Verwendung des Drei-Wege-Katalysators 22 beschleunigt wird. Im Übrigen wird der integrierte Wert InG als eine Menge verwendet, die mit einer Gesamtmenge der thermischen Energie in Zusammenhang steht, die durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches in den Verbrennungskammern 14 während und nach dem Start des Verbrennungsmotors 10 erzeugt wird.
  • Wenn bestimmt wurde, dass das logische Produkt wahr ist (Ja in S12), stellt die CPU 32 die Flag auf „1“ (S14). Dann berechnet die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 als einen Grundwert des zuvor erwähnten Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α (S16). Konkret stellt die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 gemäß der Drehzahl NE, der Last KL und der Kühlmitteltemperatur THW variabel ein. Hierbei ist zu beachten, dass die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 auf einen größeren Wert einstellt, wenn die Kühlmitteltemperatur THW gering ist, als wenn die Kühlmitteltemperatur THW hoch ist. Dies beruht darauf, dass eine Anfrage, dass die Geschwindigkeit, bei der sich die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators erhöht, höher gemacht wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW gering ist, als dann, wenn die Kühlmitteltemperatur THW hoch ist. Abgesehen davon stellt die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 auf einen größeren Wert ein, wenn die Drehzahl NE gering ist, als wenn die Drehzahl NE hoch ist. Dies berücksichtigt die Tatsache, dass, wenn die Drehzahl NE gering ist, die Anzahl der Verbrennungszyklen pro Zeiteinheit klein ist und somit die Geschwindigkeit, bei der sich die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 aufgrund der Zittersteuerung erhöht, geringer ist als dann, wenn die Drehzahl NE hoch ist. Abgesehen davon setzt die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 auf einen größeren Wert, wenn die Last KL hoch ist, als dann, wenn die Last KL gering ist. Dies beruht darauf, dass die Stabilität der Verbrennung höher ist und somit der Magerkeitsgrad jedes Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders wahrscheinlich größer gemacht werden, wenn die Last KL hoch ist, als dann, wenn die Last KL gering ist.
  • Dann bestimmt die CPU 32, ob die logische Summe einer Aussage, dass es eine Leistungshistorie eines Grenzwertes Canth durch einen zwischenzylindrischen Schwingungszähler Can gibt, der später beschrieben wird, und einer Aussage, dass es eine Leistungshistorie eines Grenzwertes Cacth durch einen zwischenzyklischen Schwingungszähler Cac gibt, wahr ist oder nicht (S18). Dann, wenn bestimmt wurde, dass die logische Summe unwahr ist (Nein in S18), gleicht die CPU 32 einen Überwachungswert αth des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α dem Grundkorrekturanfragewert α0 an (S20). Dieser Prozessschritt soll den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α dem Grundkorrekturanfragewert α0 angleichen, wenn das Niveau der Drehschwingungen der Kurbelwelle nicht sofort nach dem Start der Zittersteuerung hoch wird.
  • Wenn der Prozessschritt S20 beendet ist oder wenn bestimmt wurde, dass die logische Summe wahr ist (Ja in S18), bestimmt die CPU, ob der Grundkorrekturanfragewert α0 größer als der Überwachungswert αth ist oder nicht (S22). Dann, wenn bestimmt wurde, dass der Grundkorrekturanfragewert α0 gleich oder kleiner als der Überwachungswert αth ist (Nein in S22), weist die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 dem Einspritzmengenkorrekturanfragewert α zu (S26). Wenn andererseits bestimmt wurde, dass der Grundkorrekturanfragewert α0 größer als der Überwachungswert αth ist (Ja in S22), weist die CPU 32 den Überwachungswert αth dem Einspritzmengenkorrekturanfragewert α zu (S24).
  • Wenn die Prozessschritte S24 und S26 beendet sind, unterzieht die CPU 32 den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α einem schrittweisen Veränderungsprozess, um den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α von einer plötzlichen Änderung abzuhalten (S27). Wenn der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α zum ersten Mal durch einen Wechsel in der Flag F1 von „0“ auf „1“ berechnet wird, betrachtet die CPU 32 den Ursprungswert des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α im Übrigen als null.
  • Wenn andererseits bestimmt wurde, dass die Flag F1 „1“ ist (Ja in S10), bestimmt die CPU 32, ob der integrierte Wert InG gleich oder größer als ein zweiter Grenzwert InthH ist oder nicht, der größer als der erste Grenzwert InthL ist (S28). Dieser Prozessschritt soll bestimmen, ob eine Bedingung zum Beenden der Zittersteuerung erfüllt ist oder nicht. Hierbei ist zu beachten, dass der zweite Grenzwert InthH zu dem Zeitpunkt auf einen Wert eingestellt wird, an dem der gesamte Drei-Wege-Katalysator 22 aktiviert wird. Wenn bestimmt wurde, dass der integrierte Wert InG kleiner als der zweite Grenzwert InthH ist (Nein in S28), fährt die CPU 32 mit dem Prozessschritt S16 fort. Wenn andererseits bestimmt wurde, dass der integrierte Wert InG gleich oder größer als der zweite Grenzwert InthH ist (Ja in S28), setzt die CPU 32 die Flag F1 auf null (S30).
  • Wenn die Prozessschritte S27 und S30 beendet sind oder wenn das Ergebnis der Bestimmung in S12 negativ ist, beendet die CPU 32 im Übrigen vorübergehend die Abfolge der Prozessschritte, die in 3 gezeigt sind. 4 zeigt das Vorgehen eines Aktualisierungsprozesses zur Aktualisierung verschiedener Zähler, wie zum Beispiel des zwischenzylindrischen Schwingungszählers Can, des zwischenzyklischen Schwingungszählers Cac und dergleichen. Der Prozess, der in 4 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programmes realisiert, das im Speicher 34 auf einen Zyklus von beispielsweise 180°CA durch die CPU 32 gespeichert ist.
  • In einer Abfolge von Prozessschritten, die in 4 gezeigt sind, bestimmt die CPU 32 zuerst, ob der Betrag einer Differenz zwischen einem Zeitpunkt T30(n), der für die Drehung in dem Zylinder notwendig ist, der zuletzt (nachstehend derzeitig) in einem Bereich von „0 bis 30°CA“ einen oberen Verdichtungstotpunkt erreicht hat, und einem Zeitpunkt T30(n-1), der für die Drehung in einem zweitletzten Zylinder notwendig ist, in einem Bereich von „0 bis 30°CA“ einen oberen Verdichtungstotpunkt erreicht hat, gleich oder größer als ein Schwellenwert Tth1 ist oder nicht (S30). 5 stellt beispielhaft den Zeitpunkt T30(n) und den Zeitpunkt T30(n-1) in dem Fall dar, bei dem der Zylinder, der derzeitig den oberen Verdichtungstotpunkt erreicht hat, der erste Zylinder #1 ist. Der Prozessschritt S30 in 4 ist ein Prozess zur Bestimmung, ob eine Differenz (zwischenzylindrische Drehschwingungen) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert zwischen den Drehzahlen entsteht oder nicht, die aus der Verbrennung in den Zylindern entstehen, deren Verbrennungshübe in einer Art der Zeitabfolge aufeinander folgen. Die CPU 32 stellt den Grenzwert Tth1 auf Grundlage der Drehzahl NE und der Last KL variabel ein. Hierbei ist zu beachten, dass der Grenzwert Tth1 gemäß der Drehzahl NE variabel eingestellt wird, weil es für die Quantifizierung der Drehschwingungen zwischen den Zylindern angemessener ist, die Größenordnung des Verhältnisses zwischen einem der Zeitpunkte T30(n) und dem Zeitpunkt T30(n-1) und dem anderen zu bewerten, als die Größenordnung der Differenz zwischen dem Zeitpunkt T30(n) und dem Zeitpunkt T30(n-1). Daher stellt die CPU 32 den Grenzwert Tth1 auf einen kleineren Wert ein, wenn die Drehzahl NE hoch ist, als wenn die Drehzahl NE gering ist. Abgesehen davon wird der Grenzwert Tth1 gemäß der Last KL variabel eingestellt, weil die Tatsache beachtet wird, dass die Stabilität der Verbrennung höher ist, wenn die Last KL hoch ist, als wenn die Last KL niedrig ist, unter der Voraussetzung, dass die Zittersteuerung nicht durchgeführt wird. Das heißt, dass die CPU 32 die zwischenzylindrischen Drehschwingungen davon abhält, aufgrund der Instabilität der Verbrennung detektiert zu werden, welche nicht aus der Zittersteuerung resultiert, indem der Grenzwert Tth1 auf einen größeren Wert eingestellt wird, wenn die Last KL gering ist, als wenn die Last KL hoch ist.
  • Wenn bestimmt wurde, dass der Betrag der Differenz gleich oder größer als der Grenzwert Tth1 ist (Ja in S30), erhöht die CPU 32 den Wert des zwischenzylindrischen Schwingungszählers Can, der die Anzahl der Zeitpunkte zählt, zu denen zwischenzylindrische Drehschwingungen detektiert werden, und initialisiert einen normalen Verbrennungszähler Cn, der die Anzahl der Zeitpunkte zählt, zu denen die Detektion der Drehschwingungen gescheitert ist (S32).
  • Wenn der Prozessschritt S32 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S30 negativ ist, fährt die CPU 32 mit dem Prozessschritt S34 fort. Im Prozessschritt S34 bestimmt die CPU 32, ob der Betrag einer Differenz zwischen einem Zeitpunkt T90(n), der für die Drehung in dem Zylinder notwendig ist, der derzeitig in einem Bereich von „0 bis 90ATDC“ einen oberen Verdichtungstotpunkt erreicht hat, und einem Zeitpunkt T90(n-1), der für die Drehung in dem Zylinder in einem Bereich von „0 bis 90ATDC“ in dem unmittelbar vorhergegangenen Verbrennungszyklus notwendig ist, gleich oder größer als ein Grenzwert Tth2 ist oder nicht. 5 stellt beispielhaft den Zeitpunkt T90(n) und den Zeitpunkt T90(n-1) in dem Fall dar, bei dem der Zylinder, der derzeitig den oberen Verdichtungstotpunkt erreicht hat, der erste Zylinder #1 ist. Der Prozessschritt S34 in 4 ist ein Prozess zur Bestimmung, ob eine Differenz (zwischenzyklische Drehschwingungen) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert zwischen den Drehzahlen entsteht oder nicht, die aus der Verbrennung in den spezifischen Zylindern entstehen, deren Verbrennungshübe in einer Art der Zeitabfolge aufeinander folgen. Die CPU 32 stellt den Grenzwert Tth2 auf Grundlage der Drehzahl NE und der Last KL variabel ein. Hierbei ist zu beachten, dass der Grenzwert Tth2 aus demselben Grund variabel eingestellt wird, aus dem der Grenzwert Tth1 variabel eingestellt wird.
  • Wenn bestimmt wurde, dass der Betrag der Differenz gleich oder größer als der Grenzwert Tth2 ist (Ja in S34), erhöht die CPU 32 den Wert des zwischenzyklischen Schwingungszählers Cac, der die Anzahl der Zeitpunkte zählt, zu denen zwischenzyklische Drehschwingungen detektiert werden, und initialisiert den normalen Verbrennungszähler Cn (S36).
  • Wenn der Prozessschritt S32 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S34 negativ ist, bestimmt die CPU 32, ob das logische Produkt einer Aussage, dass die zwischenzylindrischen Drehschwingungen nicht detektiert werden, und einer Aussage, dass die zwischenzyklischen Drehschwingungen nicht detektiert werden, im derzeitigen Steuerzyklus der Abfolge der Prozessschritte, die in 4 gezeigt sind, wahr ist oder nicht (S38). Dann, wenn bestimmt wurde, dass das logische Produkt wahr ist (Ja in S38), erhöht die CPU 32 den Wert des normalen Verbrennungszählers Cn (S40).
  • Wenn im Übrigen der Prozessschritt S40 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S38 negativ ist, beendet die CPU 32 vorübergehend die Abfolge der Prozessschritte, die in 4 gezeigt sind. 6 zeigt das Vorgehen eines Reduktionsprozesses zur Verringerung eines zuvor erwähnten Überwachungswertes αth. Der Prozess, der in 6 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programms, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zyklus durch die CPU 32 realisiert.
  • In einer Abfolge der Prozessschritte, die in 6 gezeigt sind, bestimmt die CPU 32 zuerst, ob die logische Summe einer Aussage, dass der Wert des zwischenzylindrischen Schwingungszählers Can gleich oder größer als der Grenzwert Canth ist, und einer Aussage, dass der Wert der zwischenzyklischen Schwingungen Cac gleich oder größer als der Grenzwert Cacth ist, wahr ist oder nicht (S50). Dieser Prozessschritt soll bestimmen, ob eine Bedingung zur Verringerung des Überwachungswertes αth erfüllt ist oder nicht. Wenn bestimmt wurde, dass die logische Summe wahr ist (Ja in S50), korrigiert die CPU 32 den Überwachungswert αth um einen vorbestimmten Betrag Δ1 nach unten. Dann bestimmt die CPU 32, ob der Überwachungswert αth, der nach unten korrigiert wird, kleiner als ein unterer Grenzwert αthL ist oder nicht (S54). Hierbei ist zu beachten, dass der untere Grenzwert αthL auf einen Wert eingestellt ist, der größer als null ist. Wenn bestimmt wurde, dass der Überwachungswert αth, der nach unten korrigiert wird, kleiner als der untere Grenzwert αthL ist (Ja in S54), weist die CPU 32 den unteren Grenzwert αthL dem Überwachungswert αth zu (S56).
  • Wenn im Übrigen der Prozessschritt S56 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S54 negativ ist, initialisiert die CPU 32 den zwischenzylindrischen Schwingungszähler Can und den zwischenzyklischen Schwingungszähler Cac (S58). Wenn im Übrigen der Prozessschritt S58 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S50 negativ ist, beendet die CPU 32 vorübergehend die Abfolge der Prozessschritte, die in 6 gezeigt sind.
  • 7 zeigt das Vorgehen eines Erhöhungsprozesses zur Erhöhung des Überwachungswertes αth. Der Prozess, der in 7 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programms, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zyklus durch die CPU 32 realisiert.
  • In einer Abfolge der Prozessschritte, die in 7 gezeigt sind, bestimmt die CPU 32 zuerst, ob der Überwachungswert αth kleiner als der Grundkorrekturanfragewert α0 ist oder nicht. Dann, wenn bestimmt wurde, dass der Überwachungswert αth kleiner als der Grundkorrekturanfragewert α0 ist (Ja in S60), bestimmt die CPU 32, ob der Wert des Normalverbrennungszählers Cn gleich oder größer als der Grenzwert Cnth ist oder nicht (S62). Die Prozessschritte S60 und S62 sollen bestimmen, ob eine Bedingung zur Erhöhung des Überwachungswertes αth erfüllt ist oder nicht. Dann, wenn bestimmt wurde, dass der Wert des Normalverbrennungszählers Cn gleich oder größer als der Grenzwert Cth ist (Ja in S62), erhöht die CPU 32 den Überwachungswert αth um einen vorbestimmten Betrag Δ2 (S64).
  • Nachfolgend bestimmt die CPU 32, ob der Überwachungswert αth größer als der Grundkorrekturanfragewert α0 ist oder nicht (S66). Dann, wenn bestimmt wurde, dass der Überwachungswert αth größer als der Grundkorrekturanfragewert α0 ist (Ja in S66), weist die CPU 32 den Grundkorrekturanfragewert α0 dem Überwachungswert αth zu (S68). Wenn der Prozessschritt S68 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S66 negativ ist, initialisiert die CPU 32 den Verbrennungszähler Cn (S70).
  • Wenn im Übrigen der Prozessschritt S70 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S60 und S62 negativ ist, beendet die CPU 32 vorrübergehend die Abfolge der Prozessschritte, die in 7 gezeigt ist. Nun wird die Betätigung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 8 zeigt, wie sich der Wert des zwischenzylindrischen Schwingungszählers Can, der Wert des zwischenzyklischen Schwingungszählers Cac, der Wert des Normalverbrennungszählers Cn und der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α ändern. Wenn, wie in 8 gezeigt ist, die Zittersteuerung zu einem Zeitpunkt t1 gestartet wird, ändert sich der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α in Richtung des Grundkorrekturanfragewertes α0. Hierbei wird ein Beispiel gezeigt, in dem sich der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α um einen oberen Grenzwertänderungsbetrag Δmax schrittweise erhöht, aufgrund des schrittweisen Änderungsprozesses zur Begrenzung der Änderungen des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α, weil der Grundkorrekturanfragewert α0 groß ist. Im Übrigen zeigt 8 ein Beispiel, in dem bis zu einem Zeitpunkt t2, an dem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α den Grundkorrekturanfragewert α0 erreicht, weder zwischenzylindrische Schwingungen noch zwischenzyklische Schwingungen detektiert werden.
  • Zur vereinfachten Erklärung zeigt 8 ein Beispiel, in dem nur die zwischenzylindrischen Drehschwingungen zu und nach einem Zeitpunkt t3 detektiert werden. Das kann in dem Fall geschehen, bei dem die Verbrennung während jedes Verbrennungszyklus in nur einem bestimmen Zylinder der Zylinder #1 bis #4 instabil ist. Allerdings kann tatsächlich irgendein ausfallsicherer Prozess in dem Fall eingestellt werden, bei dem durchgehend Drehschwingungen durch eine Fehlzündung oder dergleichen in einem einzigen Zylinder verursacht werden. Im Beispiel, das in 8 gezeigt ist, wird für die Einheitlichkeit der Erklärung allerdings kein ausfallsicherer Prozess oder dergleichen eingestellt.
  • Wie in 8 gezeigt ist, wird zu jedem Zeitpunkt, an dem zwischenzylindrische Drehschwingungen verursacht werden, der Normalverbrennungszähler Cn initialisiert. Wenn andererseits der Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can gleich oder größer als der Grenzwert Canth wird, was durch die Zeitpunkte t4, t5 und t6 exemplarisch dargestellt ist, wird der Überwachungswert αth um den vorbestimmten Betrag Δ1 nach unten korrigiert und der zwischenzylindrische Drehschwingungszähler Can initialisiert. Im Übrigen wird der vorbestimmte Betrag Δ1 auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der obere Grenzwertänderungsbetrag Δmax ist. Abgesehen davon wird zum Zeitpunkt t5 der zwischenzylindrische Drehschwingungszähler Can initialisiert, der einen größeren Wert als den Grenzwert Canth annimmt. Die ist ein Phänomen, das aus der Tatsache resultiert, dass der Zyklus des Prozesses, der in 6 gezeigt ist, ein Zeitzyklus ist.
  • 8 zeigt ein Beispiel, bei dem der Grundkorrekturanfragewert α0 zu einem Zeitpunkt t7 abnimmt und dadurch die zwischenzylindrischen Drehschwingungen eliminiert werden. Obwohl der Wert des Normalverbrennungszähler Cn zunimmt, stimmen in diesem Fall der Grundkorrekturanfragewert α0 und der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α miteinander überein zu und vor einem Zeitpunkt t8, sodass der Überwachungswert αth nicht erhöht wird. Wenn allerdings der Grundkorrekturanfragewert α0 zum Zeitpunkt t8 erhöht wird, wird der Überwachungswert nach oben um den vorbestimmen Betrag Δ2 korrigiert, und der Normalverbrennungszähler Cn wird initialisiert, weil der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α (in diesem Fall der Überwachungswert αth) kleiner als der Grundkorrekturanfragewert α0 ist. Danach wird der Wert des Normalverbrennungszählers Cn wieder gleich oder größer als der Grenzwert Cnth, sodass der Überwachungswert αth wieder um den vorbestimmen Betrag Δ2 erhöht wird.
  • Wenn wie bisher beschrieben wurde, die Verbrennung in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung während der Durchführung der Zittersteuerung destabilisiert wird, wird der Prozess zur Erhöhung der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 während der Zittersteuerung fortgeführt, während der Verbrennungszustand durch eine schrittweise Verringerung des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α verbessert wird. Damit können eine unverzügliche Erhöhung der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 und die Stabilisierung der Verbrennung vorteilhaft miteinander vereinbar gemacht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der oben beschriebenen Erfindung werden des Weiteren die folgenden Wirkungen erhalten:
    • (1) Zu jedem Zeitpunkt, an dem die Verbrennung destabilisiert wird, wird der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α schrittweise verringert. Damit wird der Verringerungsbetrag von 1° (der vorbestimmte Betrag Δ1) wahrscheinlich kleiner eingestellt, als in dem Fall, bei dem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α nur um 1° verringert wird. Daher können der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad davon abgehalten werden, nach unten während der Stabilisierung der Verbrennung übermäßig korrigiert zu werden.
    • (2) Der Überwachungswert αth wird unter der Bedingung erhöht, dass der Wert des Normalverbrennungszählers Cn gleich oder größer als der Grenzwert Cnth wird. Damit kann die Geschwindigkeit, mit der sich die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 erhöht, während der Stabilisierung der Verbrennung höher gemacht werden, als in dem Fall, bei dem der Überwachungswert αth nicht erhöht wird.
    • (3) Der Überwachungswert αth wird auf Grundlage des Wertes des Normalverbrennungszählers Cn schrittweise erhöht. Damit können der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad während der Stabilisierung der Verbrennung sehr viel größer gemacht werden, als in dem Fall, bei dem der Überwachungswert αth nur einmal erhöht wird.
    • (4) Der Grundkorrekturanfragewert α0 wird gemäß des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors 10 variabel eingestellt und der Grundkorrekturanfragewert α0 wird dem Überwachungsprozess gemäß dem Überwachungswert αth ausgesetzt. Durch das derartige variable Einstellen des Grundkorrekturanfragewertes α0 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 können angemessene Werte als der Magerkeitsgrad jedes Magerbetrieb-Zylinders und der Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders beim unverzüglichen Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 22 in jedem Betriebszustand genauer eingestellt werden, als in dem Fall, bei dem der Grundkorrekturanfragewert α0 nicht variabel eingestellt wird.
    • (5) Der Erhöhungsbetrag (der vorbestimmte Betrag Δ1) im Überwachungswert αth wird beim Erhöhen des Überwachungswertes αth auf Grundlage des Wertes des Normalverbrennungszählers Cn kleiner gemacht, als der Grenzwertänderungsbetrag Δmax zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Einspritzmengenkorrekturanfragewertes α. Damit kann die Verbrennung davon abgehalten werden, wieder destabilisiert zu werden, indem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α auf Grundlage des Wertes des Normalverbrennungszählers Cn erhöht wird.
  • Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, mit Fokus auf den Unterschied zur ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird die Geschwindigkeit, mit der jeder Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad verringert werden, gemäß dem Zustand der Verbrennung variabel eingestellt. 9 zeigt das Vorgehen eines Reduktionsprozesses zur Verringerung des zuvor erwähnten Überwachungswertes αth. Der Prozess, der in 9 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programmes, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zyklus durch die CPU 32 realisiert. Im Übrigen werden in 9 die Prozessschritte, die den Prozessschritten in 6 entsprechen, jeweils durch dieselben Schrittzahlen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
  • Wenn in der Abfolge der Prozessschritte, die in 9 gezeigt ist, das Ergebnis der Bestimmung in S50 positiv ist, korrigiert die CPU 32 den Überwachungswert αth gemäß dem vorbestimmten Betrag Δ1, der gemäß dem größeren Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can und dem Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac variabel eingestellt wird (S52a), nach unten. Hierbei ist zu beachten, dass die CPU 32 den vorbestimmten Betrag Δ1 auf einen größeren Wert einstellt, wenn der größere Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can und der Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac groß ist, als dann, wenn der größere Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can und der Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac klein ist. Dann, wenn der Prozessschritt S52a beendet ist, fährt die CPU 32 mit dem Prozessschritt S54 fort.
  • Im Übrigen fährt die CPU 32 mit dem Prozessschritt S58 nicht nur dann fort, wenn der Prozessschritt S56 beendet ist oder wenn das Ergebnis der Bestimmung in S54 negativ ist, sondern auch, wenn das Ergebnis der Bestimmung in S50 negativ ist. Wenn der Prozessschritt S52a ausgeführt wird, zeigen somit der zwischenzylindrische Drehschwingungszähler Can und der zwischenzyklische Drehschwingungszähler Cac jeweils die Frequenzen der zwischenzylindrischen Drehschwingungen und der zwischenzyklischen Drehschwingungen innerhalb eines Steuerzyklus der Abfolge der Prozessschritte in 9.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung können der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad gemäß dem geringen Stabilitätsgrad der Verbrennung verringert werden, indem die Geschwindigkeit, bei der der Überwachungswert αth verringert wird, wie es oben beschrieben ist, variabel eingestellt werden.
  • Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei auf den Unterschied zur zweiten Ausführungsform der Erfindung abgestellt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird die Geschwindigkeit, mit der der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad verringert werden, gemäß dem Zustand der Verbrennung auch variabel eingestellt. 10 zeigt das Vorgehen eines Aktualisierungsprozesses zur Aktualisierung verschiedener Zähler, wie zum Beispiel des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can, des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac und dergleichen. Der Prozess, der in 10 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programmes, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zyklus von beispielsweise 180°CA durch die CPU 32 realisiert. Im Übrigen werden in 10 die Prozessschritte, die den Prozessschritten in 4 entsprechen, jeweils durch dieselben Schrittzahlen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
  • Wenn in der Abfolge der Prozessschritte, die in 10 gezeigt ist, das Ergebnis der Bestimmung in S30 positiv ist, erhöht die CPU 32 den Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can, aber initialisiert nicht den Normalverbrennungszähler Cn (S32a). Wenn abgesehen davon das Ergebnis der Bestimmung in S34 positiv ist, erhöht die CPU 32 den Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac, aber initialisiert nicht den Normalverbrennungszähler Cn (S36a). Diese Änderungen sollen die Frequenzen quantifizieren, bei denen der Normalverbrennungszähler Cn die zwischenzylindrischen Drehschwingungen und die zwischenzyklischen Drehschwingungen nicht detektiert.
  • 11 zeigt das Vorgehen eines Erhöhungsprozesses zur Erhöhung des Überwachungswertes αth. Der Prozess, der in 11 gezeigt ist, wird durch die wiederholte Ausführung des Programmes, das im Speicher 34 abgespeichert ist, zu einem vorbestimmten Zeitzyklus durch die CPU 32 realisiert. Im Übrigen werden in 11 die Prozessschritte, die den Prozessschritten in 7 entsprechen, jeweils durch dieselben Schrittzahlen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
  • Wenn in der Abfolge der Prozessschritte, die in 11 gezeigt sind, das Ergebnis der Bestimmung in S62 positiv ist, korrigiert die CPU 32 den Überwachungswert αth nach oben mit dem vorbestimmten Betrag Δ2, der durch den Normalverbrennungszähler Cn variabel eingestellt wird (S64a). Hierbei ist zu beachten, dass die CPU 32 den vorbestimmten Betrag Δ2 auf einen größeren Wert setzt, wenn der Wert des Normalverbrennungszählers Cn groß ist, als wenn der Wert des Normalverbrennungszählers Cn klein ist. Im Übrigen fährt die CPU 32 nicht nur dann mit S70 fort, wenn der Prozessschritt S68 beendet ist oder das Ergebnis der Bestimmung in S66 negativ ist, sondern auch, wenn die Ergebnisse der Bestimmungen in S60 und S62 negativ sind. Dies ist die Einstellung des Normalverbrennungszählers Cn zu einem Zeitpunkt, an dem der Prozessschritt S64a mit den Frequenzen ausgeführt wird, bei denen die zwischenzylindrischen Drehschwingungen und die zwischenzyklischen Drehschwingungen innerhalb eines Steuerungszyklus der Abfolge der Prozessschritte in 11 nicht detektiert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung können der Magerkeitsgrad und der Fettheitsgrad gemäß dem geringen Stabilitätsgrad der Verbrennung erhöht werden, indem die Geschwindigkeit, bei der der Überwachungswert αth erhöht wird, wie es oben beschrieben ist, variabel eingestellt werden.
  • Der Gegenstand in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung entspricht den Gegenständen, die in dem zuvor erwähnten Abschnitt der „Zusammenfassung“ wie folgt beschrieben sind.
  • [1] Der Zittersteuerprozess entspricht den Prozessen der Korrekturkoeffizientberechnungs-Prozesseinheit M22, der Multiplikations-Prozesseinheit M24, der Korrekturkoeffizientberechnungs-Prozesseinheit M26, den Zitterkorrektur - Prozesseinheiten M28 und M30 und der Betriebssignalerzeugungs-Prozesseinheit M32 zu dem Zeitpunkt, an dem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α nicht gleich „0“ ist. [2] Der Reduktionsprozess entspricht den Prozessschritten S52 und S52a. [3] Die variable Einstellung des Verringerungsbetrages wird durch den Prozessschritt S52a realisiert. [4] Die vorbestimmte Zeitspanne entspricht dem Zeitabschnitt der Entstehung der Verbrennungshübe, die auf eine Art der Zeitabfolge nebeneinander sind, in anderen Worten die Zeitspanne der Drehung um 180°CA. Das heißt, dass der Prozess in 4 in Zeitabschnitten von 180°CA ausgeführt wird. In dem Fall, bei dem weder die zwischenzylindrischen Drehschwingungen noch die zwischenzyklischen Drehschwingungen innerhalb der Zeitspanne detektiert werden, wird der Wert des Normalverbrennungszählers Cn erhöht und der Überwachungswert αth um den vorbestimmten Betrag Δ2 auf Grundlage der Erhöhung des Wertes des Normalverbrennungszählers Cn nach oben korrigiert. Dies entspricht der Erhöhung des Überwachungswertes αth unter der Bedingung, dass weder die zwischenzylindrischen Drehschwingungen noch die zwischenzyklischen Drehschwingungen in der Zeitspanne der Drehung um 180°CA detektiert werden. [5] Der Erhöhungsprozess entspricht den Prozessschritten S64 und S64a. [6] Die variable Einstellung des Erhöhungsbetrages wird durch den Prozessschritt S64a realisiert. [7] Der Anfragewerteinstellungsprozess entspricht dem Prozessschritt S16 und der Überwachungsprozess entspricht den Prozessschritten S22 bis S26. Im Übrigen entspricht der Anfragewert der Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis in jedem Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert „1-(α0/3)“ und der Anfragewert der Differenz zwischen dem Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert entspricht „1+α0“. Hierbei ist zu beachten, dass jeder Anfragewert der Differenzen durch den Einstellprozess des Grundkorrekturanfragewertes α0 im Prozessschritt S16 als eingestellt betrachtet wird.
  • Als Nächstes werden die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die anders sind, als die zuvor erwähnten ersten bis dritten Ausführungsformen. Im Übrigen kann zumindest einer der jeweiligen Gegenstände der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung wie folgt verändert werden. Der Reduktionsprozess ist nicht unbedingt erforderlich, um den Überwachungswert αth unter der Bedingung zu verringern, dass die logische Summe der Aussage, dass der Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can gleich oder größer als der Grenzwert Canth ist, und der Aussage, dass der Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac gleich oder größer als der Grenzwert Cacth ist, wahr ist. Der Überwachungswert αth kann beispielsweise unter der Bedingung verringert werden, dass der Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac gleich oder größer als der Grenzwert Cacth ist, ohne den zwischenzylindrischen Drehschwingungszähler Can zu verwenden. Abgesehen davon kann der Überwachungswert αth beispielsweise unter der Bedingung verringert werden, dass der Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can gleich oder größer als der Grenzwert Canth ist, ohne den zwischenzyklischen Drehschwingungszähler Cac zu verwenden. Abgesehen davon kann der Überwachungswert αth beispielsweise unter der Bedingung verringert werden, dass die Summe der zwischenzylindrischen Drehschwingungen und der zwischenzyklischen Drehschwingungen gleich oder größer als ein Grenzwert ist, ohne dass der zwischenzylindrische Drehschwingungszähler Can und der zwischenzyklische Drehschwingungszähler Cac getrennt voneinander vorgesehen sind.
  • Der Reduktionsprozess ist nicht unbedingt erforderlich, um den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α schrittweise zu verringern. Beispielsweise kann der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α auf den unteren Grenzwert αthL verringert werden, sobald das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert wird. In diesem Fall ist es allerdings erwünscht, dass ein Prozess ausgeführt wird, der schrittweise den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α unter der Bedingung erhöht, dass das Niveau der Drehschwingungen nicht gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird.
  • Im Prozessschritt S52a in 9 wird der vorbestimmte Betrag Δ1 gemäß dem größeren Wert des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can und dem Wert des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac variabel eingestellt, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann der vorbestimmte Betrag Δ1 gemäß der Summe des Wertes des zwischenzylindrischen Drehschwingungszählers Can und des Wertes des zwischenzyklischen Drehschwingungszählers Cac variabel eingestellt werden.
  • Der Erhöhungsprozess ist nicht unbedingt erforderlich, um den Überwachungswert αth unter der Bedingung zu erhöhen, dass der Wert des Normalverbrennungszählers Cn, der unter der Bedingung erhöht wird, dass das logische Produkt der Aussage wahr ist, dass keine zwischenzylindrischen Drehschwingungen detektiert werden, und der Aussage, dass keine zwischenzyklischen Drehschwingungen detektiert werden, gleich oder größer als der Grenzwert Cnth ist. Der Wert des Normalverbrennungszählers Cn kann beispielsweise unter der Bedingung erhöht werden, dass keine zwischenzyklischen Drehschwingungen detektiert werden, ohne dass es einen Bezug auf die zwischenzylindrischen Drehschwingungen gibt. Abgesehen davon kann beispielsweise der Wert des Normalverbrennungszählers Cn unter der Bedingung erhöht werden, dass keine zwischenzylindrischen Drehschwingungen detektiert werden, ohne Bezugnahme auf die zwischenzyklischen Drehschwingungen.
  • Der Erhöhungsprozess ist nicht unbedingt erforderlich, um den Einspritzmengenkorrekturanfragewert α schrittweise zu erhöhen. In der dritten Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α nur um 1° in einem Zustand erhöht werden, in dem keine Änderung des Grundkorrekturanfragewertes α0 vorliegt.
  • Es ist nicht unverzichtbar, den Grundkorrekturanfragewert α0 auf Grundlage der Drehzahl NE, der Last KL und der Kühlmitteltemperatur THW variabel einzustellen. Der Grundkorrekturanfragewert α0 kann beispielsweise nur auf der Grundlage von zwei der drei Parameter, nämlich der Drehzahl NE, der Last KL und der Kühlmitteltemperatur THW, variabel eingestellt werden. Abgesehen davon kann der Grundkorrekturanfragewert α0 beispielsweise nur auf der Grundlage von einem der drei Parameter variabel eingestellt werden.
  • Die variable Einstellung des Grundkorrekturanfragewertes α0 auf Grundlage der zuvor erwähnten Parameter selbst ist nicht unverzichtbar. Wenn der Prozess der variablen Einstellung des Grundkorrekturanfragewertes α0 auf Grundlage der zuvor erwähnten Parameter nicht ausgeführt wird, können der Grundkorrekturanfragewert α0, Einspritzmengenkorrekturanfragewert α und der Überwachungswert αth möglicherweise nicht voneinander unterschieden werden. Das heißt, dass beispielsweise der Reduktionsprozess zur Verringerung des Überwachungswertes αth in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung durch einen Reduktionsprozess ersetzt werden kann, bei dem der Einspritzmengenkorrekturanfragewert α oder dergleichen verringert wird.
  • Die Bedingung zur Durchführung der Zittersteuerung und der Ausführung des Reduktionsprozesses ist nicht auf das begrenzt, was in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dargestellt ist. Beispielsweise kann ein Sensor vorgesehen sein, der die Temperatur des Drei- Wege - Katalysators 22 detektiert, und die Bedingung für die Durchführung der Zittersteuerung und die Ausführung des Reduktionsprozesses kann so sein, dass der Detektionswert des Sensors gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur und gleich oder niedriger als eine vorgeschriebene Temperatur ist. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Bedingung begrenzt, sondern die Zittersteuerung kann durchgeführt werden und der Reduktionsprozess kann ausgeführt werden, wenn der Start des Verbrennungsmotors 10 unter der Bedingung erfolgt, dass der Verbrennungsmotor 10 in einem kalten Zustand gestartet wird, beispielsweise im Hinblick darauf, die Steuerung zu vereinfachen.
  • Im Übrigen ist die Zeitspanne der Durchführung der Zittersteuerung nicht auf den Zeitpunkt der Zeitspanne begrenzt, an dem der gesamte Drei-Wege-Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht. Beispielsweise kann die Zittersteuerung für einen Entschwefelungsprozess durchgeführt werden, selbst nachdem der gesamte Drei-Wege-Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht hat. Wenn abgesehen davon der Drei-Wege-Katalysator beispielsweise in einen Temperaturbereich eintritt, der höher als die Aktivierungstemperatur des Drei-Wege-Katalysators ist und der dazu führt, dass die Vergiftungsmenge durch Schwefel wahrscheinlich zunimmt, kann die Zittersteuerung durchgeführt werden, um die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators höher als den Temperaturbereich zu machen. Abgesehen davon kann beispielsweise die Bedingung für die Durchführung der Zittersteuerung sein, dass eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur in einem Abgasrohr gemacht wird, um kondensiertes Wasser davon abzuhalten, am Abgasrohr anzuhaften. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Zittersteuerung unter der Bedingung durchgeführt wird, dass das logische Produkt der Aussage, dass die Temperatur der Außenluft gleich oder geringer als ein kritischer Wert ist, und der Aussage, dass die Last gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wahr ist. Abgesehen davon kann die Bedingung für die Durchführung der Zittersteuerung sein, dass in dem Fall eine Anfrage zur Entfernung von Partikeln gemacht wird, mit denen ein GPF verstopft ist, in dem der GPF als Katalysator verwendet wird, wie es nachstehend im Bereich „Bezüglich des Katalysators“ beschrieben ist. Dies kann realisiert werden, indem die Zittersteuerung unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die Differenz zwischen dem stromaufwärtigen Druck des GPF und dem stromabwärtigen Druck des GPF gleich oder höher als ein Grenzwert ist. Abgesehen davon kann in dem Fall, bei dem die Temperatur des stromaufwärtigen Endabschnittes des Drei-Wege-Katalysators die Aktivierungstemperatur des Katalysators erreicht hat, die Zittersteuerung immer durchgeführt werden, solange nicht die Temperatur des stromaufwärtigen Endabschnittes des Drei-Wege-Katalysators in dem Ausmaß übermäßig hoch wird, dass eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Drei-Wege-Katalysators verursacht wird. In dem Fall jeder dieser Ausführungsformen der Erfindung verhindert der Stopp der Zittersteuerung in dem Fall der destabilisierten Verbrennung nicht notwendigerweise, dass sich die Temperatur des Katalysators unverzüglich erhöht, sondern kann auch einen Faktor für das Absinken der Katalysatortemperatur darstellen. Dann hat in diesem Fall die Änderung des Magerkeitsgrades und des Fettheitsgrades gemäß jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung darin eine technische Bedeutung, dass die Temperatur des Katalysators von einem Absinken abgehalten werden kann und die Temperaturerhöhungsleistung während der Sicherstellung der Verbrennungsstabilität sichergestellt werden kann.
  • Bezüglich der Anzahl an Magerbetrieb- und Fettbetrieb-Zylindern ist die Anzahl an Magerbetrieb-Zylinder(n) größer als die Anzahl an Fettbetrieb-Zylinder(n) in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann die Anzahl an Magerbetrieb-Zylinder(n) gleich der Anzahl an Fettbetrieb-Zylinder(n) sein. Im Übrigen ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Summe der Anzahl an Magerbetrieb-Zylinder(n) und der Anzahl an Fettbetrieb-Zylinder(n) mit der Zylinderanzahl des Verbrennungsmotors 10 übereinstimmt. Beispielsweise kann ein spezifischer Zylinder anders als die Magerbetrieb - und Fettbetrieb-Zylinder gemacht werden, indem das Luft-Kraftstoffverhältnis in der Verbrennungskammer 14 des spezifischen Zylinders gleich dem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis gemacht wird. Im Übrigen ist, wie nachstehend im Abschnitt „Bezüglich des Verbrennungsmotors“ beschrieben, die Summe der Anzahl an Magerbetrieb-Zylinder(n), dessen/deren Abgas gestaltet ist, durch einen der Katalysatoren gereinigt zu werden, und der Anzahl an Fettbetrieb-Zylinder(n), dessen/deren Abgas gestaltet ist, durch diesen Katalysator gereinigt zu werden, kleiner als die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors ist, selbst in dem Fall, bei dem eine Vielzahl an Zylindern, die gestaltet sind, verschiedene Arten an Abgas zu reinigen, vorgesehen ist.
  • Der Zittersteuerungsprozess ist nicht unbedingt erforderlich, um den Korrekturbetrag der Einspritzmenge einzustellen. Beispielsweise können die Grundeinspritzmengenberechnungs-Prozesseinheiten M10 getrennt für den Fettbetrieb-Zylinder und die Magerbetrieb-Zylinder vorgesehen sein. In diesem Fall berechnet die Grundeinspritzmengenberechnungs-Prozesseinheit M10 für den Fettbetrieb-Zylinder die Grundeinspritzmenge Qb als eine Steuerbetriebsmenge, um das Ziel - Luft-Kraftstoffverhältnis fett zu machen, und die Grundeinspritzmengenberechnungs-Prozesseinheit M10 für die Magerbetrieb-Zylinder berechnet die Grundeinspritzmenge Qb als eine Steuerbetriebsmenge, um das Ziel - Luft-Kraftstoffverhältnis mager zu machen. Im Übrigen kann in diesem Fall der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse der Luft-Kraftstoffmischung in den Verbrennungskammern 14 der jeweiligen Zylinder dem Sollwert Af* angeglichen werden. In diesem Fall können die Nettokomponente des Abgases in allen Zylindern von den Komponenten des Abgases in dem Fall abweichen, bei dem der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse des Abgases gleich dem Sollwert ist. Allerdings kann diese Abweichung durch die Regelungssteuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses ausgeglichen werden.
  • Im Übrigen ist das zuvor erwähnte Abgas - Luft-Kraftstoffverhältnis des Zielabgases unter Verwendung eines virtuellen Luft-Kraftstoffgemisches definiert. Das heißt, dass das virtuelle Luft-Kraftstoffgemisch als ein Luft-Kraftstoffgemisch definiert ist, in dem die Konzentrationen von unverbranntem Kraftstoff (z. B. HC), unvollständig verbrannten Komponenten (z. B. CO) und Sauerstoff im Abgas, das nur aus Frischluft und Kraftstoff besteht und erzeugt wird, wenn es verbrannt wird, jeweils gleich den Konzentrationen von unverbranntem Kraftstoff, unvollständig verbrannten Komponenten und Sauerstoff im Zielabgas sind. Das Abgas-Luft-Kraftstoffverhältnis ist als das Luft-Kraftstoffverhältnis des virtuellen Luft-Kraftstoffgemisches definiert. In diesem Fall ist die Verbrennung des virtuellen Luft-Kraftstoffgemisches allerdings nicht auf die Verbrennung begrenzt, bei der die Konzentrationen von unverbranntem Kraftstoff und unvollständig verbrannten Komponenten und/oder die Konzentration von Sauerstoff gleich null sind/ist oder als null betrachtet werden können, sondern auch die Verbrennung aufweist, bei der beide Konzentrationen des unverbrannten Kraftstoffes und der unvollständig verbrannten Komponenten und der Konzentration an Sauerstoff höher als null sind. Abgesehen davon bedeutet der Mittelwert der Abgas - Luft-Kraftstoffverhältnisse der Vielzahl an Zylindern ein Abgas-Luft-Kraftstoffverhältnis in dem Fall, bei dem das gesamte Abgas, das aus der Vielzahl an Zylindern ausgestoßen wird, das Zielabgas ist. Im Übrigen wird in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung der Mittelwert der Abgas-Luft-Kraftstoffverhältnisse aller Zylinder auf den Sollwert gesteuert.
  • In jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung ist der Sollwert des Mittelwertes der Luft-Kraftstoffverhältnisse des Verbrennungsmotors gleich dem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Wenn beispielsweise ein GPF, das mit einem Drei-Wege-Katalysator ausgestattet ist, als ein Katalysator verwendet wird, wie es in dem Abschnitt „Bezüglich des Katalysators“ beschrieben wird, kann der Sollwert des Mittelwertes der Luft-Kraftstoffverhältnisse des Verbrennungsmotors magerer sein als das theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis. Im Übrigen ist in diesem Fall das Luft-Kraftstoffverhältnis jedes Magerbetrieb-Zylinders sowohl magerer als das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis als auch der Sollwert, und das Luft-Kraftstoffverhältnis des Fettbetrieb-Zylinders ist sowohl fetter als das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis als auch der Sollwert.
  • Der Katalysator ist nicht auf den Drei-Wege-Katalysator 22 begrenzt. Beispielsweise kann ein Benzinpartikelfilter (ein GPF) verwendet werden, der mit einem Drei-Wege-Katalysator ausgestattet ist. Kurzum ist es möglich, jeden Katalysator zu verwenden, dessen Temperatur auf Anforderung erhöht wird und dessen Temperatur mit Hilfe der Oxidationswärme erhöht werden kann, aus der Oxidation der unverbrannten Kraftstoffkomponenten und der unvollständig verbrannten Komponenten im Fettbetrieb-Zylinder durch den Sauerstoff in den Magerbetrieb-Zylindern.
  • Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die elektronische Steuereinheit mit der CPU 32 und dem Speicher 34 und Ausführungssoftwareprozessen ausgestattet ist. Beispielsweise kann die elektronische Steuereinheit mit einer dezidierten Hardware - Schaltung (z. B. ein ASIC oder dergleichen) ausgestattet werden, die einen und/oder einige der Werte, die in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der Erfindung Softwareprozessen unterzogen wurden, Hardwareprozessen unterzieht. Das heißt, dass die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein kann: (a) mit einer Prozesseinheit ausgestattet zu sein, die alle zuvor erwähnten Prozesse gemäß einem Programm und einem Speicher, das das Programm speichert, ausführt, (b) mit einer Prozesseinheit ausgestattet zu sein, die einen oder einige der zuvor erwähnten Prozesse gemäß einem Programm und einem Speicher, das das Programm speichert, und einer dezidierten Hardware - Schaltung ausführt, die den/die anderen Prozess(e) ausführt, oder (c) mit einer dezidierten Hardware - Schaltung ausgestattet zu sein, die alle zuvor erwähnten Prozesse ausführt. Hierbei ist zu beachten, dass eine Vielzahl an Paaren von Prozesseinheiten und Speichern und eine Vielzahl von dezidierten Hardware - Schaltungen vorgesehen werden können.
  • Der Verbrennungsmotor muss nicht unbedingt ein Vierzylinder Verbrennungsmotor sein. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise ein Reihensechszylinder-Verbrennungsmotor sein. In diesem Fall kann der Zyklus des Prozesses in 4 beispielsweise auf 120°CA eingestellt werden, im Hinblick auf die Tatsache, dass der Zyklus der Entstehung der Verbrennungshübe, die auf eine Art der Zeitabfolge nebeneinander sind, 120°CA ist. Abgesehen davon kann der Verbrennungsmotor beispielsweise ein V-Motor oder dergleichen sein, der mit einem ersten Katalysator und einem zweiten Katalysator ausgestattet ist, die Abgas in jeweils verschiedenen Zylindern reinigen.
  • Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass jedes Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff in jede Verbrennungskammer 14 einspritzt, sondern der Kraftstoff kann beispielsweise in den Einlasskanal 12 eingespritzt werden. Es ist nicht unverzichtbar eine Rückkopplungssteuerung des Luft- Kraftstoffverhältnisses durchzuführen, wenn die Zittersteuerung durchgeführt wird.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor 10 vorgesehen ist. Die Steuervorrichtung ist mit einer elektronischen Steuereinheit 30 ausgestattet. Eine CPU 32 mit der diese elektronische Steuereinheit 30 ausgestattet ist, führt eine Zittersteuerung durch, um einen ersten Zylinder als einen Fettbetrieb-Zylinder einzustellen, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis fetter als ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis ist, und jeden zweiten bis vierten Zylinder als einen Magerbetrieb-Zylinder einzustellen, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis magerer als ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis ist, wenn eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur eines Drei-Wege-Katalysators 22 gemacht wird. Dann verringert die CPU 32 den Fettheitsgrad des Fettbetrieb-Zylinders und den Magerkeitsgrad des Magerbetrieb-Zylinders, während die Zittersteuerung unter der Bedingung fortgeführt wird, dass die Schwingungen auf einem Niveau, das gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, in Zeitabfolgedaten der Drehzahl verursacht werden, die aus der Verbrennung in jedem Zylinder resultiert.

Claims (10)

  1. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (10), mit: einer elektronischen Steuereinheit (30), die konfiguriert ist: (i) einen Zittersteuerungsprozess auszuführen, wobei der Zittersteuerungsprozess ein Prozess ist, der dafür gestaltet ist, den Verbrennungsmotor (10) zu steuern, der mit einem Katalysator (22) zur Reinigung von Abgas ausgestattet ist, das aus einer Vielzahl an Zylindern ausgestoßen wird, und der jeweils der Vielzahl an Zylindern entsprechende Kraftstoffeinspritzventile betätigt, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Magerbetrieb-Zylinder als einem aus der Vielzahl an Zylindern (#1 bis #4) oder jedem aus einigen der Vielzahl an Zylindern (#1 bis #4) auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das magerer ist als der Sollwert für einen Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4), und um ein Luft-Kraftstoffverhältnis in einem Fettbetrieb-Zylinder als dem anderen Zylinder oder jedem aus den anderen Zylindern auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis zu steuern, das fetter ist als der Sollwert; und (ii) einen Reduktionsprozess auszuführen, wobei der Reduktionsprozess ein Prozess zur Verringerung einer ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und einer zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert ist, während unter einer Bedingung, dass ein Niveau von Drehschwingungen einer Kurbelwelle gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert wird, wenn der Zittersteuerungsprozess ausgeführt wird, der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4) gleich dem Sollwert gehalten wird, indem das Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder magerer als der Sollwert gemacht wird und das Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder fetter als der Sollwert gemacht wird.
  2. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, wenn eine Anfrage zur Erhöhung der Temperatur des Katalysators (22) getätigt wurde.
  3. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, wenn eine Temperatur des Katalysators (22) gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur und gleich oder niedriger als eine vorgeschriebene Temperatur ist.
  4. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, den Zittersteuerungsprozess und den Reduktionsprozess auszuführen, sobald der Verbrennungsmotor (10) in einem kalten Zustand gestartet wird.
  5. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, den Reduktionsprozess nach Ausführung des Reduktionsprozesses nochmals auszuführen, unter der Bedingung, dass das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird.
  6. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, Verringerungsbeträge im Reduktionsprozess größer zu machen, wenn eine Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, höher als eine vorbestimmte Frequenz ist, als wenn die Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, wobei die Verringerungsbeträge Beträge sind, um die die erste Differenz und die zweite Differenz jeweils unter der Bedingung verringert werden, dass das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird.
  7. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist: (i) den Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4) gleich dem Sollwert zu halten, unter der Bedingung, dass die Drehschwingungen auf einem Niveau, die gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne detektiert werden, nachdem der Reduktionsprozess ausgeführt wurde, und (ii) einen Erhöhungsprozess zur Erhöhung der ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und der zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb und dem Sollwert auszuführen, während der Mittelwert der Luft-Kraftstoffverhältnisse in der Vielzahl der Zylinder (#1 bis #4) nach der Ausführung des Reduktionsprozesses gleich dem Sollwert gehalten wird.
  8. Steuervorrichtung gemäß dem Anspruch 7, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, den Erhöhungsprozess nach Ausführung des Erhöhungsprozesses nochmals auszuführen, unter der Bedingung, dass die Drehschwingungen, die auf dem Niveau sind, die gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, innerhalb der vorbestimmten Periode nicht detektiert werden.
  9. Steuervorrichtung gemäß dem Anspruch 7 oder 8, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist, Erhöhungsbeträge im Erhöhungsprozess größer zu machen, wenn die Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, gleich oder geringer als die vorbestimmte Frequenz ist, als wenn die Frequenz, mit der das Niveau der Drehschwingungen gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird, höher als die vorbestimmte Frequenz ist, wobei die Erhöhungsbeträge Beträge sind, um die die erste Differenz und die zweite Differenz jeweils unter der Bedingung erhöht werden, dass die Drehschwingungen, die auf dem Niveau sind, die gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne nicht detektiert werden.
  10. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die elektronische Steuereinheit (30) konfiguriert ist: (i) einen Anfragewerteinstellungsprozess zur variablen Einstellung eines Grundanfragewertes als einen Grundwert eines Anfragewertes der ersten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und der zweiten Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (10) auszuführen, (ii) einen Überwachungsprozess zur Eingabe des Grundanfragewertes und zur Begrenzung des Anfragewertes auf einen Wert auszuführen, der gleich oder kleiner als ein Überwachungswert ist, (iii) die erste Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Magerbetrieb-Zylinder und dem Sollwert und die zweite Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoffverhältnis im Fettbetrieb-Zylinder und dem Sollwert auf den Anfragewert im Zittersteuerungsprozess zu steuern, (iv) den Überwachungswert im Reduktionsprozess zu verringern, und (v) den Überwachungswert in Richtung des Grundanfragewertes im Erhöhungsprozess zu erhöhen.
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