DE102017219623A1

DE102017219623A1 - Verbrennungsmotor-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102017219623A1
Application number: DE102017219623.8A
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Takahashi; Takahiko Ono
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2018-10-25
Also published as: JP2018178928A; US10539081B2; US20180306130A1; CN108730055B; JP6381728B1; CN108730055A

Abstract

Eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung wird erhalten, die genau die Steuerung zu einem Ausgabezielwert durchführen kann, durch Berechnen einer Abgastemperatur genauer und Eliminieren von Diskrepanzen einer Turbinenflussrate und eines Wastegate-Ventil-Öffnungsgrads. In der Vorrichtung berechnet eine thermische Effizienz-Recheneinheit 312 thermische Effizienz, basierend auf einer beliebigen Kombination von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Abgasrückführ-(EGR)-Verhältnis, welches Änderungsfaktoren bei der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors sind; eine Abgasverlust-Recheneinheit 301 berechnet Abgasverlust, basierend auf durch die thermische Effizienz-Recheneinheit 312 berechneter thermischer Effizienz, und auf einer beliebigen Kombination von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem EGR-Verhältnis, welches Änderungsfaktoren des Abgasverlustes sind; und eine Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302 berechnet eine Abgastemperatur an einem Abgasauslassbereich, basierend auf durch die Abgasverlust-Recheneinheit 301 berechnetem Abgasverlust.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung, die zum Durchführen einer Zustandsabschätzung von einem Abgassystem in der Lage ist, bei welchem eine Temperatur von Abgas, das aus dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, abgeschätzt wird.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Konventioneller Weise, um eine Aufgabe zum Verbessern einer Abgabe eines Verbrennungsmotors zu erzielen oder Ähnliches zu tun, ist ein Superlader- oder Turbolader-montierter Motor bekannt, der an sich einen Turbolader montiert hat, der durch Rotieren seiner Turbine unter Verwendung von Abgas arbeitet.
In Patentdokument 1 wird eine Vorrichtung offenbart, in der ein Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad durch Berechnen der Menge an Zieleinlassluft (ungefähr gleich der Zielladeeffizienz) gesteuert wird, basierend auf dem Abgabezielwert eines Motors, durch Berechnen eines Ziel-Turboladungsdrucks, basierend auf der Menge an Zieleinlassluft und der Motordrehzahl, durch Berechnen einer Ziel-Turbinenflussrate aus dem Ziel-Turboladungsdruck und durch Berechnen einer Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate aus einer Abgasflussrate und der Ziel-Turbinenflussrate, so dass eine KompressorAntriebskraft so gesteuert wird, dass das Zieldrehmoment erzielt wird.
Eine Abgastemperatur ist zum Berechnen der Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate erforderlich; jedoch wird in Patentdokument 1 ein Kennfeldwert als Abgastemperatur verwendet, auf die Bezug genommen wird, basierend auf der in einem Speicher gespeicherten Ladeeffizienz und einer darin gespeicherten Drehzahl.
Im Patentdokument 2 wird die Änderungsgröße bei der thermischen Effizienz von derjenigen in einem Referenzbetriebszustand aus Änderungsgrößen bei der Einlassluft-Sauerstoffkonzentration und dem Abgaseinspritz-Timing berechnet, und wird eine Abgastemperatur basierend auf der Menge an Abgaswärme im Referenzbetriebszustand und der Änderungsgröße bei der thermischen Effizienz gegenüber derjenigen im Referenzbetriebszustand abgeschätzt.

Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 5963927
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-031170

Weil im Patentdokument 1 eine Änderung bei der Abgastemperatur nicht behandelt werden kann, tritt in einem Fall, bei dem eine Verschiebung und/oder Variation beim Zünd-Timing und einem Luft-/Kraftstoffverhältnis auftritt, mit der aus einem Kennfeld erfassten Abgastemperatur, das sich auf Ladeeffizienz und Drehzahl bezieht, ein Problem auf, das der Turboladungsdruck übermäßig groß wird, so dass er einen Schaden am Motor und/oder einem Turbolader verursacht, weil eine Turbinenflussrate und ein Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad, der berechnet wird, indem die Abgastemperatur verwendet wird, verschoben sind; es treten auch Probleme damit auf, dass die Laufleistungsfähigkeit aufgrund des Mangels an Turboladungsdruck degradiert und dass der Kraftstoffverbrauch oder dergleichen degradiert, aufgrund eines Fehlens von Turboladungsdruck, der dazu dienen soll, ihn zu kompensieren, durch übermäßige Fahrpedalbetätigungen.
Zusätzlich wird in Patentdokument 2 eine Abgastemperatur basierend auf der Änderungsgröße der thermischen Effizienz von derjenigen in einem Referenzbetriebszustand abgeschätzt und es tritt ein Problem damit auf, dass, wenn die Beziehung zwischen thermischer Effizienz und der Menge an Abgaswärme aufgrund einer Variation bei Kühlverlusten oder dergleichen verschoben wird, die Abgastemperatur abweicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf die Lösung dieser oben beschriebenen Probleme gerichtet worden und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung zu erhalten, die eine Abgastemperatur genau berechnen, durch genaueres Abschätzen von Abgasverlust, die Diskrepanz einer Turbinenflussrate und/oder derjenigen eines Wastegate-Ventil-Öffnungsgrads eliminieren und genauer zu einem Abgabezielwert steuern kann.
Eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, welche umfasst: eine thermisch Effizienz-Recheneinheit zum Berechnen thermischer Effizienz, basierend auf einer beliebigen Kombination von Zünd-Timing, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Abgas-Rückfuhrverhältnis, die Änderungsfaktoren bei der thermischen Effizienz eines Verbrennungsmotors sind; eine Abgasverlust-Recheneinheit zum Berechnen eines Abgasverlustes, basierend auf der durch die thermische Effizienz-Recheneinheit berechneten thermischen Effizienz und auf einer Kombination von Zünd-Timing, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und/oder einem Abgasrückführverhältnis, die Änderungsfaktoren des Abgasverlustes sind; und eine Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit zum Berechnen einer Abgastemperatur an einem Auslassbereich, basierend auf dem durch die Abgasverlust-Recheneinheit berechneten Abgasverlust.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Änderung bei dem Abgasverlust aufgrund einer Änderung bei der thermischen Effizienz genaue abgeschätzt werden, indem der Abgasverlust in Übereinstimmung mit thermischer Effizienz und mit einer Kombination von zwei oder mehr von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Abgasrückführ-(EGR, exhaust gas recirculation)-Verhältnis, die Faktoren zum Beeinflussen der Änderung beim Abgasverlust sind, erfasst wird und dann eine Abgastemperatur eines Auslassbereichs abgeschätzt wird, so dass die Abgastemperatur am Auslassbereich genau abgeschätzt werden kann, und es ist möglich, einen Schaden am Verbrennungsmotor und/oder einem Turbolader zu verhindern und Degradierung der Laufleistungsfähigkeit und derjenigen des Kraftstoffverbrauchs.
Figurenliste
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.

1 ist ein Diagramm, das eine Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors illustriert, auf welchen eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 illustriert;
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operationen der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
5A und 5B sind Diagramme, die beide Graphen zeigen, die die Schätzgenauigkeit angeben, welches die Beziehung zwischen den tatsächlichen Messwerten und Schätzwerten ist, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operationen der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung; und
7 ist ein anderes Flussdiagramm zum Erläutern der Operationen der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass in jeder der Figuren dieselben Bezugszeichen und Symbole dieselben Elemente bezeichnen, wie, oder Elemente entsprechend jenen, die in den Zeichnungen gezeigt sind.
Ausführungsform 1
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Lufteinlass- und Abgassystems eines Verbrennungsmotors (nachfolgend als ein „Motor“ bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. In 1 wird hinsichtlich der Kurbelwelle eines Motors 1 ein Kurbelwellenwinkelsensor 11 darin zum Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend einem Rotationswinkel der Kurbelwelle platziert. Zusätzlich werden am Einlassdurchgang zur Verbrennungskammer des Motors 1 und an dem Abgasauslass daraus ein Einlassrohr 2, welches den Einlassluftpfad bildet, bzw. ein Auslassrohr 7, welches den Abgaspfad bildet, verbunden.
Auf einer stromaufwärtigen Seite des Einlassrohrs 2 (auf einer gegenüberliegenden Seite zum Motor 1) wird ein Luftreiniger 3 zum Reinigen einer externen Atmosphärenluft, die eingelassen wird, platziert. Stromabwärts des Luftreinigers 3 des Einlassrohrs 2 (auf einer Seite zum Motor 1 hin) sind integral miteinander oder getrennt voneinander ein Luftflusssensor 12 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf die Menge auf Einlassluftfluss und ein Einlass-Lufttemperatursensor (Einlasslufttemperatursensor) 13 zum Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend einer Einlasslufttemperatur des Einlassluftpfads montiert. Es ist anzumerken, dass in 1 ein Beispiel gezeigt ist, in dem sowohl die Sensoren 12 als auch 13 integral zueinander ausgebildet sind. Zusätzlich ist stromabwärts des Luftreinigers 3 des Einlassrohrs 2 (auf einer Seite zum Motor 1 hin) ein Atmosphären-Luftdrucksensor 9 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf den Atmosphärenluftdruck montiert.
Auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasrohrs 7 (auf einer Seite zum Motor 1 hin) ist ein Abgasreinigungskatalysator 22 vorgesehen. Stromaufwärts des Abgasreinigungskatalysators 22 des Abgasrohrs 7 (auf einer Seite zum Motor 1 hin) ist ein Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 16 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf ein Verhältnis zwischen Luft und einem Kraftstoff, der verbrannt wird, montiert.
Zusätzlich ist in einem Einlass- und Auslasskreislauf, der aus Einlassrohr 2 und Auslassrohr 7 aufgebaut ist, ein Turbolader (Turbo-Lader) 36 montiert, der einen Kompressor (Kompressionsmaschine) 31 und eine Turbine 32 enthält, die integral mit dem Kompressor 31 rotiert. Die Turbine 32 ist auf einer stromaufwärtigeren Seite des Abgasreinigungskatalysators 22 des Abgasrohrs 7 montiert und ist so angeordnet, dass die Turbine rotational mittels Abgas angetrieben wird, das durch das Abgasrohr 7 fließt. Der Kompressor 31 ist stromabwärts des Luftreinigers 3 des Einlassrohrs 2 montiert. Der Kompressor 31 ist so angeordnet, dass Luft innerhalb des Einlassluftpfads in Assoziierung mit der Drehung der Turbine 32, die rotational angetrieben wird, komprimiert wird.
Auf einer stromabwärtigen Seite des Kompressors 31 ist ein Luftumgehungsventil 33 zum Ableiten der Menge von komprimierter Luft durch das Einlassrohr 2 montiert, um eine Beschädigung an der Turbine 32 hauptsächlich zum Zeitpunkt, zu dem das Fahrpedal „AUS“ ist, aufgrund von Rückfluss des Turboladungsdrucks unter Kompression zu verursachen. Stromabwärts des Luftumgehungsventils 33 ist ein Zwischenkühler 30 montiert. Stromabwärts des Zwischenkühlers 30 ist eine Drosselklappe 4 zum Justieren der Luftmenge, die zum Motor 1 zu befördern ist, montiert. An der Drosselklappe 4 ist ein Drosselpositionssensor 14 verbunden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das reagibel ist auf den Drosselöffnungsgrad der Drosselklappe. Zusätzlich ist stromaufwärts der Drosselklappe 4 ein Drossel-Stromaufwärtsdrucksensor 35 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf Luftdruck zwischen dem Zwischenkühler 30 und der Drosselklappe 4 montiert.
Darüber hinaus ist stromabwärts der Drosselklappe 4 in einem Einlassluftpfad des Einlassrohrs 2 ein Druckausgleichstank 5 zum Aufheben einer Einlassluftpulsation montiert. Am Druckausgleichstank 5 ist ein Einlasskrümmerdrucksensor (nachfolgend Einlasskrümmerdrucksensor) 15 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf dem Luftdruck im Druckausgleichstank 5 und ein Einlasskrümmer-Einlasslufttemperatursensor 6 zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf die Einlasslufttemperatur im Druckausgleichstank 5 montiert. Anstelle des Einlasskrümmerdrucksensors 15 zum direkten Messen von Einlass-Krümmerdruck (nachfolgend Einlasskrümmerdruck) Pb, kann vorgesehen sein, dass der Einlasskrümmerdruck Pb aus anderen Sensorinformationen abgeschätzt wird. Anstelle des Einlasskrümmer-Einlasslufttemperatursensors 6 zum direkten Messen einer Einlasslufttemperatur an einem Einlassdurchgangsbereich kann vorgesehen sein, dass eine Einlasslufttemperatur T_in am Einlassdurchgangsbereich aus anderer Sensorinformation abgeschätzt wird.
Im Einlassrohr 2 ist stromabwärts des Druckausgleichstanks 5 auf einer Seite zum Motor 1 hin ein Injektor 17 zum Einspritzen eines Kraftstoffs montiert. Es ist anzumerken, dass der Injektor 17 so montiert sein kann, dass der Injektor einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder 8 einspritzt.
An einem oberen Bereich des Zylinders sind eine Zündkerze 18 zum Zünden einer verbrennbaren Mischung, die durch Mischen von in den Motor 1 eingelassener Luft zusammen mit einem aus dem Injektor 17 eingespritzten Kraftstoff produziert wird, und eine Zündspule 19 zum Erzeugen eines elektrischen Stroms zum Zünden der Zündkerze 18 mit einem Funken montiert. Auch sind ein Einlassventil 20 zum Justieren der Menge an in dem Zylinder 8 eingelassener brennbarer Mischung durch einen Einlassluftpfad und ein Abgasventil 21 zum Justieren der Menge an Abgas, das aus der Innenseite des Zylinders 8 in einen Abgaspfad des Motors 1 abgegeben wird, montiert. Auf einer stromaufwärtigen Seite der Turbine 32 ist ein Wastegate-Ventil 34 zum Ableiten von Abgas durch einen Abgasnebenflusskanal montiert, um keine Beschädigung am Motor 1 zu verursachen, selbst wenn ein Turboladungsdruck unter Kompression steigt, aufgrund von einer hohen Turbinendrehzahl und schwerer Last.
Hinsichtlich eines Aktuators zum Antreiben des Wastegate-Ventils 34 kann ein Beliebiges von einem Drucktyp zum Steuern des an einem Diaphragma verursachten Drucks und eines motorbetriebenen Typs zum direkten Betätigen eines Ventilöffnungsgrads verwendet werden.
Obwohl in 1 nicht gezeigt, sind ein variabler Ventil-Timing-Mechanismus des Einlassventils (Einlass-VVT), ein Ventil-Timing-Mechanismus des Auslassventils (Auslass-VVT) und ein Abgasrückführ-(EGR)-Ventil als Mechanismus zum Senken von Abgasemissionen und Verbessern des Kraftstoffverbrauchs enthalten.
2 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch eine Konfiguration der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
In 2 empfängt eine Elektroniksteuereinheit (nachfolgend als eine „ECU“ bezeichnet) 100 ein durch sowohl den Kurbelwellenwinkelsensor 11, den Luftflusssensor 12, den Einlasslufttemperatursensor 13, den Drosselpositionssensor 14, den Einlasskrümmerdrucksensor 15, den Einlasskrümmer-Einlasslufttemperatursensor 6, als auch den Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 16, die konstituierende Sensoren 200 sind, erzeugtes elektrisches Signal.
Hinsichtlich einer Kurbelwinkelsensordrehzahl (auch als „Motordrehzahl“ bezeichnet) Ne sind eine tatsächlich gemessene Luftflussrate G_r, eine Einlasslufttemperatur T₁, der Grad der Drosselklappenöffnung TH, der Einlasskrümmerdruck P_b oder Einlass-Atmosphärenluftdruck, eine Einlasslufttemperatur T_in an einem Einlassdurchgangsbereich und ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF in der Figur gezeigt.
Zusätzlich empfängt die ECU 100 auch ein elektrisches Signal aus sowohl dem Atmosphärenluftdrucksensor 9, der für einen Turbolader benötigt wird, als auch dem Drossel-Stromaufwärtsdrucksensor 35 und verschiedenen anderen Sensoren S. Von diesen verschiedenen Arten von Sensoren sind ein Fahrpedal-Positionssensor oder ein FahrpedalÖffnungsgradsensor zum Erzeugen eines elektrischen Signals reagibel auf eine Betätigungsgröße eines (in der Figur nicht gezeigten) Fahrpedals, ein Sensor zum Steuern der Verbrennung des Motors 1 und Sensoren zum Steuern des Verhaltens eines Automobilfahrzeugs (beispielsweise ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein externer Atmosphären-Lufttemperatursensor und dergleichen) enthalten.
Entsprechender Atmosphärenluftdruck P₁, Drossel-Stromaufdruck P₂, ein Fahrpedalöffnungsgrad D, eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, eine externe Atmosphären-Lufttemperatur T_out und dergleichen sind in der Figur gezeigt.
Darüber hinaus berechnet die ECU 100 ein Schätzausgabedrehmoment TRQ (in der Figur nicht gezeigt), welches das aus dem Motor 1 erzeugte, tatsächliche Drehmoment abschätzt, basierend auf allen Eingangsdaten, wie etwa Drehzahl Ne aus dem Kurbelwellenwinkelsensor 11, eine tatsächlich gemessen Luftflussrate G_r aus dem Luftflusssensor 12, der Grad an Drosselklappenöffnung TH aus dem Drosselpositionssensor 14, dem Einlasskrümmerdruck Pb aus dem Einlasskrümmerdrucksensor 15, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF aus dem Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 16, Atmosphärenluftdruck P₁ aus dem Atmosphärenluftdrucksensor 9, Drossel-Stromaufwärtsdruck P₂ aus dem Drossel-Stromaufwärtsdrucksensor 35 und ein Fahrpedalöffnungsgrad D aus dem Fahrpedalöffnungsgradsensor (von verschiedenen Arten von Sensoren S) zum Detektieren eines Öffnungsgrads eines an einem Automobilfahrzeug montierten Fahrpedals; und die ECU berechnet auch ein Zieldrehmoment TRQT (in der Figur (nicht gezeigt), basierend auf Eingabedaten aus jedem der oben beschriebenen Sensoren und auf Drehmomentanfragewerten aus anderen Controllern C (beispielsweise Steuerung für die Getriebesteuerung, Bremssteuerung, Traktionssteuerung, Stabilitätssteuerung und so weiter).
Weiterhin steuert die ECU 100 Aktuatoren 210 auf solche Weise, dass unter Bezugnahme auf ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und jedem von Steuerzielwerten (beispielsweise die Grade von variabler Einlass- und Auslass-Ventil-Timing (VVT) Öffnungen, einem Abgasrückführ-(EGR)-Verhältnis, Zündzeitpunkt und so weiter), um das Zieldrehmoment TRQT zu erzielen, ein Aktuator (Antriebseinheit) 4a der Drosselklappe 4 antriebsgesteuert wird, um so eine Ziel-Einlassluftflussrate G_at in der Menge des Einlassluftflusses zu erzielen, dass ein Aktuator (Antriebseinheit) 17a des Injektors 17 so antriebsgesteuert wird, dass er einen Zielwert des Luft-/Kraftstoffverhältnisses AF erzielt, dass eine Aktuatoreinheit (Antriebseinheit) 19a, die aus einer Antriebsschaltung der Zündspule 19 aufgebaut ist, in ihrer elektrischen Leitung so gesteuert wird, dass ein Zielwert beim Zündzeitpunkt erzielt wird, und dass ein Aktuator (Antriebseinheit) 34a des Wastegate-Ventils 34 so antriebsgesteuert wird, dass ein Zielwert eines Wastegate-Ventil-Öffnungsgrads erzielt wird. Zusätzlich berechnet auch die ECU 100 Zählwerte in Bezug auf verschiedene Arten von anderen Aktuatoren A als jenen oben beschriebenen Aktuatoren und führt die Steuerung daran durch. Zusätzlich wird an den verschiedenen Arten von Aktuatoren A die Steuerung beispielsweise durchgeführt, um ein Kühlergebläse anzutreiben oder anzuhalten.
Hier ist die ECU 100 aus einem Mikroprozessor 110 aufgebaut, der eine CPU 111 zum Ausführen von Rechenverarbeitung, ein ROM 112 zum Speichern von Programmdaten und Festwertdaten, und ein RAM 113, dessen gespeicherte Daten sequentiell durch Aktualisieren der Daten neu geschrieben werden können, aufweist. Einschließlich des ROM und des RAM werden sie gemeinsam als eine Speichereinheit bezeichnet.
3 ist ein Blockdiagramm, welches spezifisch Funktionen illustriert, die sich auf Abgastemperaturberechnung, Luftgrößenrechnung und Wastegate-Ventilsteuerung beziehen, aus den Funktionen, über welche die ECU 100 von 2 verfügt. Im ROM 112 der ECU 100 werden eine Abgastemperatur-Recheneinheit 300, ein Luftgrößen-Recheneinheit 310 und eine Wastegate-Ventil-Steuereinheit 320 als Software gespeichert.
Die Abgastemperatur-Recheneinheit 300 beinhaltet eine Abgasverlust-Recheneinheit 301, eine Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302, eine Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit 303 und eine Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304.
Die Luftgrößen-Recheneinheit 310 beinhaltet eine Zieldrehmoment-Recheneinheit 311, eine Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 und eine Ziel-Zylinderluftgrößen-Recheneinheit 313.
Die Wastegate-Ventil-Steuereinheit 320 beinhaltet eine Zieleinlasskrümmerdruck-Recheneinheit 321, eine Zieldrossel-Stromaufwärtsdruck-Recheneinheit 322, eine Ziel-Kompressorantriebskraft-Recheneinheit 323, eine Ziel-Turbinenflussraten-Recheneinheit 324 und eine Ziel-Wastegate-Ventilöffnungsgrad-Recheneinheit 325.
In der Abgasverlust-Recheneinheit 301 wird ein Abgasverlust aus der durch die Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 berechneten thermischen Effizienz, dem Zündzeitpunkt I_g, der Ladeeffizienz Ec, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF, einem EGR-Verhältnis R_egr und so weiter berechnet.
In der Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302 wird eine Abgastemperatur an einem Abgasauslassbereich unter Verwendung eines durch die Abgasverlust-Recheneinheit 301 berechneten Abgasverlustes berechnet.
In der Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit 303 wird eine geänderte Temperatur berechnet, die eine Änderung von Temperaturen ist, aus dem Abgasauslassbereich zu einem Turbinen-Stromaufwärtsbereich, der ein Abgasauslass-Stromabbereich ist, aufgrund von thermischen Verlusten dazwischen.
In der Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304 wird eine Abgastemperatur in den Turbinenstromaufwärtsbereich, der ein Abgasauslass-Stromabwärtsbereich ist, aus der Abgastemperatur am durch die Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302 berechneten Abgasauslassbereich und aus der durch die Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit 303 berechneten geänderten Temperatur berechnet.
In der Zieldrehmoment-Recheneinheit 311 wird ein Zieldrehmoment basierend auf einem Anforderungsdrehmoment aus anderen Steuerungen gemäß einem Fahrpedalöffnungsgrad, einem Getriebe und dergleichen, welches ein Fahrer betätigt, berechnet.
In der Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 wird thermische Effizienz berechnet, die sich abhängig von Zündzeitpunkt Ig, der Ladeeffizienz Ec, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF, einem EGR-Verhältnis R_egr und so weiter, ändert, die Betriebsbedingungen des Motors sind.
In der Ziel-Zylinderluftmengen-Recheneinheit 313 wird die Menge an Zylinderluft, die erforderlich ist, damit der Motor das Zieldrehmoment erzeugt, basierend auf dem Zieldrehmoment, das durch die Zieldrehmoment-Recheneinheit 311 berechnet worden ist, und der durch die Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 berechneten thermischen Effizienz berechnet.
In der Zieleinlasskrümmerdruck-Recheneinheit 321 wird ein Einlasskrümmerdruck, der erforderlich ist, um die Menge an Ziel-Zylinderluft an den Zylinder einzuführen, als Ziel-Einlasskrümmerdruck berechnet.
In der Zieldrossel-Stromaufdruck-Recheneinheit 322 wird ein Zieldrossel-Stromaufwärtsdruck, der zum Implementieren des Zieleinlasskrümmerdrucks erforderlich ist, berechnet, indem einer Druckreduktion aufgrund von Druckverlusten an der Drosselklappe berücksichtigt wird.
In der Ziel-Kompressorantriebskraft-Recheneinheit 323 wird eine Ziel-Kompressorantriebskraft basierend auf einem Druckverhältnis stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts davon und der Menge an Einlassluft desselben berechnet.
In der Ziel-Turbinenflussraten-Recheneinheit 324 wird eine Ziel-Turbinenflussrate unter Verwendung der durch die Ziel-Kompressorantriebskraft-Recheneinheit 323 berechneten Ziel-Kompressorantriebskraft und einer Abgastemperatur an einem Turbinen-Stromaufwärtsbereich, die durch die Abgasauslass-Stromabtemperatur-Recheneinheit 304 berechnet wird, berechnet.
In der Ziel-Wastegate-Ventilöffnungsgrad-Recheneinheit 325 wird eine Ziel-Wastegate-Ventilflussrate aus einer Abgasflussrate und der Ziel-Turbinenflussrate berechnet und wird ein Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad unter Verwendung der Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate und der Abgastemperatur an dem Turbinenstromaufwärtsbereich, die durch die Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304 berechnet ist, berechnet.
Eine ergänzende Erläuterung wird hinsichtlich thermischer Effizienz und Abgasverlust gegeben.
In einer Gesamtmenge von Wärme, in der Benzin eine Balance aufweist, die angibt, wie die Menge an Wärme verteilt ist, ist eine „Wärmebalance“.
Von den Verteilungen der Wärmebalance ist eine Größe, die effektiv für die Arbeit als Drehleistung des Motors verwendet wird, die thermische Effizienz, und ist eine Größe, die als Wärme von Abgas verworfen wird, der Abgasverlust. Die Menge an Wärme, die aufgrund der Kühlung des Motors verloren geht, ist Kühlungsverlust. Unter anderem existiert ein mechanischer Verlust oder dergleichen, welches die Menge an Wärme ist, die aufgrund von interner Reibung des Motors und Hilfsmaschinenantrieb desselben verloren ist.
Aus dem Abgasverlust η_ex, einer Einlasslufttemperatur T_in am Einlassdurchgangsbereich, der Menge an Benzinwärme Q, der Menge an Kraftstoffzufuhr (Benzinmassenflussrate) G_fuel, der spezifischen Konstantdruck-Wärme C_P und einer Abgasflussrate G_ex wird eine Abgastemperatur T_ex an einem Abgasauslassbereich in Übereinstimmung mit Gleichung (1) erfasst, basierend auf einer Zustandsgleichung.
[Gleichung 1] $T_{e x} = T_{i n} + \frac{η_{e x} \times Q \times G_{f u e l}}{C_{p} \times G_{e x}}$
Folglich wird es durch genaues Abschätzen des Abgasverlusts η_ex möglich, die Berechnung der Abgastemperatur T_ex mit höherer Genauigkeit zu erzielen.
4 ist ein Diagramm, das ein Flussdiagramm für eine Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 von 3 und die Abgastemperatur-Recheneinheit 300 derselben zeigt. Die Erläuterung wird spezifisch wie folgt gegeben.
Im Schritt S401 wird die thermische Effizienz η berechnet. Die thermische Effizienz η wird durch Speichern und Korrigieren von Änderungen bei der thermischen Effizienz erfasst, beispielsweise als Kennfeldwerte durch die Verwendung von zumindest Zündzeitpunkt Ig, Ladeeffizienz Ec, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und einem EGR-Verhältnis R_egr, die Einflussfaktoren sind, die darauf wirken, die thermische Effizienz zu ändern, in Bezug auf Basiskonstantenterme, die vorab in jedem der Betriebszustände des Motors gespeichert sind.
Ein EGR-Verhältnis R_egr ist ein Gesamt-EGR-Verhältnis, in welchem ein aus einer EGR-Ventil-Flussrate erfasstes externes EGR-Verhältnis zu einem aus abgeschätzter Luftaufnahme und Abgas-Effizienzen erfasstes internes EGR-Verhältnis addiert wird.
Im Schritt S402 wird der Abgasverlust η_ex in Übereinstimmung mit Gleichung (2) berechnet.
[Gleichung 2] $η_{e x} = K 1 + (K 2 \times η) + (K 3 \times I g) + (K 4 \times E c) + (K 5 \times A F) + (K 6 \times R_{e g r})$
Die Symbole K1, K2, K3, K4, K5 und K6 sind Konstanten, für welche aus einer tatsächlich gemessenen Abgastemperatur erfasster Abgasverlust, wenn Motorparameter vorab an verschiedenen Betriebsbedingungen geändert werden, gemäß einem Motormodell, vorab als ein Wert eingestellt wird, der in Übereinstimmung mit multipler Regressionsanalyse aus thermischer Effizienz η, Zündzeitpunkt I_g, Ladeeffizienz Ec, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und einem EGR-Verhältnis R_egr bestimmt wird.
Die für die Berechnung des Abgasverlusts η_ex verwendeten unabhängigen Variablen sind nicht notwendigerweise auf die thermische Effizienz η, den Zündzeitpunkt I_g, die LadeEffizienz Ec, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und ein EGR-Verhältnis R_egr, die oben beschrieben sind, beschränkt; eine unabhängige Variable(n), beispielsweise Einlasskrümmerdruck Pb oder dergleichen kann zusätzlich so implementiert werden, dass ein Fehler zwischen dem aus einer Abgastemperatur erfassten, tatsächlich gemessenem Abgasverlust, und dem durch einen Annäherungsausdruck erfassten Abgasverlust η_ex kleiner wird. Zusätzlich, beispielsweise in einem Fall, bei welchem der aus einer Abgastemperatur erfasste, tatsächlich gemessene Abgasverlust die Tendenz einer zweidimensionalen Kurve in Bezug auf den Zündzeitpunkt I_g angibt, kann es eingerichtet sein, dass die vorstehende unabhängige variable zu einem Quadratausdruck des Zündzeitpunkts I_g modifiziert wird, oder der Quadratausdruck derselben zusätzlich als eine unabhängige Variable implementiert wird.
Im Schritt S403 wird in Gleichung (1), in der eine Abgastemperatur T_ex an einem Abgasauslassbereich aus dem Abgasverlust η_ex, einem Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung von {(T_ex - T_in) × C_p} erfasst wird, einschließlich zwei von Abgastemperatur T_ex und Konstantdruck spezifischer Wärme C_P, die an diesem Zeitpunkt unbekannte Größen sind, durch Gleichung (3) unter Verwendung des Abgasverlustes η_ex, der Menge an Benzinwärme Q, der Menge an Kraftstoffzufuhr G_fuel und einer Abgasflussrate G_ex, die bekannte Größen sind, erfasst.
[Gleichung 3] $(T_{e x} - T_{i n}) \times C_{p} = \frac{η_{e x} \times Q \times G_{f u e l}}{G_{e x}}$
Die Menge an Benzinwärme Q ist eine Konstante, die 44000 [kJ/kg] beträgt.
Die Menge an Kraftstoffzufuhr G_fuel wird aus der Menge an Zylinderluft G_air, die aus der Menge an Einlassluft (tatsächlich gemessener Luftflussrate) erfasst wird, die als die Größe durch den Luftflusssensor 12 gemessen wird, erfasst wird, indem Einlassverzögerungen in den Zylinder und ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF berücksichtigt wird. $G_{fuel} = G_{air} / AF$
Eine Abgasflussrate G_ex wird aus der Menge an Zylinderluft G_air und der Menge an Kraftstoffzufuhr G_fuel erfasst. $G_{ex} = G_{air} + G_{fuel}$
Um eine Abgastemperatur zu berechnen, sind eine Abgasflussrate G_ex und die Menge an Kraftstoffzufuhr G_fuel in einem Abgashub des Motors erforderlich; jedoch, indem Hubverzögerungen berücksichtigt werden, werden die Werte vor drei Hüben in einem Fall eines Vier-Zylinder-Motors verwendet, weil die Menge an Zylinderluft G_air ein gemessener Wert ist, als die Größe ein einen Einlasshub.
Im Schritt S404 wird spezifische Konstantdruckwärme C_P aus „(T_ex - T_in) × C_P“ erfasst, die im Schritt S403 in Übereinstimmung mit Gleichung (6) erfasst wird, welche sich auf einen Wert von MAP1 bezieht.
[Gleichung 4] $C_{p} = M A P 1 ((T_{e x} - T_{i n}) \times C_{p})$
Die Beziehung zwischen der spezifischen Konstantdruckwärme C_P und dem Gesamtwert „(T_ex - T_in) × C_P“ einer durch Gleichung (3) erfassten unbekannten Größe wird unter Bezugnahme auf den MAP1 erfasst, der durch Verifizieren der Beziehung zwischen einem Gesamtwert „(T_ex - T_in) × C_P“ einer unbekannten Größe und einer spezifischen Konstantdruckwärme C_P eingestellt wird, in einem Fall, in welchem Motorparameter vorab zu verschiedenen Betriebsbedingungen geändert werden.
Es kann ausgelegt werden, dass durch Einstellen eines Gradienten „a“ und eines Schnittpunkts „b“ als Konstanten vorab eine spezifische Konstantdruckwärme C_P durch Gleichung (7) des Rechenausdrucks wie nachfolgend erfasst wird. $C_{P} = {(T_{ex} - T_{in}) \times C_{P}} \times a + b$
Weil sich die spezifische Konstantdruckwärme C_P abhängig von einer Abgastemperatur ändert, kann die spezifische Konstantdruckwärme C_P nicht erfasst werden, falls eine Abgastemperatur T_ex nicht erfasst worden ist; jedoch kann die spezifische Konstantdruckwärme C_P auf solche Weise erfasst werden, dass, nachdem ein Gesamtwert „(T_ex - T_in) × C_P“ einer unbekannten Größe erfasst worden ist, die spezifische Konstantdruckwärme C_P durch Gleichung (6) oder Gleichung (7) erfasst wird, wobei der Gesamtwert „(T_ex - T_in) × C_P“ einer unbekannte Größe verwendet wird.
Im Schritt S405 wird eine Abgastemperatur T_ex an einem Abgasauslassbereich durch Gleichung (1) wie folgt erfasst.
[Gleichung 5] $T_{e x} = T_{i n} + \frac{η_{e x} \times Q \times G_{f u e l}}{C_{p} \times G_{e x}}$
Eine Einlasslufttemperatur T_in an einem Einlassdurchgangsbereich ist ein Wert, der durch den Einlasskrümmer-Einlasslufttemperatursensor 6, der am Druckausgleichstank 5 angebracht ist, detektiert wird.
5A und 5B sind Graphen die Schätzergebnisse des Abgasverlusts η_ex bzw. einer Abgastemperatur T_ex an einem Abgasauslassbereich zeigen.
5A ist ein Graph, der den durch Gleichung (2) erfassten Abgasverlust η_ex in Bezug auf einen aus einer tatsächlich gemessenen Abgastemperatur an einem Abgasauslassbereich berechneten Abgasverlust zeigt; es versteht sich, dass Ergebnisse erhalten werden, die eine starke Korrelation zueinander demonstrieren.
5B ist ein Graph, der eine Abgastemperatur T_ex an einem durch Gleichung (1) erfassten Abgasauslassbereich in Bezug auf eine tatsächlich gemessene Abgastemperatur am Abgasauslassbereich zeigt; es versteht sich, dass die Ergebnisse ermittelt werden, die eine starke Korrelation zueinander demonstrieren.
Im Schritt S406 wird eine Abgasrohr-Umgebungstemperatur T_rex in einem Motorraum durch Gleichung (8) erfasst.
[Gleichung 6] $T_{r e x} = M A P 2 (m a x (V S P, R_{f a n}), T_{o u t})$
Aus einem größeren Wert zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und einer Windgeschwindigkeit R_fan eines Kühlergebläses und aus einer externen Atmosphären-Lufttemperatur T_out wird eine Abgasrohr-Umgebungstemperatur T_rex unter Bezugnahme auf ein MAP2, das vorab eingestellt ist, erfasst.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ist ein durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (in den Figuren nicht gezeigt) detektierter Wert.
Eine Windgeschwindigkeit R_fan des Kühlergebläses ist ein Wert, der als eine Konstante gespeichert ist, welche die Windgeschwindigkeit zum Zeitpunkt eines Kühlergebläsebetriebs ist; der Konstantwert wird zum Zeitpunkt des Kühlergebläsebetriebs ausgewählt und „0“ zum Zeitpunkt der Nichtbetriebs desselben.
Die externe Atmosphären-Lufttemperatur T_out ist ein durch einen externen Atmosphären-Lufttemperatursensor (in den Figuren nicht gezeigt) detektierter Wert.
Eine Abgasrohr-Umgebungstemperatur T_rex in einem Motorraum erfährt den Einfluss durch thermische Aufnahme aus dem Abgasrohr und die durch Wärmeabstrahlung und thermische Diffusion aufgrund von geführter externer Atmosphärenluft aus einem Kühlerfrontgrill zum Zeitpunkt des Fahrzeuglaufs oder des Kühlergebläsebetriebs, und somit werden Abgasrohr-Umgebungstemperaturen im Motorraum unter Verwendung eines tatsächlichen Automobilfahrzeugs gemessen, die in einem MAP2 eingestellt werden und auf die Bezug genommen wird.
Im Schritt S407 wird die Temperatur-Effizienz η_t eines Abgasrohrs durch Gleichung (9) erfasst.
[Gleichung 7] $η_{t} = M A P 3 (G_{e x}, N e)$
Die Temperatur-Effizienz η_t des Abgasrohrs wird als ein Verhältnis (Gleichung (10)) zwischen einem Temperaturdifferential (T_ex - T₃), in welchem eine Abgastemperatur T_ex an einem Ausgangsdurchgangsbereich dann auf eine Abgastemperatur T₃ bei einem Abgasauslass-Stromabbereich reduziert wird, und ein Temperaturdifferential (T_ex - T_rex) zwischen der Abgastemperatur T_ex am Abgasauslassbereich und einer Abgasrohr-Umgebungstemperatur T_rex definiert.
[Gleichung 8] $η_{t} = \frac{T_{e x} - T_{3}}{T_{e x} - T_{r e x}}$
Weil die Temperatur-Effizienz η_t des Abgasrohrs eine Korrelation mit einer Abgasflussrate G_ex und einer Motordrehzahl Ne hat, ist sie so ausgelegt, dass beim Messen einer Abgastemperatur T_ex an einem Abgasauslassbereich eine Abgastemperatur T₃ am Abgasauslass-Stromabwärtsbereich und eine Abgasrohr-Umgebungstemperatur T_rex in dem Motorraum unter Verwendung eines tatsächlichen Automobilfahrzeugs vorab die Temperatur-Effizienz des Abgasrohrs erfasst und dann in MAP3 eingestellt wird.
Im Schritt S408 wird eine Abgastemperatur T₃ am Abgasauslass-Stromabbereich durch Gleichung (11) erfasst.
[Gleichung 9] $T_{3} = T_{e x} - η_{t} (T_{e x} - T_{r e x})$
Der Ausdruck η_t (T_ex - T_rex) ist eine geänderte Temperatur im Abgasrohr ab einem Abgasauslassbereich zu einem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich und somit wird die Abgastemperatur T₃ an dem Abgasauslass- Stromabwärtsbereich durch Subtrahieren der geänderten Temperatur von einer Abgastemperatur T_ex beim Abgasauslassbereich erfasst.
Schritt S401 von 4 entspricht der Thermikeffizienz-Recheneinheit 312 von 3; Schritt S402 von 4 der Abgasverlust-Recheneinheit 301 von 3; Schritte ab Schritt S403 bis S405 von 4 der Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302 von 3; Schritte ab Schritt S406 zu Schritt S407 von 4 der Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit 303 von 3 und Schritt S408 von 4 der Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304 von 3.
6 ist ein Diagramm, das wie im Flussdiagramm die Zieldrehmoment-Recheneinheit 311 von 3, deren Ziel-Zylinderluftgrößen-Recheneinheit 313 und deren Wastegate-Ventil-Steuereinheit 320 zeigt. Die Erläuterung wird spezifisch wie folgt gegeben.
Im Schritt S601 wird das Zieldrehmoment TRQt berechnet. Zuerst, weil das Drehmoment, welches ein angetriebenes Fahrzeug anfordert, als eine Betriebsgröße einer Fahrpedals detektiert werden kann, wird die Beziehung zwischen einer Motordrehzahl Ne und einem Fahrpedalöffnungsgrad D vorab in einem MAP8 eingestellt, wird das Zieldrehmoment TRQd durch Gleichung (12) erfasst.
[Gleichung 10] $T R Q d = M A P 8 (N e, D)$
In einem Fall, bei dem eine Getriebesteuerung ein begrenzendes Drehmoment aus Gründen des Getriebeschutzes ausgibt, und einem Fall, in welchem ein Drehmomentanfragewert auch aus einer anderen Steuerung ausgegeben wird, wird eine Arbitrierungssteuerung am Zieldrehmoment TRQd, begrenzenden Drehmoment und dergleichen durchgeführt, so dass das Drehmoment nach der Arbitrierung das Zieldrehmoment TRQt wird.
Im Schritt S602 wird die Menge an Zielzylinderluft G_ct aus dem Zieldrehmoment TRQt berechnet. Ein Zielangabemittel-Effektivdruck P_it wird zuerst durch Gleichung (13) aus dem Zieldrehmoment TRQt, einem Zylinderhubvolumen V_c pro einem Zylinder, der Anzahl von Zylindern z und einer Drehzahl pro einem Zylinder (im Falle eines Vier-Takt-Motors i = 2) berechnet.
[Gleichung 11] $P_{i t} = \frac{T R Q t}{V_{c} \times z / (2 π \times i)}$
Und dann wird die Menge an Zielzylinderluft G_ct durch Gleichung (14) aus dem Zielangabemittel-Effektivdruck P_it, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF, einem Zylinderhubvolumen V_c pro einem Zylinder, der thermischen Effizienz η und der Menge an Benzinwärme Q berechnet.
[Gleichung 12] $G_{c t} = \frac{A F \times P_{i t} \times V_{c}}{η \times Q}$
Im Schritt S603 wird der Ziel-Einlasskrümmerdruck Pb_t berechnet.
Der Ziel-Einlasskrümmerdruck Pb_t wird durch Gleichung (15) aus der Menge an Zielzylinderluft G_ct, einer Luftgaskonstanten R_a, einer Einlasslufttemperatur T_in am Einlassdurchgangsbereich, einem Volumeneffizienz-Korrekturkoeffizienten K_v und einem Zylinderhubvolumen V_c pro einem Zylinder berechnet.
[Gleichung 13] $P b_{t} = \frac{G_{c t} \times R_{a} \times T_{i n}}{K_{v} \times V_{c}}$
Der Volumeneffizienz-Korrekturkoeffizient K_v ist ein Verhältnis eines Luftvolumens in einem Einlasskrümmer, das in den Zylinder aufgenommen wird, in Bezug auf ein Zylinderhubvolumen V_c und wird durch Gleichung (16) durch Einstellen der Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne und der Ladeeffizienz Ec in einem MAP9 vorab erfasst.
[Gleichung 14] $K_{v} = M A P 9 (N e, E c)$
In Schritt S604 wird der Zieldrossel-Stromaufdruck P_2t berechnet.
in Übereinstimmung mit Gleichung (17), in welcher ein Verhältnis von durch den Drossel-Stromaufwärtsdrucksensor 35 detektierten Drossel-Stromaufwärtsdruck P₂ über den durch den Einlasskrümmerdrucksensor 15 detektierten Einlasskrümmerdruck Pb mit dem Ziel-Einlasskrümmerdruck Pb_t multipliziert wird, wird der Zieldrossel-Stromaufwärtsdruck P_2t berechnet.
[Gleichung 15] $P_{2 t} = P b_{t} \times (P_{2} / P b)$
Im Schritt S605 wird eine Ziel-Kompressorantriebskraft P_ct berechnet.
Durch Berücksichtigen des Erhaltungssatzes von Massen und polytroper Änderungen wird die Ziel-Kompressorantriebskraft P_ct durch Gleichung (18) aus der Menge von Zielzylinderluft G_et, der adiabatischen Effizienz η_c des Kompressors, einem Verhältnis von spezifischer Wärme von Luft, K_a, einer Luftgaskonstante R_a, einer durch den Einlasslufttemperatursensor 13 detektierten Einlasslufttemperatur T₁, den Zieldrossel-Stromaufdruck P_2t und den durch den Atmosphärenluftdrucksensor 9 detektierten Atmosphärenluftdruck P₁ berechnet.
[Gleichung 16] $P_{c t} = G_{c t} \times \frac{1}{η_{c}} \times \frac{κ_{a}}{κ_{a} - 1} \times R_{a} \times T_{1} \times {{(\frac{P_{2 t}}{P_{1}})}^{\frac{κ_{a} - 1}{κ_{a}}} - 1}$
Die adiabatische Effizient η_c des Kompressors wird aus einem Zieldrossel-Stromaufwärtsdruck P_2t/P₁ stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts davon erfasst und aus der Menge an Zielzylinderluft G_ct unter Verwendung von Gleichung (19), in welcher auf ein MAP10 Bezug genommen wird.
[Gleichung 17] $η_{c} = M A P 10 (P_{2 t} / P_{1}, G_{c t})$
Die Berechnung einer Abgastemperatur T₃ an einen Abgasauslass-Stromabwärtswärtsbereich, die eine Abgastemperatur an einem Turbinenstromaufwärtsbereich im Schritt S606 ist, entspricht dem Flussdiagramm von 4, das oben erläutert worden ist, und somit wird die Erläuterung hier weggelassen.
Im Schritt S607 wird eine Zielturbinen-Flussrate G_tt berechnet. Indem das Massenerhaltungsgesetz und polytrope Änderungen berücksichtigt werden, wird die Zielturbinen-Flussrate G_tt durch Gleichung (20) aus der Ziel-Kompressorantriebskraft P_ct, der Temperatur-Effizienz η_t der Funktion, einem Verhältnis von spezifischer Wärme des Abgases K_ex, einer Abgasgaskonstanten R_ex, einer Abgastemperatur T₃ an dem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich, einem Turbinenstromabwärtsdruck P₄ und Turbinenstromaufwärtsdruck P3 berechnet.
[Gleichung 18] $G t t = \frac{P_{c t}}{η_{t} \times \frac{κ_{e x}}{κ_{e x} - 1} \times R_{e x} \times T_{3} \times {1 - {(\frac{P_{4}}{P_{3}})}^{\frac{κ_{e x} - 1}{κ_{e x}}}}}$
Bezüglich des Turbinenstromabwärtsdrucks P₄ wird die Beziehung zwischen dem Turbinenstromabwärtsdruck P₄ und der Menge an Abgasfluss Q_ex, der eine Korrelation mit einem Verhältnis von Atmosphärenluftdruck P₁ (Verhältnis = P₄/P₁) in einem MAP11 vorab eingestellt und nach Erfassen eines Verhältnisses PR₄₁ zwischen dem Turbinenstromabwärtsdruck P₄ und dem Atmosphärenluftdruck P₁ unter Verwendung von Gleichung (21) durch Bezugnahme auf den MAP11, wird der Turbinenstromabwärtsdruck P₄ durch Gleichung (22) erfasst, in welcher der durch den Atmosphärenluftdrucksensor 9 detektierte Atmosphärenluftdruck P₁ mit einem Verhältnis PR₄₁ zwischen dem Turbinenstromabwärtsdruck P₄ und dem Atmosphärenluftdruck P₁ multipliziert wird.
[Gleichung 19] $P R_{41} = M A P 11 (Q_{e x})$

[Gleichung 20] $P_{4} = P R_{41} \times P_{1}$
Bezüglich des Turbinenstromaufwärtsdrucks P₃ wird die Beziehung zwischen dem Turbinenstromaufdruck P₃ und der Ziel-Kompressorantriebskraft P_ct, die eine Korrelation mit einem Verhältnis von Turbinenstromabwärtsdruck P₄ aufweist (das Verhältnis = P₃/P₄) in einem MAP12 vorab eingestellt und nach Erfassen eines Verhältnisses PR₃₄ zwischen dem Turbinenstromaufwärtsdruck P₃ und Turbinenstromabwärtsdruck P₄ unter Verwendung von Gleichung (23) unter Bezugnahme auf das MAP12, wird der Turbinenstromaufwärtsdruck P₃ durch Gleichung (24) erfasst, in welchem der durch die Gleichung (21) erfasste Turbinenstromabwärtsdruck P₄ mit einem Verhältnis Kommunikationssteuerung PR₃₄ zwischen dem Turbinenstromaufwärtsdruck P₃ und dem Turbinenstromabwärtsdruck P₄ multipliziert wird.
[Gleichung 21] $P R_{34} = M A P 12 (P_{c t})$

[Gleichung 22] $P_{3} = P R_{34} \times P_{4}$
Die adiabatische Effizienz η_t der Turbine wird aus einem Druckverhältnis P₄/P₃ stromabwärts der Turbine und stromabwärts davon erfasst und aus der Anzahl von Umdrehungen N_t der Turbine unter Verwendung von Gleichung (25), in welchem auf ein MAP13 Bezug genommen wird.
[Gleichung 23] $η_{t} = M A P 13 (P_{4} / P_{3}, N_{t})$
Bezüglich der Anzahl von Umdrehungen N_t der Turbine, weil die Turbine koaxial mit dem Kompressor rotiert, wird die Anzahl von Umdrehungen N_t daraus aus einem Druckverhältnis P_2t/P₁ stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts davon erfasst, und aus der Menge an Zielzylinderluft G_ct unter Verwendung von Gleichung (26), in welchem auf ein MAP14 Bezug genommen wird.
[Gleichung 24] $N_{t} = M A P 14 (P_{2 t} / P_{1}, G_{c t})$
Im Schritt S608 wird eine Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate G_wgt berechnet.
Die Differenz zwischen einer Abgasflussrate G_ex und der Zielturbinen-Flussrate G_tt wird als eine Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate G_wgt definiert.
[Gleichung 25] $G_{w g t} = G_{e x} - G_{t t}$
Im Schritt S609 wird ein Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad R_wgt berechnet.
Zuerst wird eine Ziel-Wastegate-Ventil-Flussrate G_wgt in eine Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsfläche S_wgt umgewandelt.
Durch Definieren des Wastegate-Ventils als einer Drosselklappe und Gehorchen den Gesetzen der Energieerhaltung wird ein relationaler Ausdruck eines isentropen Flusses, ein relationaler Ausdruck von Schallgeschwindigkeit und eine Zustandsgleichung, eine Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsfläche S_wgt durch Gleichung (28) wie folgt abgeleitet.
[Gleichung 26] $\begin{array}{l} S_{w g t} = \frac{G_{w g t}}{\frac{P_{3}}{\sqrt{T_{3}}} \cdot σ_{e x}} \\ ∵ σ_{e x} = \sqrt{\frac{κ_{e x}}{R_{e x}} \cdot \frac{20}{κ_{e x} - 1} [{(\frac{P_{4}}{P_{3}})}^{\frac{2}{κ_{e x}}} - {(\frac{P_{4}}{P_{3}})}^{\frac{κ_{e x} + 1}{κ_{e x}}}]} \end{array}$
Als Nächstes wird aus der Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsfläche S_wgt ein Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad R_wgt erfasst.
Unter Verwendung eines MAP15, in welchem die Öffnungsfläche und der Öffnungsgrad vorab eingestellt sind, wird ein Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad R_wgt aus einer Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsfläche S_wgt erfasst.
[Gleichung 27] $R_{w g t} = M A P 15 (S_{w g t})$
Basierend auf dem Ziel-Wastegate-Ventil-Öffnungsgrad R_wgt wird das Wastegate-Ventil 34 antriebsgesteuert.
Schritt S601 von 6 entspricht der Zieldrehmoment-Recheneinheit 311 von 3; Schritt S602 von 6 der Ziel-Zylinderluftgrößen-Recheneinheit 313 von 3; Schritt S603 von 6 der Zieleinlasskrümmerdruck-Recheneinheit 321 von 3; Schritt S604 von 6 der Zieldrossel-Stromaufwärtsdruck-Recheneinheit 322 von 3; Schritt S605 von 6 der Ziel-Kompressorantriebskraft-Recheneinheit 323 von 3; Schritt S606 von 6 der Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304 von 3; Schritt S607 von 6 der Ziel-Turbinenflussraten-Recheneinheit 324 von 3; und Schritte ab Schritt S608 bis Schritt S609 von 6 der Ziel-Wastegate-Ventilöffnungsgrad-Recheneinheit 325 von 3.
Wie oben beschrieben, kann durch Erfassen von Abgasverlust in Übereinstimmung mit der thermischen Effizienz und mit einer Kombination von zwei oder mehr von Zündzeitpunkt, Beladungs-Effizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem EGR-Verhältnis, die Faktoren zum Beeinflussen der Änderung beim Abgasverlust sind, und dann durch Abschätzen einer Abgastemperatur an einem Abgasauslassbereich eine Änderung beim Abgasverlust aufgrund einer Änderung bei der thermischen Effizienz genau abgeschätzt werden, so dass es möglich wird, die Abgastemperatur am Abgasauslassbereich genau abzuschätzen.
Zusätzlich, indem eine Mehrfach-Regressionsanalyse unter Verwendung von Faktoren durchgeführt wird, die eine Änderung von Abgasverlust beeinflussen, und durch Erfassen eines Koeffizienten eines Annäherungsausdrucks wird es möglich, die Anzahl von Einstellmannstunden zu verkürzen, während die Schätzgenauigkeit einer Abgastemperatur am Abgasauslassbereich sichergestellt ist.
Darüber hinaus, durch Abschätzen einer geänderten Temperatur aus dem Abgasauslassbereich zu dem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich und durch Abschätzen einer Abgastemperatur am Abgasauslass-Stromabwärtsbereich kann eine Temperatur eines Turbineneinlassdurchgangs, der der Abgasauslass-Stromabwärtsbereich ist, genau abgeschätzt werden, so dass die Steuergenauigkeit des Turboladungsdrucks verbessert wird.
Weiterhin, weil eine Temperatur um das Abgasrohr im Motorraum herum abgeschätzt wird, und weil eine Änderung einer Abgastemperatur aus dem Abgasauslassbereich zu dem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich aufgrund von Wärmeübertragung zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur um das Abgasrohr herum auch abgeschätzt wird, wird es möglich, eine Abgastemperatur am Abgasauslass-Stromabwärtsbereich genauer abzuschätzen, selbst wenn eine Änderung bei der Temperatur um das Abgasrohr abhängig von einem Fahrzeuglaufzustand existiert.
In einem Fall eines Modells ohne Anbringen eines Turbos daran wird die Abschätzgenauigkeit der Katalysatortemperatur verbessert, weil der Abgasauslass-Stromabwärtsbereich ein Eingangsbereich zum Katalysator wird.
Ausführungsform 2
7 ist ein Diagramm, das durch ein Flussdiagramm für ein anderes Verarbeitungsverfahren der Abgastemperatur-Recheneinheit 300 von 3 gezeigt ist. Die Erläuterung wird spezifisch wie folgt gegeben. Die Verarbeitung derselben Schrittnummer wie derjenigen von 4 ist dieselbe. Die Verarbeitung in der Luftmengen-Recheneinheit 310 und diejenige in der Wastegate-Ventil-Steuereinheit 320 ist die gleiche wie jene in beispielhaften Ausführungsformen in Ausführungsform 1, somit wird deren Erläuterung weggelassen.
Im Schritt S401 wird die thermische Effizienz η berechnet. Die thermisch Effizienz η wird durch Speichern und Korrigieren von Änderungen bei der thermischen Effizienz beispielsweise als kartierte Werte durch Verwendung von zumindest Zündzeitpunkt I_g, Ladeeffizienz Ec, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und einem EGR-Verhältnis R_egr, die Einflussfaktoren sind, welche darauf wirken, die thermische Effizienz zu ändern, in Bezug auf Basiskonstantausdrücke, die vorab in jedem von Betriebszuständen des Motors gespeichert sind, erfasst.
Ein EGR-Verhältnis R_egr ist ein Gesamt-EGR-Verhältnis, in welchem ein aus einer EGR-Flussrate erfasstes externes EGR-Verhältnis zu einem aus abgeschätztem Lufteinlass und Abgas-Effizienzen erfasstem internen EGR-Verhältnis addiert wird.
Im Schritt S701 wird die thermische Effizienz η_ref in einem Referenzbetriebszustand berechnet.
Die thermische Effizienz, in welcher der Motor in einem Referenzbetriebszustand betrieben wird, wird als ein Wert in einem MAP7 vorab in sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der Ladeeffizienz Ec so gespeichert, das der Wert durch Gleichung (30) erfasst wird und die thermische Effizienz η_ref im Referenzbetriebszustand.
[Gleichung 28] $η_{r e f} = M A P 7 (N e, E c)$
Ein Referenzbetriebszustand ist ein Betriebszustand, der ein Zustand ist, bei dem Zündzeitpunkt, variables Ventil-Timing (VVT), Betriebswinkel, ein EGR-Ventilöffnungsgrad, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis und dergleichen auf ihre optimalen Werte eingestellt sind.
In Schritt S702 wird eine thermische Effizienzabweichung Δη berechnet.
Die Differenz zwischen der thermischen Effizienz η, die im Schritt S401 erfasst ist, und der thermischen Effizienz η_ref in einem im Schritt S701 erfassten Referenzbetriebszustand wird durch Gleichung (31) als die thermische Effizienzabweichung Δη erfasst.
[Gleichung 29] $Δ η = η - η_{r e f}$
Im Schritt S703 wird eine Abgastemperatur T_{ex_ref} bei einem Abgasauslassbereich in einem Referenzbetriebszustand berechnet.
Ein Wert, in welchem eine „stabile“ Abgastemperatur, die in jeder von einer Motordrehzahl Ne und Ladeeffizienz Ec gemessen wird, wenn der Motor in einem Referenzbetriebszustand arbeitet, wird als ein Wert in einem MAP4 vorab gespeichert, so dass der Wert durch Gleichung (32) als die Abgastemperatur T_{ex_ref} am Abgasauslassbereich im Referenzbetriebszustand erfasst wird.
[Gleichung 30] $T_{e x_r e f} = M A P 4 (N e, E c)$
Im Schritt S704 wird eine Einlasslufttemperatur T_{in_ref} bei einem Einlassdurchgangsbereich in einem Referenzbetriebszustand berechnet.
Eine Einlasslufttemperatur an einem Einlassdurchgangsbereich, der durch den Einlasskrümmer-Einlasslufttemperatursensor 6 detektiert ist, gemessen bei jeder Motordrehzahl Ne und Ladeeffizienz Ec, wenn der Motor in einem Referenzbetriebszustand arbeitet, wird als ein Wert in einem MAP5 vorab gespeichert, so dass der Wert durch Gleichung (33) als die Einlasslufttemperatur T_{in_ref} am Einlassdurchgangsbereich in dem Referenzbetriebszustand erfasst wird.
[Gleichung 31] $T_{i n_r e f} = M A P 5 (N e, E c)$
Im Schritt S705 wird ein spezifischer Konstantdruckwärmewert C_{p_ref} in einem Referenzbetriebszustand berechnet.
Spezifische Konstantdruck-Wärme mit einer Beziehung zwischen einer Abgastemperatur wird vorab in einem MAP6 eingestellt und auf eine Abgastemperatur T_{ex_ref} an einem Abgasauslassbereich im durch Gleichung (32) erfassten Referenzbetriebszustand antwortend, wird ein spezifischer Konstantdruckwärmewert C_{p_ref} im Referenzbetriebszustand durch Gleichung (34) erfasst.
[Gleichung 32] $C_{p_r e f} = M A P 6 (T_{e x_r e f})$
Im Schritt S706 wird ein Abgasverlust η_{ex_ref} in einem Referenzbetriebszustand berechnet.
Unter Verwendung von Gleichung (35), in der Gleichung (1) in eine Gleichung umgewandelt ist, um Abgasverlust aus einer Abgastemperatur, zu erfassen, wird Abgasverlust η_{ex_ref} im Referenzbetriebszustand erfasst.
[Gleichung 33] $η_{e x_r e f} = \frac{(T_{e x_r e f} - T_{i n_r e f}) \times C_{p_r e f} \times G_{e x_r e f}}{Q \times G_{f u e l_r e f}}$
Eine Abgastemperatur T_{ex_ref} am Abgasauslassbereich in einem Referenzbetriebszustand ist ein durch Gleichung (32) erfasster Wert.
Eine Einlasslufttemperatur T_{in_ref} an einem Einlassdurchgangsbereich in einem Referenzbetriebszustand ist ein durch Gleichung (33) erfasster Wert.
Ein spezifischer Konstantdruck- Wärmewert C_{p_ref} in einem Referenzbetriebszustand ist ein durch Gleichung (34) erfasster Wert.
Die Menge an Benzinwärme ist eine Konstante, die 44000 [kJ/kg] beträgt.
Die Menge an Kraftstoffzufuhr G_{fuel_ref} in einem Referenzbetriebszustand wird aus der Menge an Zylinderluft G_air, die aus der Menge von Einlassluft G_r erfasst wird, die als die Größe durch den Luftflusssensor 12 gemessen wird, durch Berücksichtigen der Einlassverzögerung in den Zylinder und ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF_ref im Referenzbetriebszustand erfasst. $G_{fuel_ref} = G_{air} / {AF}_{ref}$
Eine Abgasflussrate G_{ex_ref} in einem Referenzbetriebszustand wird aus der Menge an Zylinderluft G_air und aus der Menge an Kraftstoffzufuhr G_{fuel_ref} im Referenzbetriebszustand erfasst. $G_{ex_ref} = G_{air} + G_{fuel_ref}$
Um den Abgasverlust aus einer Abgastemperatur in einem Referenzbetriebszustand zu berechnen, sind eine G_{ex_ref} und die Menge an Kraftstoffzufuhr G_{fuel_ref} in einem Abgastakt des Motors erforderlich; indem jedoch Verzögerungen berücksichtigt werden, werden die Werte vor drei Hüben in einem Fall eines Vier-Zylinder-Motors verwendet, weil die Menge an Zylinderluft G_air ein Messwert als die Größe in einem Einlasshub ist.
Im Schritt S707 wird eine Abgasverlustabweichung Δη_ex in Übereinstimmung mit Gleichung (38) berechnet.
[Gleichung 34] $Δ η_{e x} = K 1 + (K 2 \times Δ η) + (K 3 \times I g) + (K 4 \times E c) + (K 5 \times A F) + (K 6 \times R_{e g r})$
Symbole K1, K2, K3, K4, K5 und K6 sind Konstanten, für welche eine Abweichung von Abgasverlust in einem Referenzbetriebszustand in Bezug auf aus einer tatsächlich gemessenen Abgastemperatur erfasstem Abgasverlust, wenn Motorparameter vorab an verschiedenen Betriebsbedingungen geändert werden, gemäß einem Motormodell vorab als ein Wert eingestellt wird, der in Übereinstimmung mit Mehrfachregressionsanalyse aus einer thermischen Effizienzabweichung Δη in Bezug auf thermische Effizienz im Referenzbetriebszustand, Zündzeitpunkt I_g, Ladeeffizienz Ec, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und ein EGR-Verhältnis R_egr bestimmt wird.
Die zur Berechnung einer Abgasverlustabweichung Δη_ex verwendeten unabhängigen variablen sind nicht notwendigerweise auf eine thermische Effizienzabweichung Δη in Bezug auf thermische Effizienz in einem Referenzbetriebszustand, Zündzeitpunkt I_g, Ladeeffizienz Ec, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis AF und ein EGR-Verhältnis R_egr, die oben beschrieben sind, beschränkt; eine unabhängige Variable, beispielsweise der Einlasskrümmerdruck Pb oder dergleichen kann zusätzlich so implementiert werden, dass ein Fehler zwischen dem aus der tatsächlich gemessenen Abgastemperatur erfassten Abgasverlust und durch einen Annäherungsausdruck erfasstem Abgasverlust η_ex kleiner wird. Zusätzlich, beispielsweise in einem Fall, bei dem tatsächlich gemessener Abgasverlust, der aus einer Abgastemperatur erfasst ist, die Tendenz einer zweidimensionalen Kurve in Bezug auf Zünd-Timing Zündzeitpunkt I_g angibt, kann es eingerichtet sein, dass die vorgenannte unabhängige Variable modifiziert wird zu einem Quadratausdruck des Zünd-Timings I_g oder der Quadratausdruck davon zusätzlich als eine unabhängige Variable implementiert wird.
Im Schritt S708 wird ein Abgasverlust η_ex berechnet.
Unter Verwendung von Gleichung (39), die eine Δη_ex, erfasst durch Gleichung (38), zu einem Abgasverlust η_{ex_ref} in dem Referenzbetriebszustand, der durch Gleichung (35) erfasst ist, addiert, wird der Abgasverlust η_ex erfasst.
[Gleichung 35] $η_{e x} = η_{e x_r e f} + Δ η_{e x}$
In Schritten ab Schritt S403 bis Schritt S408 von 7 wird dieselbe Verarbeitung wie jene in Schritten von Schritt S403 bis Schritt S408 von 4 durchgeführt, so dass eine Abgastemperatur T₃ am Abgasauslass-Stromabwärtsbereich erfasst wird.
Schritte ab Schritt S401 bis Schritt S702 und bis Schritt S702 von 7 entsprechen der thermischen Effizienz-Recheneinheit 312 von 3; Schritte ab Schritt S703 bis Schritt S708 von 4 der Abgasverlust-Recheneinheit 301 von 3; Schritte ab Schritt S403 bis Schritt S405 von 7 der Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit 302 von 3; Schritte ab Schritt S406 bis Schritt S407 von 7 der Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit 303 von 3 und Schritt S408 von 7 der Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit 304 von 3.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 2, indem eine Änderung beim Abgasverlust aus demjenigen in einem Referenzbetriebszustand erfasst wird, in Übereinstimmung mit einer Änderung bei der thermischen Effizienz von derjenigen in dem im Referenzbetriebszustand und in Übereinstimmung mit einer Kombination irgendwelcher zwei oder mehr von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem EGR-Verhältnis, die Faktoren sind zum Beeinflussen der Änderung beim Abgasverlust, und dann durch Abschätzen einer Abgastemperatur am Abgasauslassbereich, wird es ermöglicht, eine Abgastemperatur unter Bezugnahme auf eine tatsächlich gemessene Abgastemperatur abzuschätzen, so dass ein Absolutwertfehler genau modifiziert wird, und es ermöglicht wird, die Abgastemperatur genauer abzuschätzen.
In der vorliegenden Erfindung kann jede der Ausführungsformen frei kombiniert werden und/oder jede der Ausführungsformen kann angemessen modifiziert oder weggelassen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung, umfassend: eine thermische Effizienz-Recheneinheit (312) zum Berechnen thermischer Effizienz, basierend auf einer beliebigen Kombination von Zünd-Timing, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Abgasrückfuhrverhältnis, die Änderungsfaktoren bei der thermischen Effizienz eines Verbrennungsmotors sind; eine Abgasverlust-Recheneinheit (301) zum Berechnen eines Abgasverlustes, basierend auf der durch die thermische Effizienz-Recheneinheit (312) berechneten thermischen Effizienz und auf einer beliebigen Kombination von Zünd-Timing, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und/oder einem Abgasrückführverhältnis, die Änderungsfaktoren des Abgasverlustes sind; und eine Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit (302) zum Berechnen einer Abgastemperatur an einem Auslassbereich, basierend auf dem durch die Abgasverlust-Recheneinheit (301) berechneten Abgasverlust.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung, umfassend: eine thermische Effizienz-Recheneinheit (312) zum Berechnen einer abweichenden Größe bei der thermischen Effizienz, die eine abweichende Größe bei der thermischen Effizienz in Bezug auf thermische Effizienz in einem vorigen Referenzbetriebszustand ist, basierend auf vorab in einem Referenzbetriebszustand gespeicherter thermischer Effizienz, und auf einer beliebigen Kombination von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Abgasrückführverhältnis, welche Änderungsfaktoren bei der thermischen Effizienz eines Verbrennungsmotors sind; eine Abgasverlust-Recheneinheit (301) zum Berechnen eines Abgasverlusts in einem Referenzbetriebszustand, aus einer vorab in einem Referenzbetriebszustand gespeicherten Abgastemperatur, zum Berechnen einer abweichenden Größe beim Abgasverlust aus derjenigen bei einem vorherigen Referenzbetriebszustand, basierend auf einer abgewichenen Größe bei thermischer Effizienz, die durch die thermische Effizienz-Recheneinheit (312) berechnet ist, und auf einer beliebigen Kombination von Zündzeitpunkt, Ladeeffizienz, einem Luft-/Kraftstoffverhältnis und Abgasrückführverhältnis, die Änderungsfaktoren des Abgasverlustes sind, und zum Berechnen von Abgasverlust aus einer abgewichenen Größe zwischen Abgasverlust im Referenzbetriebszustand und Abgasverlust gegenüber demjenigen im vorherigen Referenzbetriebszustand; und eine Abgasauslasstemperatur-Recheneinheit (302) zum Berechnen einer Abgastemperatur an einem Abgasauslassbereich, basierend auf durch die Abgasverlust-Recheneinheit (301) berechneten Abgasverlust.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Abgasverlust, der durch die Abgasverlust-Recheneinheit (301) berechnet wird, in Übereinstimmung mit einem Rechenausdruck berechnet wird, der von einer multiplen Regressionsanalyse abgeleitet wird, basierend auf einer beliebigen Kombination der Änderungsfaktoren von Abgasverlust.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine abgewichene Größe beim Abgasverlust gegenüber derjenigen in einem vorherigen Referenzbetriebszustand, welche durch die Abgasverlust-Recheneinheit (301) berechnet wird, in Übereinstimmung mit einem Rechenausdruck berechnet wird, der aus einer Mehrfach-Regressionsanalyse abgeleitet ist, basierend auf einer beliebigen Kombination von den Änderungsfaktoren von Abgasverlust.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: eine Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit (303) zum Berechnen einer geänderten Abgastemperatur in einem Abgasrohr, das von einem Abgasauslassbereich zu einem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich reicht, dazwischen, und eine Abgasauslass-Stromabwärtstemperatur-Recheneinheit (304) zum Berechnen einer Abgastemperatur an dem Abgasauslass-Stromabwärtsbereich durch Inkorporieren der geänderten Abgastemperatur in eine Abgastemperatur am Abgasauslassbereich.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Abgasrohränderungstemperatur-Recheneinheit (303) eine Abgasrohr-Umgebungstemperatur in einem Motorraum abschätzt, basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Anwesenheit und Abwesenheit eines Kühlergebläsebetriebs und von einer externen Atmosphären-Lufttemperatur, und die geänderte Abgastemperatur berechnet, basierend auf der Wärmeübertragung aus dem Abgasrohr, um das Abgasrohr herum, zu Umgebungen desselben.