DE112010004825T5

DE112010004825T5 - Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112010004825T5
Application number: DE112010004825T
Authority: DE
Inventors: Seiji Asano; Kunihiko Suzuki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: DE112010004825B4; JP2011127454A; CN102656355B; US20120290193A1; WO2011074475A1; JP5133332B2; US8473182B2; CN102656355A

Abstract

Eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung wird geschaffen, die ein Einlassrohrtemperaturverhalten während einer Übergangszeit selbst in einem Verbrennungsmotor, der mit einem variablen Ventil oder Turbolader eingebettet ist, genau abschätzen kann. Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung schätzt das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate (dGafs/dt) von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate (dGcyl/dt) von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks Pin und einer Zeitänderungsrate (dPin/dt) des Einlassrohrdrucks ab. Die Vorrichtung führt während der Übergangszeit eine Klopfsteuerung auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur durch.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die einen Verbrennungsmotor auf der Basis des Verhaltens einer vorübergehenden Einlasslufttemperatur steuert.
Stand der Technik
Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge umfassen seit den letzten Jahren zunehmend variable Ventilmechanismen, die in der Lage sind, die Ventilzeitsteuerung oder die Ventilhubausmaße an Einlassventilen oder Auslassventilen zu verändern. Der variable Ventilmechanismus hat sich in der Technologie hinsichtlich der Erhöhung des Steuerfreiheitsgrades, der Erweiterung des Betriebsbereichs und der Verbesserung des Ansprechens verbessert. Insbesondere wurden variable Ventilmechanismen, die in der Lage sind, das Ventilhubausmaß kontinuierlich und variabel zu steuern, entwickelt. Die Menge an Luft, die durch den kontinuierlichen variablen Hubventilmechanismus in Zylinder eingebracht wird, wird durch Einlassventile anstelle eines Drosselventils gesteuert. Diese Steuerung realisiert eine Verringerung des Pumpverlusts und einen Miller-Zyklus und verbessert den Kraftstoffverbrauch eines Verbrennungsmotors. Turbo-Verkleinerungs-Verbrennungsmotoren, die den Kraftstoffverbrauch durch Anbringen eines Turboladers verbessern und den mittleren effektiven Druck durch Verringern der Zylinderkapazität verbessern, wurden entwickelt.
Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, an dem ein solcher variabler Ventilmechanismus oder ein Turbolader angebracht ist, detektiert oder schätzt eine Menge an Einlassluft, die durch ein Einlassrohr strömt, unter Verwendung eines Luftströmungssensors oder eines Drucksensors, der am Einlassrohr vorgesehen ist, ab. Ein Ladewirkungsgrad wird aus dem Wert berechnet. Ein Ausmaß an Zündsteuerung wird auf der Basis des Ladewirkungsgrades und einer Drehzahl berechnet.
Das Patentdokument 1 offenbart eine Technik zum Korrigieren der Zündzeitpunktspätverstellung zum Verhindern eines vorübergehenden Klopfens während der Beschleunigung in Anbetracht eines Betriebszustandes eines Motors. In der im Patentdokument 1 offenbarten Technik wird ein Einlassluft-Temperaturpegel des Motors vor der Beschleunigung auf der Basis von Bestimmungskriterien wie z. B., ob der Zustand der Leerlauf ist oder nicht und ob der Wassertemperaturpegel sich in einem Aufwärmzustand befindet oder nicht, abgeschätzt und das vorübergehende Spätverstellungskorrekturausmaß wird in Reaktion auf den abgeschätzten Temperaturpegel geändert. Ferner wird bei der Technik das vorübergehende Spätverstellungskorrekturausmaß bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer niedrigen Drehzahl erhöht, wodurch ein vorübergehendes Klopfen verhindert wird, das gewöhnlich bei einer niedrigen Geschwindigkeit auftritt.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors, an dem ein Turbolader angebracht ist, die die Einlasslufttemperatur während des Betriebs von Moment zu Moment abschätzt und den Zündzeitpunkt und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Reaktion auf die abgeschätzte Einlasslufttemperatur steuert. Die im Patentdokument 2 offenbarte Technik umfasst ein Berechnungsmittel zum Erfassen des Einlassluft-Wirkungsgradkoeffizienten und Temperaturkorrekturkoeffizienten, die für einen Motor spezifisch sind, und zum eindeutigen Bestimmen der Einlasslufttemperatur mittels einer linearen Funktion mit Parametern der Koeffizienten, die für den Motor spezifisch sind, und einem Verhältnis einer Masse von Luft pro Einheitszyklus zu einem Einlassrohrdruck. Mit einer Erhöhung der Einlasslufttemperatur, die durch das Berechnungsmittel abgeschätzt wird, wird der Zündzeitpunkt zur Spätverstellungsseite korrigiert und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird zur fetten Seite korrigiert.
Patentdokument 1: JP Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-180643 A (1995)
Patentdokument 2: JP Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-33819 A (1994)
Offenbarung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Probleme
Leider arbeiten im Verbrennungsmotor mit vielen Aktuatoren wie z. B. den variablen Ventilen und dem Turbolader die variablen Ventile und der Turbolader mit einer Verzögerung während der Übergangszeit, was unzählige Beschleunigungsmuster verursacht. Ein Verfahren zum empirischen Bestimmen des Korrekturausmaßes für das geeignete Verhindern eines vorübergehenden Klopfens in Reaktion auf den Aufwärmzustand vor der Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht folglich signifikant die tatsächlichen Maschinenanwendungsarbeitsstunden für den Verbrennungsmotor mit vielen Aktuatoren und verursacht wiederum Probleme in den Entwicklungsarbeitsstunden und -kosten.
Die Strömung in einem Einlassrohr bildet ein offenes System, das von einem Zugang und Abgang von Masse und Energie durch Transport aufgrund eines Arbeitsfluids begleitet ist. Folglich kann die Einlassrohrtemperatur nicht eindeutig aus der Beziehung einer Zustandsgleichung unter Verwendung von Druck und Masse während einer Übergangszeit abgeschätzt werden, die von einer zeitlichen Variation der Masse und Energie von Gas im Einlassrohr begleitet ist. Dies verursacht eine große Abweichung der abgeschätzten Einlassrohrtemperatur von einem tatsächlichen Wert während der Übergangszeit. Folglich besteht insofern ein Problem, als ein vorübergehendes Klopfen nicht geeignet eingestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die obigen Probleme zu lösen, und hat eine Aufgabe, eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung zu schaffen, die das Verhalten der Einlassrohrtemperatur während einer Übergangszeit selbst in einem Verbrennungsmotor mit variablen Ventilen oder einem Turbolader genau abschätzen kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Lösen der Probleme umfasst ein Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in ein Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur auf der Basis der Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, der Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, des Einlassrohrdrucks und der Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks abgeschätzt werden. Folglich kann vorübergehendes Klopfen beispielsweise durch Berechnen des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindert werden. Selbst in dem Fall, in dem verschiedene Beschleunigungsmuster vorgesehen sind, kann ferner das Übergangstemperaturverhalten an Bord durch eine ECU berechnet werden. Folglich wird das Ausmaß der Korrektur für vorübergehendes Klopfen nicht notwendigerweise auf eine tatsächliche Maschine bei jedem Beschleunigungsmuster angewendet, wodurch ermöglicht wird, dass tatsächliche Maschinenanwendungsarbeitsstunden verringert werden.
Diese Patentbeschreibung beinhaltet den Inhalt der Patentbeschreibung und/oder der Zeichnungen der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-284342 , auf deren Basis das Prioritätsrecht dieser Anmeldung beansprucht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Diagramm, das die Änderung einer Überlappungsperiode zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil und die Änderung einer Einlassventil-Schließperiode (IVC: Einlassventilschließen) im Fall der kontinuierlichen Änderung der Phase des Einlassventils darstellt.
3 ist ein Diagramm, das die Änderung der Überlappungsperiode zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil im Fall einer kontinuierlichen Änderung der Phase des Auslassventils darstellt.
4 ist ein Diagramm, das ein Ventilhubmuster eines variablen Ventilmechanismus darstellt, der in der Lage ist, den Arbeitswinkel, den Hub und die Phase des Ventils gleichzeitig zu ändern.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Einlassströmungspfades eines Verbrennungsmotors und physikalische Größen von Komponenten darstellt.
6 ist ein Diagramm, das einen zeitlichen Übergang einer Einlassluft-Durchflussrate, eines Einlassrohrdrucks, einer Einlassrohrtemperatur und eines erforderlichen Zündzeitpunkts im Fall einer abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch eine Betätigung zum Öffnen und Schließen eines Drosselventils darstellt.
7 ist ein Diagramm, das einen zeitlichen Übergang der Einlassluft-Durchflussrate, des Einlassrohrdrucks, der Einlassrohrtemperatur und des erforderlichen Zündzeitpunkts im Fall einer abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch Änderung des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlassventils darstellt.
8 ist eine erläuternde Darstellung eines Steuerblockdiagramms zum Durchführen einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur.
9 ist ein Diagramm, das eine detaillierte Konfiguration des in 8 gezeigten Steuerblockdiagramms darstellt.
10 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel, das in 9 gezeigt ist, konfiguriert.
11 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer stationären Temperatursensor-Korrektureinheit zum Korrigieren eines Einlassrohr-Übergangstemperaturverhalten-Schätzwerts unter Verwendung eines Temperatursensor-Detektionswerts darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel, das in 8 gezeigt ist, im Detail darstellt.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Einlassrohrtemperatur und dem Zündzeitpunkt unter Bedingungen einer unterschiedlichen Drehzahl und eines unterschiedlichen Ladewirkungsgrades darstellt.
14 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das Referenzzustands-Zündzeitpunktmodell-Berechnungsmittel in 12 und ein Modelberechnungsmittel für den gegenwärtigen Zündzeitpunkt konfiguriert.
15 ist eine erläuternde Darstellung eines Steuerblockdiagramms für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Fettkorrektursteuerung auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur.
16 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Einlassrohrs eines Verbrennungsmotors mit Turbolader und physikalische Größen von Komponenten darstellt.
18 ist ein Diagramm, das einen zeitlichen Übergang einer Einlassluft-Durchflussrate, eines Einlassrohrdrucks, einer Einlassrohrtemperatur und eines erforderlichen Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors mit Turbolader im Fall einer abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch Betätigung zum Öffnen und Schließen eines Drosselventils darstellt.
19 ist ein Diagramm, das ein Kompressor-Stromabwärtsdruck- und -Temperatur-Berechnungsmittel im Verbrennungsmotor mit Turbolader darstellt.
20 ist ein Diagramm, das im Detail das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel und das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel, die in 8 gezeigt sind, darstellt, vorausgesetzt, dass ein Verbrennungsmotor mit Turbolader übernommen wird.
21 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel, das in 20 gezeigt ist, konfiguriert.
22 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Luftströmungssensor-Durchflussrate und einem Zwischenkühler-Wärmeübertragungskoeffizienten darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
2: Luftströmungssensor und Einlasslufttemperatursensor
3: Drosselventil
4: Einlasskrümmer
5: Einlassrohrdrucksensor
6: Drallsteuerventil
7: Kraftstoffeinspritzventil
8: Variabler Einlassventilmechanismus
9: Ventilhubsensor und Ventilzeitsteuersensor
10: Variabler Auslassventilmechanismus
11: Ventilzeitsteuersensor
12: Zündkerze
13: Klopfsensor
14: Kurbelwinkelsensor
15: Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
16: ECU (elektronische Steuereinheit)
17: Turbolader
18: Luftumleitventil
19: Ladedruckbegrenzerventil
20: Zwischenkühler
21: Einlassströmungspfad
22: Auslassströmungspfad
23: Sensor für aufgeladene Temperatur

Beste Art zur Ausführung der Erfindung
<Erste Ausführungsform>
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Systems in dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 1 gezeigt, umfasst das System in dieser Ausführungsform einen Verbrennungsmotor 1. Ein Einlassströmungspfad 21 und ein Auslassströmungspfad 22 stehen mit dem Verbrennungsmotor 1 in Verbindung. Ein Luftströmungssensor 2 mit einem Einlassrohrtemperatursensor ist am Einlassströmungspfad 21 befestigt. Ein Drosselventil 3 ist stromabwärts des Luftströmungssensors 2 vorgesehen. Das Drosselventil 3 kann ein elektronisch gesteuertes Drosselventil sein, das in der Lage ist, die Drosselöffnung unabhängig vom Ausmaß des Tritts auf das Fahrpedal zu steuern.
Ein Einlasskrümmer 4, der einen Teil des Einlassrohrs konfiguriert, ist stromabwärts des Drosselventils 3 installiert. Ein Einlassrohrdrucksensor 5 ist am Einlasskrümmer 4 angebracht. Ein Drallsteuerventil zum Verstärken der Turbulenz in einem Zylinder durch Bewirken einer Drift in der Einlassluft und ein Kraftstoffeinspritzventil 7 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlassluftkanal sind stromabwärts des Einlasskrümmers 4 angeordnet.
Der Verbrennungsmotor 1 umfasst ein Einlassventil 8, das mit einem variablen Ventilmechanismus versehen ist, der in der Lage ist, den Ventilöffnungs- und Ventilschließzeitpunkt und ein Ventilbetätigungsausmaß mit einem Hubausmaß kontinuierlich zu verändern. Ein Einlassventilsensor 9 zum Detektieren der Ventilzeitsteuerung und des maximalen Hubs ist am variablen Ventilmechanismus installiert.
Der Verbrennungsmotor 1 umfasst ferner ein Auslassventil 10. Das Auslassventil 10 umfasst einen variablen Ventilmechanismus, der in der Lage ist, die Auslassventilzeitsteuerung (Ventilbetätigungsausmaß) zu verändern, was bewirkt, dass ein Auslassventilsensor 11 die Auslassventilzeitsteuerung des Auslassventils 10 detektiert.
Eine Zündkerze 12, deren Elektrode in einem Zylinder freiliegt, ist an einem Zylinderkopf installiert. Ferner ist ein Klopfsensor 13 zum Detektieren des Auftretens von Klopfen am Zylinder installiert. Ein Kurbelwinkelsensor 14 ist an einer Kurbelwelle installiert, wodurch die Detektion einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 auf der Basis eines Ausgangssignals aus dem Kurbelwinkelsensor 14 ermöglicht wird. Ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 15 ist im Auslassströmungspfad 22 installiert. Eine Rückkopplungssteuerung wird derart, dass eine Menge an eingespritztem Kraftstoff, der vom Kraftstoffeinspritzventil 7 zugeführt wird, ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis realisiert, auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 15 durchgeführt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das System dieser Ausführungsform eine ECU (elektronische Steuereinheit) 16. Die ECU 16 ist mit den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren verbunden. Aktuatoren wie z. B. das Drosselventil 3, das Kraftstoffeinspritzventil 7, das Einlassventil 8 mit dem variablen Ventilmechanismus, das Auslassventil 10 mit dem variablen Ventilmechanismus werden durch die ECU 16 gesteuert. Der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 wird auf der Basis von Signalen detektiert, die von den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren eingegeben werden, und die Zündkerze 12 bewirkt eine Zündung mit einer durch die ECU 16 bestimmten Zeitsteuerung in Reaktion auf den Betriebszustand.
2 ist ein Diagramm, das die Änderung einer Überlappungsperiode zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil und die Änderung einer Einlassventil-Schließperiode (IVC: Einlassventilschließen) im Fall einer kontinuierlichen Änderung der Phase des Einlassventils darstellt. Wenn die Phase des Einlassventils 8 zur Frühverstellungsseite geändert wird, nimmt die Überlappungsperiode mit dem Auslassventil 10 zu. Im Verbrennungsmotor mit dem variablen Ventil wird unter einer Teillastbedingung das variable Ventil so gesteuert, dass die Überlappungsperiode verursacht wird, und eine interne AGR wird durch vorübergehendes Zurückblasen des Abgases im Auslassrohr in das Einlassrohr verursacht. Die Erhöhung der internen AGR kann den Pumpverlust unter der Teillastbedingung verringern und die Verbrennungsgastemperatur verringern, wodurch ermöglicht wird, dass Stickstoffoxide im Abgas reduziert werden.
3 ist ein Diagramm, das die Änderung der Überlappungsperiode zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil im Fall einer kontinuierlichen Änderung der Phase des Auslassventils darstellt. Wenn die Phase des Auslassventils 10 zur Spätverstellungsseite geändert wird, wird die Überlappungsperiode mit dem Einlassventil 8 vergrößert. Im Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventil, das in der Lage ist, die Auslassphase zu verändern, kann auch die interne AGR erhöht werden, um den Pumpverlust und Stickstoffoxide unter der Teillastbedingung zu verringern, wie vorstehend beschrieben.
4 ist ein Diagramm, das ein Ventilhubmuster eines variablen Ventilmechanismus darstellt, der in der Lage ist, gleichzeitig den Arbeitswinkel, den Hub und die Phase des Ventils zu verändern. In einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, der den Ladewirkungsgrad hauptsächlich mittels eines Drosselventils steuert, wird ein Unterdruck durch Unterdrücken eines Drucks stromaufwärts eines Einlassventils mittels des Drosselventils verursacht. Dies verursacht ein Problem einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs infolge eines Pumpverlusts. Wenn der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils die Einlassluftmenge steuern kann, ohne den Druck stromaufwärts des Einlassventils zu unterdrücken, kann der Pumpverlust verringert werden und die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs kann unterdrückt werden.
Das variable Ventil verwendet einen variablen Hubmechanismus, der in der Lage ist zu bewirken, dass das Einlassventil 8 kontinuierlich den Ventilhub verändert, und einen variablen Phasenmechanismus, der in der Lage ist, kontinuierlich die Phase zu verändern, in einer kombinierten Weise. Die kombinierte Verwendung führt zur Veränderung der IVC (Einlassventilschließperiode), während die IVO (Einlassventilöffnungsperiode) festgesetzt wird, wie in 4(a) gezeigt. Die Bereitstellung eines solchen variablen Ventilmechanismus kann einen Verbrennungsmotor verwirklichen, der den Ladewirkungsgrad hauptsächlich mittels des variablen Ventils steuert.
Dieser variable Hubmechanismus weist eine Beziehung auf, bei der der maximale Hub mit dem Ventilarbeitswinkel zunimmt, wie in 4(b) gezeigt. In dem Fall, in dem ein erforderliches Drehmoment klein ist, kann die Einlassluftmenge durch Verringern des Hubausmaßes, während die IVC nach früh verstellt wird, verringert werden. Hier ermöglicht die Frühverstellung der IVC, dass das Kolbenkompressionsausmaß im Vergleich zum Kolbenexpansionsausmaß relativ klein ist. Der Kraftstoffverbrauch-Verbesserungseffekt, der durch die Verringerung des Pumpverlusts und den Miller-Zyklus-Effekt bewirkt wird, kann erwartet werden.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration des Einlassströmungspfades 21 des Verbrennungsmotors und physikalische Größen von Komponenten darstellt. Der Luftströmungssensor 2 ist stromaufwärts des Drosselventils 3 installiert. Eine Atmosphärentemperatur To wird durch einen Temperatursensor detektiert, der im Luftströmungssensor 2 enthalten ist. Die Gasdurchflussrate, die durch die Öffnung des Drosselventils 3 strömt, kann als im Wesentlichen identisch zur Luftströmungssensor-Durchflussrate, die durch den Luftströmungssensor 2 detektiert wird, angenommen werden (dGafs/dt ≅ dGth/dt). Die Gasdurchflussrate (dGcyl/dt), die in den Zylinder strömt, kann auf der Basis des Drucks Pin und der Temperatur Tin stromabwärts des Drosselventils 3, der Drehzahl und des variablen Ventilarbeitsausmaßes abgeschätzt werden. Es ist zu beachten, dass das Referenzsymbol Po einen Atmosphärendruck im Diagramm bezeichnet.
6 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Übergang einer Einlassluft-Durchflussrate, eines Einlassrohrdrucks, einer Einlassrohrtemperatur und eines erforderlichen Zündzeitpunkts im Fall der abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch eine Betätigung zum Öffnen und Schließen des Drosselventils darstellt. Wenn das Drosselventil 3 geöffnet wird, strömt das Gas unmittelbar in das Einlassrohr, dessen Druck durch das Drosselventil 3 unterdrückt wurde. Dies führt zu einem vorübergehenden Überschwingen der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt).
Unterdessen nimmt der Druck Pin im Einlassrohr zu und die Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) nimmt auch mit der Zunahme des Einlassrohrdrucks Pin zu. Ein solcher Übergang des Drucks und der Durchflussrate führt zu einem vorübergehenden Überschwingen der Temperatur Tin des Gases im Einlassrohr. Hier stellt die Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) die Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, dar, die Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) stellt die Durchflussrate, die aus dem Einlassrohr strömt, dar.
Die Einlassrohrtemperatur Tin ist ein wichtiger effektiver Faktor, der sich auf das Klopfen auswirkt. Das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin ist einer der effektiven Faktoren von Klopfen, das während der Übergangszeit verursacht wird. Die Ansprechleistung des Temperatursensors für die tatsächliche Verwendung ist außerstande, das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin zu detektieren. Um den Zündzeitpunkt auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin zu berechnen, ist es folglich erforderlich, separat ein Mittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens bereitzustellen.
7 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Übergang der Einlassluft-Durchflussrate, des Einlassrohrdrucks, der Einlassrohrtemperatur und des erforderlichen Zündzeitpunkts im Fall der abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch Änderung des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlassventils darstellt. Die Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) nimmt mit der Vergrößerung des Arbeitswinkels des Einlassventils 8 zu. In dem System des Verbrennungsmotors, das die Last mittels des Einlassventilarbeitswinkels einstellt, wird die Steuerung durch das Drosselventil 3 derart durchgeführt, dass der Einlassrohrdruck Pin unter einer Teillastbedingung etwas näher auf der Unterdruckseite gehalten wird als der Atmosphärendruck Po.
Wenn die Zunahme der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) den Druck des Einlassrohrs verringert, wird das Drosselventil 3 gesteuert, um die Verringerung unmittelbar zu korrigieren. Folglich nimmt die Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) nach der Zunahme der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) zu. Das System des Verbrennungsmotors, das die Last mittels der Steuerung des Einlassventilarbeitswinkels eingestellt, führt zum Übergang des Drucks und der Durchflussrate, wie vorstehend beschrieben. Folglich variiert die vorübergehende Einlassrohrtemperatur nicht in hohem Maße.
In dem System des Verbrennungsmotors, das die Last durch Steuerung nur des Einlassventilarbeitswinkels einstellt, besteht folglich die Notwendigkeit einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur. In dem System des Verbrennungsmotors, das die Last in Zusammenwirkung mit dem Drosselventil 3 einstellt, ist andererseits die Notwendigkeit einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur hoch, da die vorübergehende Einlassrohrtemperatur in einer komplizierten Weise variiert.
8 ist eine erläuternde Darstellung eines Steuerblockdiagramms zum Durchführen einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur. Ein Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eines Blocks 81 berechnet das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur, das schwierig durch den Temperatursensor direkt zu detektieren ist, auf der Basis der Drehzahl, des Ladewirkungsgrades, der Luftströmungssensordetektions-Durchflussrate, des Einlassrohrdrucks und der Zeitänderungsrate davon.
Jeder Übergang der Drehzahl, des Ladewirkungsgrades, der Luftströmungssensordetektions-Durchflussrate und des Einlassrohrdrucks kann mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit im Vergleich zu den Ansprechcharakteristiken des Temperatursensors direkt detektiert werden oder kann durch ein Modell abgeschätzt werden. Dies ermöglicht die Berechnung des Übergangstemperaturverhaltens, was den Temperatursensor ersetzt.
Ein Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel eines Blocks 82 berechnet den Zündzeitpunkt auf der Basis der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades und des durch den Block 81 abgeschätzten Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur. Diese Konfiguration berechnet und schätzt folglich das Übergangstemperaturverhalten ab, das einer der effektiven Faktoren des vorübergehenden Klopfens ist, und gibt anschließend dieses Verhalten in das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel 82 ein, in dem die Effekte der Einlassrohrtemperatur berücksichtigt wurden. Folglich kann eine Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangstemperaturverhaltens geeignet durchgeführt werden.
9 ist ein Diagramm, das die Blöcke 81 und 82, die in 8 gezeigt sind, im Detail darstellt. Das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel eines Blocks 91 berechnet einen Ladewirkungsgrad auf der Basis der Drehzahl, des Einlassrohrdrucks Pin und des variablen Ventilarbeitsausmaßes. Ferner berechnet das Massendurchflussraten-Umwandlungsmittel eines Blocks 92 eine Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) auf der Basis des Ladewirkungsgrades und der Drehzahl. Das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel des Blocks 91 und das Massendurchflussraten-Umwandlungsmittel des Blocks 92 konfigurieren das Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel.
Das Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel eines Blocks 93 berechnet die Zeitänderungsrate (dPin/dt) des Einlassrohrdrucks auf der Basis der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt), der Atmosphärentemperatur To, der Einlassrohrtemperatur Tin und der Luftströmungssensordetektions-Durchflussrate (dGafs/dt) gemäß der folgenden Gleichung (1). [Ausdruck 1]
In Gleichung (1) stellt V_in ein Einlassrohrvolumen dar und T_atm stellt eine Atmosphärentemperatur dar. Hier sind κ und R ein Verhältnis von spezifischen Wärmen bzw. eine Gaskonstante. Wenn das Arbeitsfluid als Luft angenommen wird, können diese als jeweilige feste Werte von 1,4 und 287,03 festgelegt werden. Der Einlassrohrdruck Pin kann durch zeitliches Integrieren von Gleichung (1) berechnet werden.
Das in dieser Ausführungsform beschriebene System übernimmt die Konfiguration, in der der Einlassrohrdruck Pin und die Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon unter Verwendung von Gleichung (1) berechnet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Insbesondere kann eine Konfiguration zum direkten Detektieren des Einlassrohrdrucks Pin durch einen Drucksensor analoge Effekte ausüben. In Gleichung (1) werden Effekte der Wärmeübertragung auf die Wandoberfläche des Einlassrohrs hinsichtlich der Verringerung der Rechenlast vernachlässigt. Die Vorhersagegenauigkeit kann jedoch durch Berücksichtigen der Wärmeübertragung verbessert werden.
Das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eines Blocks 94 berechnet (dTin/dt) der Einlassrohrtemperatur gemäß der folgenden Gleichung (2) auf der Basis des Einlassrohrdrucks Pin und der Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon, der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) und der Luftströmungssensordetektions-Durchflussrate (dGafs/dt) und berechnet das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur durch zeitliches Integrieren der Zeitänderungsrate. [Ausdruck 2]
Das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel eines Blocks 95 berechnet den Zündzeitpunkt auf der Basis der Drehzahl, des Ladewirkungsgrades und des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin, das durch das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel des Blocks 94 berechnet wird. Wie aus Gleichung (2) ersichtlich ist, gilt, je höher die Nettogasmassen-Zeitänderungsrate im Einlassrohr ist, die durch Subtrahieren der Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, von der Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, erfasst wird, und je höher die Zeitänderungsrate (dPin/dt) des Einlassrohrdrucks Pin ist, desto höher wird die Zunahme der Menge der Temperatur während der Übergangszeit, was eine Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf die Spätverstellungsseite erfordert. Diese Konfiguration ermöglicht eine genaue Abschätzung des Übergangstemperaturverhaltens, das mit der Ansprechleistung des Temperatursensors schwierig zu detektieren ist, und ermöglicht, dass eine Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangstemperaturverhaltens geeignet durchgeführt wird.
10 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel, das im Block 91 in 9 gezeigt ist, konfiguriert. Als erläuternde Variablen ist x1 auf die Drehzahl gesetzt, x2 ist auf den Einlassrohrdruck gesetzt, x3 ist auf die IVO (Einlassventilöffnungsperiode) gesetzt und x4 ist auf die EVC (Auslassventilschließperiode) gesetzt. Die Zielvariable ist auf den Ladewirkungsgrad gesetzt.
Die Koeffizienten A, multipliziert mit jeweiligen Termen, werden als Teilregressionskoeffizienten bezeichnet. Die Koeffizientenwerte werden gemäß dem Verfahren kleinster Quadrate bestimmt, so dass das Polynom die Zieldaten am passendsten annähert. Die Effekte der Drehzahl, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 2 bis 5 gewonnen. Die Effekte des Einlassrohrdrucks, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 6 bis 9 gewonnen. Die Effekte der IVO, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 16 bis 19 gewonnen. Die Effekte der EVC, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 36 bis 39 gewonnen.
Ferner werden die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl und dem Einlassrohrdruck durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 10 bis 15 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Einlassrohrdruck und der IVO werden durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 21 bis 35 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Einlassrohrdruck, der IVO und der EVC werden durch Terme der Teilregressionskoeffizienten Nrn. 40 bis 70 gewonnen.
Eine solche Festlegung von Termen höherer Ordnung und Wechselwirkungstermen im Polynom ermöglicht eine genaue Berechnung des Ladewirkungsgrades in Anbetracht der komplizierten Kausalität von jedem Eingangsparameter, der auf den Ladewirkungsgrad angewendet wird. Der Austausch einer umfangreichen Abbildung gegen das Polynom ermöglicht, dass die Speicherkapazität signifikant verringert wird. Das System dieser Ausführungsform übernimmt die Konfiguration unter Verwendung des quaternären biquadratischen Polynoms als Mittel zum Berechnen des Ladewirkungsgrades. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Insbesondere kann die Anzahl von Ordnungen oder die Anzahl von Dimensionen gemäß einer Beziehung zwischen der erforderlichen Genauigkeit und der Zulässigkeit der Rechenlast verändert werden. Ein schrittweises Verfahren und dergleichen kann Terme höherer Ordnung oder Wechselwirkungsterme ohne Beitrag zur Verbesserung der Genauigkeit aus dem Polynom geeignet ausschließen, wodurch ermöglicht wird, dass eine Kompromissbeziehung zwischen der Genauigkeit des Polynoms und der Rechenlast in Ordnung gebracht wird. Die Genauigkeit des Ladewirkungsgrades kann durch Übernehmen einer Konfiguration, in der die Ladewirkungsgrad-Korrekturwerte für die Drehzahl und den Einlassrohrdruck abgebildet werden und das Ausgangsergebnis des Polynoms beschnitten wird, verbessert werden, da ein Fall besteht, dass eine quintische oder höhere Ordnung für die Drehzahl infolge von Pulsationseffekten und Trägheitseffekten von Strömungen im Einlassrohr und im Auslassrohr und des Effekts einer Störung zwischen Zylindern erforderlich ist.
Hier übernimmt das System dieser Ausführungsform die Konfiguration, in der der Ladewirkungsgrad auf der Basis der Drehzahl, des Einlassrohrdrucks und des variablen Ventilbetätigungszustandes berechnet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Insbesondere können ferner Effekte der Einlassrohrtemperatur, des Atmosphärendrucks, der Drallsteuerventilöffnung, des Einstellungszustandes des variablen Einlassrohrlängensystems und dergleichen, die effektive Faktoren des Ladewirkungsgrades sind, berücksichtigt werden.
11 ist ein Diagramm, das ein Mittel zum Korrigieren eines Einlassrohr-Übergangstemperaturverhalten-Schätzwerts unter Verwendung eines Temperatursensor-Detektionswerts darstellt. Das Einlassrohrtemperatur-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel eines Blocks 111 berechnet die Zeitänderungsrate (dTin/dt) der Einlassrohrtemperatur Tin auf der Basis des Einlassrohrdrucks Pin, der Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon, der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) und der Luftströmungssensordetektions-Durchflussrate (dGafs/dt) und ferner durch zeitliches Integrieren dessen, um das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin zu berechnen.
Eine stationäre Temperatursensor-Korrektureinheit A übernimmt eine Konfiguration, die ein stationäres Korrekturausmaß berücksichtigt, das auf der Basis der Differenz zwischen dem Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin und dem Temperatursensor-Detektionswert durch ein Tiefpassfilter 112 in Bezug auf den letzten Wert des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin berechnet wird. Wie in einer stationären Temperatursensor-Korrektureinheit B beschrieben, kann ferner eine Konfiguration übernommen werden, in der das Verhalten einer durch einen Temperatursensor detektierten Temperatur auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin durch ein Tiefpassfilter 113 entsprechend der Ansprechzeit des Temperatursensors abgeschätzt wird und die Differenz mit einem aktuellen Temperatursensor-Detektionswert zum letzten Wert des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin addiert wird. Eine solche Konfiguration der stationären Temperatursensor-Korrektureinheit A oder B gibt einen Schätzwert des Übergangstemperaturverhaltens unter einer Übergangsbedingung und einen Temperatursensorwert unter einer stationären Bedingung aus. Im Vergleich zum Fall der Verwendung nur eines Modellschätzwerts kann folglich diese Konfiguration einen Modellfehler, der durch eine Umgebungsvariation, Zeitverschlechterung, individuelle Variation und dergleichen verursacht wird, verringern, wodurch eine robuste Temperaturabschätzung ermöglicht wird.
12 ist ein Diagramm, das das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel, das im Block 82 in 8 gezeigt ist, im Detail darstellt. Ein Referenzzustands-Zündzeitpunktabbildungs-Berechnungsmittel eines Blocks 121 führt eine Abbildungsoperation des Referenzzustands-Zündzeitpunkts auf der Basis der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades durch. In dem System dieser Ausführungsform werden stationäre Referenzbetriebszustände von verschiedenen Parametern, wie z. B. der Einlassrohrtemperatur Tin, des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des variablen Ventilarbeitsausmaßes, vorläufig Punkten, die hinsichtlich der Kraftstoffverbrauchsleistung, der Ausgangsleistung, der Auslassleistung und dergleichen als optimal betrachtet werden können, in einer zweidimensionalen Abbildung mit Achsen der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades zugewiesen. Ein MBT-Punkt oder ein Antiklopfregelungspunkt in dem Fall, in dem sich jeder der Parameter in einem stationären Referenzbetriebszustand befindet, wird in der Referenzzustands-Zündzeitpunktabbildung festgelegt.
Das Referenzzustands-Einlassrohrtemperaturabbildungs-Berechnungsmittel eines Blocks 122 führt eine Abbildungsoperation der Einlassrohrtemperatur im stationären Referenzbetriebszustand auf der Basis der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades durch. Das Referenzzustands-Zündzeitpunktmodell-Berechnungsmittel eines Blocks 123 führt eine Modellberechnung des Zündzeitpunkts im Referenzzustand auf der Basis der Drehzahl, des Ladewirkungsgrades und der Einlassrohrtemperatur Tin im stationären Referenzbetriebszustand durch. Ferner führt ein Modellberechnungsmittel für den gegenwärtigen Zündzeitpunkt eines Blocks 124 eine Modellberechnung des gegenwärtigen Zündzeitpunkts auf der Basis des gegenwärtigen Werts der Einlassrohrtemperatur Tin durch.
Die Differenz zwischen dem Zündzeitpunkt im Referenzzustand und dem gegenwärtigen Zündzeitpunkt, die am Modell berechnet wurden, wird zum aus der Abbildung berechneten Ergebnis durch das Referenzzustands-Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel 121 addiert, wodurch die Berechnung des Zündzeitpunkts für die Korrektur des vorübergehenden Klopfens ermöglicht wird. Hier übernimmt das System dieser Ausführungsform die Konfiguration, in der die Einlassrohrtemperatur Tin im stationären Referenzbetriebszustand an der Abbildung auf der Basis der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades berechnet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Insbesondere ist im normalen Saugverbrennungsmotor 1 der stationäre Referenzbetriebszustand der Einlassrohrtemperatur Tin ungeachtet des Betriebspunkts im Wesentlichen konstant. Ein Wert, der der Umgebungstemperatur entspricht, die zum Erfassen des MBT-Punkts oder des Antiklopfregelungspunkts angenommen wird, kann zur Referenzzustands-Einlassrohrtemperatur als fester Wert in Bezug auf die Drehzahl und den Ladewirkungsgrad addiert werden.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Einlassrohrtemperatur und dem Zündzeitpunkt unter Bedingungen einer unterschiedlichen Drehzahl und eines unterschiedlichen Ladewirkungsgrades darstellt. Das Klopfen, das durch eine Selbstzündung von unverbranntem Endgas aufgrund eines Kompressionsvorgangs nach der Zündung und vor der Vollendung der normalen Verbrennung durch Flammenausbreitung verursacht wird, tritt unter einer Bedingung geringerer Rotation und höherer Last leicht auf und tritt unter einer Bedingung höherer Rotation und niedrigerer Last unwahrscheinlich auf. Unter einer Bedingung A geringer Rotation und hoher Last, einer Bedingung B geringer Rotation und mittlerer Last, einer Bedingung C hoher Rotation und hoher Last und einer Bedingung D hoher Rotation und mittlerer Last, die in 13 gezeigt sind, ist folglich das Ausmaß an Korrektur für vorübergehendes Klopfen unterschiedlich in Bezug auf dieselbe Einlassrohrtemperatur; die Bedingung geringerer Rotation und höherer Last erfordert mehr Spätverstellung. Das heißt, die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl und dem Ladewirkungsgrad werden auf die Beziehung zwischen dem Ausmaß an Korrektur für vorübergehendes Klopfen und der Einlassrohrtemperatur ausgeübt.
14 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das Zündzeitpunktmodell-Berechnungsmittel der Blöcke 123 und 124 in 12 konfiguriert. Als erläuternde Variablen ist x1 auf die Drehzahl gesetzt, x2 ist auf den Ladewirkungsgrad gesetzt und x3 ist auf die Einlassrohrtemperatur Tin gesetzt. Der Zündzeitpunkt ist als Zielvariable festgelegt. Die Effekte der Drehzahl, die auf den Zündzeitpunkt ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 2 bis 5 gewonnen. Die Effekte des Ladewirkungsgrades, die auf den Zündzeitpunkt ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 6 bis 9 gewonnen. Die Effekte der Einlassrohrtemperatur, die auf den Zündzeitpunkt ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 16 bis 19 gewonnen. Ferner werden die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl und dem Ladewirkungsgrad durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 10 bis 15 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Ladewirkungsgrad und der Einlassrohrtemperatur werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 21 bis 35 gewonnen.
Eine solche Festlegung von Termen höherer Ordnung und Wechselwirkungstermen im Polynom ermöglicht eine genaue Berechnung des Zündzeitpunkts in Anbetracht der komplizierten Kausalität von jedem Eingangsparameter, der auf den Zündzeitpunkt angewendet wird. Insbesondere tritt das Klopfen signifikanter unter einer Bedingung geringerer Rotation und höherer Last auf. Um die Korrektur für vorübergehendes Klopfen geeignet durchzuführen, ist folglich der Term der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Ladewirkungsgrad und der Einlassrohrtemperatur unentbehrlich. Der Austausch einer umfangreichen Abbildung gegen das Polynom ermöglicht, dass die Speicherkapazität signifikant verringert wird. Das System dieser Ausführungsform übernimmt die Konfiguration, die ein ternäres biquadratisches Polynom als Mittel zum Berechnen des Zündzeitpunkts verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Insbesondere kann die Anzahl von Ordnungen oder die Anzahl von Dimensionen gemäß der Beziehung zwischen der erforderlichen Genauigkeit und der Zulässigkeit der Rechenlast verändert werden. Andere Parameter, wie z. B. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, die AGR-Rate und die Wassertemperatur, können als erläuternde Variable übernommen werden und die Wechselwirkungseffekte davon können berücksichtigt werden. Das schrittweise Verfahren oder dergleichen kann Terme höherer Ordnung und Wechselwirkungsterme, die nicht zur Verbesserung der Genauigkeit beitragen, aus einem Polynom geeignet ausschließen, wodurch eine Kompromissbeziehung zwischen der Genauigkeit des Polynoms und der Rechenlast verbessert wird.
15 ist eine Darstellung eines Steuerblockdiagramms für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Fettkorrektursteuerung auf der Basis des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur. Hinsichtlich Maßnahmen gegen vorübergehendes Klopfen, das während der Übergangszeit auftritt, zusätzlich zur vorübergehenden Spätverstellungskorrektur des Zündzeitpunkts gemäß der vorübergehenden Temperaturerhöhung kann die vorübergehende Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf eine fettere Seite als das Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auch vorübergehendes Klopfen vermeiden. Dies liegt daran, dass die Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit aufgrund der fetteren Kraftstoffbedingung und die Verringerung der Temperatur aufgrund der Erhöhung der spezifischen Wärme unwahrscheinlich Klopfen verursachen.
Im Gegensatz zur Verringerung der Ausgangsleistung durch Spätverstellungskorrektur des Zündzeitpunkts kann das Verfahren zum Vermeiden von Klopfen durch fette Korrektur die Verringerung der Ausgangsleistung während des Vorhandenseins eines Nachteils der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsleistung unterdrücken, wodurch ermöglicht wird, dass ein Steuersystem, das die Beschleunigungsleistung betont, verwirklicht wird.
Das Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungsmittel eines Blocks 151 berechnet das Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der Basis der Drehzahl und des Ladewirkungsgrades. Das Einlassrohrtemperatur-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel eines Blocks 152 berechnet die Einlassrohrtemperatur-Zeitänderungsrate (dTin/dt) auf der Basis des Einlassrohrdrucks Pin, der Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon, der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) und der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt).
Ferner gewinnt die zeitliche Integration dieser Rate das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin. Das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten wird einer Berechnung einer quasi stationären Variation der Einlassrohrtemperatur Tin unterzogen, die durch das Tiefpassfilter 153 (Filtermittel) erfasst wird. Eine Differenz davon mit dem Übergangstemperaturverhalten-Schätzwert wird berechnet (Übergangstemperatur-Zunahmeausmaß-Berechnungsmittel). Die Differenz wird zum Fettkorrekturmittel für vorübergehendes Klopfen eines Blocks 154 als Menge an vorübergehender Erhöhung der Temperatur δT geliefert, die wiederum zur Berechnung eines Klopfkorrekturausmaßes während des vorübergehenden Klopfens geliefert wird.
15(b) zeigt eine Beziehung zwischen der Temperaturerhöhung während der Übergangszeit und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturausmaß, das erforderlich ist, um das Klopfen zu vermeiden. Wie in 15(b) gezeigt, nimmt gewöhnlich das Fettkorrekturausmaß (Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturausmaß), das erforderlich ist, um das Klopfen zu vermeiden, mit einem größeren Wert der Temperaturerhöhung δT während der Übergangszeit zu.
Im MBT-Bereich, in dem das Klopfen unter einer Bedingung relativ niedriger Last nicht auftritt, tritt jedoch signifikantes Klopfen selbst mit einer Temperaturerhöhung während der Übergangszeit nicht auf. Folglich ist es nicht erforderlich, eine Fettkorrektur während der Übergangszeit durchzuführen. Folglich werden die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl und dem Ladewirkungsgrad auf die Beziehung zwischen der Temperaturerhöhung während der Übergangszeit und dem Fettkorrekturausmaß ausgeübt. Folglich ermöglicht das Festlegen eines unterschiedlichen Fettkorrekturausmaßes gemäß dem Betriebspunkt, dass eine geeignete Korrektursteuerung für vorübergehendes Klopfen verwirklicht wird.
In der vorstehend erwähnten Ausführungsform wurde die Beschreibung an dem Fall der Verwendung des Einlassrohrtemperatur-Schätzwerts während des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur durchgeführt. Eine Konfiguration kann jedoch übernommen werden, in der der durch einen Temperatursensor detektierte Wert als solcher bei Niederfrequenzkomponenten verwendet wird, wobei der Temperatursensor auf eine Veränderung der aktuellen Einlassrohrtemperatur anspricht, und der Einlassrohrtemperatur-Schätzwert bei Hochfrequenzkomponenten verwendet wird, wobei der Temperatursensor nicht darauf anspricht.
Mittel zum Detektieren der Einlassrohrtemperatur durch einen Temperatursensor; Mittel zum Festlegen eines durch einen Temperatursensor detektierten Detektionswerts auf das Übergangsverhalten für eine Frequenzkomponente, die niedriger ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung; und Mittel zum Festlegen eines Einlassrohrtemperatur-Schätzwerts auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate eines Einlassrohrdrucks auf das Temperaturverhalten für eine Frequenzkomponente, die höher ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung, können beispielsweise vorgesehen sein.
Folglich kann die Robustheit des Einlassrohrs gegen das Übergangstemperaturverhalten verbessert werden; das vorübergehende Klopfen kann im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindert werden.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
16 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Systems eines Verbrennungsmotors in dieser Ausführungsform darstellt.
Das System dieser Ausführungsform ist dasselbe wie das System der ersten Ausführungsform, abgesehen von dem Punkt, dass der Einlassströmungspfad 21 und der Auslassströmungspfad 22 neuerlich mit einem Turbolader 17 und einem Zwischenkühler 20 verbunden sind.
Der Turbolader 17 umfasst eine Auslassturbine 17A zum Umwandeln von Energie des Abgases in eine Drehbewegung von Turbinenschaufeln, und einen Kompressor (Kompressionsmaschine) 17B zum Komprimieren von Einlassgas mittels einer Drehung der Kompressorschaufeln, die mit den Turbinenschaufeln verbunden sind. Der Kompressor 17B steht mit dem Einlassströmungspfad 21 in Verbindung. Die Turbine 17A steht mit dem Auslassströmungspfad 22 in Verbindung.
Der Turbolader 17 umfasst ein Luftumleitventil 18 und ein Ladedruckbegrenzerventil 19. Das Luftumleitventil 18 ist zum Verhindern, dass der Druck an Stellen stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Drosselventils 3 übermäßig zunimmt, vorgesehen. In einem Ladezustand, wenn das Drosselventil 3 abrupt geschlossen wird, ermöglicht das Öffnen des Luftumleitventils 18, dass das Gas an einer Stelle stromabwärts des Kompressors 17B rückwärts zu einer Stelle stromaufwärts des Kompressors 17B strömt, wodurch ermöglicht wird, dass der Ladedruck verringert wird.
Andererseits ist das Ladedruckbegrenzerventil 19 zum Verhindern, dass der Verbrennungsmotor 1 einen übermäßigen Ladepegel erreicht, vorgesehen. Wenn der Ladedruck, der durch den Einlassdrucksensor 5 detektiert wird, einen vorgeschriebenen Wert erreicht, führt das Öffnen des Ladedruckbegrenzerventils 19 das Abgas so, dass es die Auslassturbine 17A umgeht, wodurch ermöglicht wird, dass die Ladung unterdrückt oder aufrechterhalten wird. Der Zwischenkühler 20 zum erzwungenen Kühlen der Einlassrohrtemperatur, die durch adiabatische Kompression zugenommen hat, ist stromabwärts des Turboladers 2 auf der Kompressorseite vorgesehen. Ein Sensor 23 für die aufgeladene Temperatur zum Messen der Temperatur, die durch Aufladen zugenommen hat und dann durch den Zwischenkühler 20 erzwungen gekühlt wird, ist stromabwärts des Zwischenkühlers 20 installiert.
17 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration des Einlassrohrs des Verbrennungsmotors 1 mit Turbolader und physikalische Größen von Komponenten darstellt. Der Luftströmungssensor 2 ist stromaufwärts des Kompressors 17B angebracht. Die Atmosphärentemperatur kann durch einen Temperatursensor detektiert werden, der in den Luftströmungssensor 2 eingebettet ist. Im Verbrennungsmotor 1 mit Turbolader kann die Durchflussrate von Gas, das durch den Kompressor 17B strömt, als identisch zur Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt), die durch den Luftströmungssensor 2 detektiert wird, angenommen werden. Die Durchflussrate von Gas, das durch die Öffnung des Drosselventils 3 strömt, ist jedoch manchmal von der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) weitgehend verschieden, wenn das Drosselventil geöffnet oder geschlossen wird. Folglich ist es erforderlich, Zustände in mindestens zwei Bereichen stromaufwärts und stromabwärts des Drosselventils 3 zu detektieren oder abzuschätzen. Der Verbrennungsmotor 1 mit Turbolader kann die Durchflussrate von Gas, das in den Zylinder strömt, auf der Basis des Drucks, der Temperatur, der Drehzahl und des variablen Ventilarbeitsausmaßes, die stromabwärts des Drosselventils 3 liegen, abschätzen.
18 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Übergang der Einlassluft-Durchflussrate, des Einlassrohrdrucks, der Einlassrohrtemperatur und des erforderlichen Zündzeitpunkts im Verbrennungsmotor mit Turbolader im Fall der abrupten Änderung des Drehmoments vom niedrigen auf den hohen Lastzustand durch die Betätigung zum Öffnen und Schließen eines Drosselventils darstellt.
Wenn das Drosselventil 3 geöffnet wird, strömt das Gas unmittelbar in das Einlassrohr, dessen Druck durch das Drosselventil 3 unterdrückt wurde. Folglich führt dies zu einem vorübergehenden Überschwingen der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt). Unterdessen nimmt der Druck Pin im Einlassrohr auf den Atmosphärendruck Po zu und die Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) nimmt allmählich mit dem Einlassrohrdruck Pin zu.
Anschließend beginnt der Ladeeffekt durch den Turbolader 17 eine allmähliche Zunahme des Einlassrohrdrucks Pin. Ein solcher Übergang des Drucks und der Durchflussrate führt zu einem vorübergehenden Überschwingen der Temperatur Tin des Gases im Einlassrohr und einer anschließenden Zunahme der Temperatur mit einer Zunahme des Ladedrucks. Die Einlassrohrtemperatur Tin ist ein wichtiger effektiver Faktor für das Klopfen. Das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin ist ein effektiver Faktor des Klopfens, das während der Übergangszeit auftritt. Die Ansprechleistung des Sensors 23 für die aufgeladene Temperatur, der in dieser Ausführungsform beschrieben wird, kann der Erhöhung aufgrund der Aufladung folgen, kann jedoch das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Einlassrohrdruck Pin den Atmosphärendruck Po erreicht, nicht detektieren.
Wie vorstehend beschrieben, bildet die Strömung in einem Einlassrohr ein offenes System, das von einem Zugang und Abgang von Masse und Energie durch den Transport aufgrund des Arbeitsfluids begleitet ist. Während der Übergangszeit, die von einer zeitlichen Änderung der Masse und Energie von Gas im Einlassrohr begleitet ist, kann folglich das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur nicht nur durch den Einlassrohrdrucksensor detektiert werden. Somit ist auch erforderlich, dass der Verbrennungsmotor 1 mit Turbolader ein Mittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin umfasst.
19 ist ein Diagramm, das ein Kompressor-Stromabwärtsdruck- und -Temperatur-Berechnungsmittel im Verbrennungsmotor mit Turbolader darstellt. Ein Drosselventil-Leitungsdurchflussraten-Berechnungsmittel eines Blocks 191 berechnet die Drosselventil-Leitungsdurchflussrate (dGth/dt) gemäß der folgenden Gleichung auf der Basis der Ventilöffnung des Drosselventils 3, des Einlassrohrdrucks Pin (Druck stromabwärts des Drosselventils), des Kompressor-Stromabwärtsdrucks Pc (Druck stromaufwärts des Drosselventils) und der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc (Temperatur stromaufwärts des Drosselventils). [Ausdruck 3]
Hier sind C_D und A_th ein Ventildurchflussraten-Koeffizient bzw. eine Ventilöffnungsfläche. Die Ventilöffnungsfläche A_th kann auf der Basis der geometrischen Form der Drosselventilöffnung, des Ventildurchmessers und dergleichen erfasst werden. ψ ist eine Funktion des Druckverhältnisses stromaufwärts und stromabwärts des Ventils, das in der folgenden Gleichung im Fall von κ = 1,4 geliefert wird. [Ausdruck 4]
Das Kompressor-Stromabwärtsdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel eines Blocks 192 berechnet die Kompressor-Stromabwärtsdruck-Zeitänderungsrate (dPc/dt) gemäß der folgenden Gleichung auf der Basis der Drosselventil-Leitungsdurchflussrate (dGth/dt), der Atmosphärentemperatur To, des Atmosphärendrucks Po, der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc, der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) und der Zwischenkühler-Wärmeübertragungsmenge (dQc/dt). [Ausdruck 5]
Der Kompressor-Stromabwärtsdruck Pc kann durch zeitliche Integration der Kompressor-Stromabwärtsdruck-Zeitänderungsrate (dPc/dt) berechnet werden. Das in dieser Ausführungsform beschriebene System übernimmt die Konfiguration der Berechnung des Kompressor-Stromabwärtsdrucks Pc und der Zeitänderungsrate (dPc/dt) davon unter Verwendung von Gleichung (5). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Das heißt, eine Konfiguration, in der der Kompressor-Stromabwärtsdruck Pc direkt durch einen Drucksensor detektiert wird, übt auch analoge vorteilhafte Effekte aus.
Das Kompressor-Stromabwärtstemperatur-Berechnungsmittel eines Blocks 193 berechnet die Kompressor-Stromabwärtstemperatur-Zeitänderungsrate (dTc/dt) gemäß einer folgenden Gleichung (6) auf der Basis des Kompressor-Stromabwärtsdrucks Pc, der Zeitänderungsrate (dPc/dt) davon, der Drosselventil-Leitungsdurchflussrate (dGth/dt) und der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) und berechnet ferner die Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc durch zeitliche Integration davon.
Da die Berechnung der Gleichungen (3), (4) und (5) eine Exponentialfunktionsberechnung umfasst, ist die Rechenlast zur Ausführung an Bord durch die ECU 16 übermäßig. Folglich ermöglicht ein geeigneter Austausch nur des Exponentialfunktionsteils gegen eine Tabellen- oder Abbildungsberechnung, dass die Rechenlast verringert wird. [Ausdruck 6]
Eine Zwischenkühler-Wärmeübertragungs-Berechnungseinheit eines Blocks 194 berechnet die Zwischenkühler-Wärmeübertragungsmenge (dQc/dt) auf der Basis der Atmosphärentemperatur To, der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) und der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc. Die vorstehend erwähnte Konfiguration ermöglicht eine genaue Abschätzung des Übergangsverhaltens des Kompressor-Stromabwärtsdrucks Pc und der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc, selbst wenn das Drosselventil des Verbrennungsmotors 1 mit Turbolader geöffnet oder geschlossen wird.
20 ist ein Diagramm, das die Blöcke 81 und 82, die in 8 gezeigt sind, im Einzelnen darstellt, vorausgesetzt, dass der Verbrennungsmotor mit Turbolader übernommen wird. Im Block 201 wird ein Ladewirkungsgrad auf der Basis der Drehzahl, des Einlassrohrdrucks Pin und des variablen Ventilarbeitsausmaßes berechnet. Ferner führt ein Massendurchflussraten-Umwandlungsmittel eines Blocks 202 eine Umwandlung in die Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) auf der Basis des Ladewirkungsgrades und der Drehzahl durch. Das Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel eines Blocks 203 berechnet die Zeitänderungsrate (dPin/dt) des Einlassrohrdrucks Pin gemäß der folgenden Gleichung (7) auf der Basis der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt), der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc, der Einlassrohrtemperatur Tin und der Drosselventil-Leitungsdurchflussrate (dGth/dt). [Ausdruck 7]
Der Einlassrohrdruck Pin kann durch zeitliche Integration von Gleichung (7) berechnet werden. Das in dieser Ausführungsform beschriebene System übernimmt die Konfiguration der Berechnung des Einlassrohrdrucks Pin und der Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon unter Verwendung von Gleichung (7). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Insbesondere übt eine Konfiguration, in der der Einlassrohrdruck Pin direkt durch einen Drucksensor detektiert wird, auch analoge vorteilhafte Effekte aus. Das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eines Blocks 204 berechnet die Zeitänderungsrate (dTin/dt) der Einlassrohrtemperatur Tin gemäß der folgenden Gleichung (8) auf der Basis des Einlassrohrdrucks Pin, der Zeitänderungsrate (dPin/dt) davon, der Zylinderdurchflussrate (dGcyl/dt) und der Drosselventil-Leitungsdurchflussrate (dGth/dt) und berechnet ferner das Übergangsverhalten der Einlassrohrtemperatur Tin durch zeitliche Integration davon. [Ausdruck 8]
Das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel eines Blocks 205 berechnet den Zündzeitpunkt auf der Basis der Drehzahl, des Ladewirkungsgrades und des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur Tin, das durch das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel des Blocks 204 berechnet wird. Eine solche Konfiguration ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor 1 mit Turbolader auch das Übergangstemperaturverhalten genau abschätzt, das mit der Ansprechleistung des Temperatursensor schwierig zu detektieren ist, und ermöglicht ferner, dass die Korrektur für vorübergehendes Klopfen auf der Basis des Übergangstemperaturverhaltens genau durchgeführt wird.
21 ist ein Diagramm, das ein Polynom darstellt, das das im Block 201 in 20 gezeigte Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel darstellt. Als erläuternde Variablen ist x1 auf die Drehzahl gesetzt, x2 ist auf den relativen Einlassluftdruck gesetzt, x3 ist auf die IVO gesetzt, x4 ist auf die EVC gesetzt und x5 ist auf die Einlassrohrtemperatur gesetzt. Die Zielvariable ist auf den Ladewirkungsgrad gesetzt.
Die Effekte der Drehzahl, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 2 bis 5 gewonnen. Die Effekte des Einlassrohrdrucks Pin, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 6 bis 9 gewonnen. Die Effekte der IVO, die auf dem Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 16 bis 19 gewonnen. Die Effekte der EVC, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 36 bis 39 gewonnen. Ferner werden die Effekte der Einlassrohrtemperatur, die auf den Ladewirkungsgrad ausgeübt werden, durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 71 bis 74 gewonnen.
Überdies werden die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl und dem Einlassrohrdruck Pin durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 10 bis 15 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Einlassrohrdruck Pin und der IVO werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 21 bis 35 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Einlassrohrdruck Pin, der IVO und der EVC werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 40 bis 70 gewonnen. Die Effekte der Wechselwirkung zwischen der Drehzahl, dem Einlassrohrdruck Pin, der IVO, der EVC und der Einlassrohrtemperatur werden durch Terme des Teilregressionskoeffizienten Nrn. 75 bis 126 gewonnen.
Eine solche Festlegung von Termen höherer Ordnung und Wechselwirkungstermen im Polynom ermöglicht eine genaue Berechnung des Ladewirkungsgrades in Anbetracht der komplizierten Kausalität von jedem Eingangsparameter, der auf den Ladewirkungsgrad angewendet wird. Der Austausch einer umfangreichen Abbildung gegen das Polynom ermöglicht, dass die Speicherkapazität signifikant verringert wird.
Das System dieser Ausführungsform übernimmt die Konfiguration unter Verwendung des quinären biquadratischen Polynoms als Mittel zum Berechnen des Ladewirkungsgrades. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Insbesondere kann die Anzahl von Ordnungen und die Anzahl von Dimensionen gemäß der Beziehung zwischen der erforderlichen Genauigkeit und der Zulässigkeit der Rechenlast verändert werden. Das schrittweise Verfahren oder dergleichen kann Terme höherer Ordnung und Wechselwirkungsterme, die nicht zur Verbesserung der Genauigkeit beitragen, geeignet aus dem Polynom ausschließen, wodurch eine Kompromissbeziehung zwischen der Genauigkeit des Polynoms und der Rechenlast verbessert wird.
Die Genauigkeit des Ladewirkungsgrades kann durch Übernehmen einer Konfiguration, in der die Ladewirkungsgrad-Korrekturwerte für die Drehzahl und den Einlassrohrdruck Pin abgebildet werden und das Ausgangsergebnis des Polynoms beschnitten wird, verbessert werden, da ein Fall besteht, der eine quintische oder höhere Ordnung für die Drehzahl infolge von Pulsationseffekten und Trägheitseffekten von Strömungen im Einlassrohr und Auslassrohr und des Effekts der Störung zwischen Zylindern erfordert. Der Atmosphärendruck Po und die Drallsteuerventilöffnung, die effektive Faktoren des Ladewirkungsgrades sind, können ferner berücksichtigt werden.
22 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Luftströmungssensor-Durchflussrate und einem Zwischenkühler-Wärmeübertragungskoeffizienten darstellt. Der Zwischenkühler-Wärmeübertragungskoeffizient (dQc/dt) nimmt mit der Erhöhung der Luftströmungssensor-Durchflussrate (dGafs/dt) zu. Die Zwischenkühler-Wärmeübertragungs-Berechnungseinheit des Blocks 194, der in 19 gezeigt ist, multipliziert das Produkt des Zwischenkühler-Wärmeübertragungskoeffizienten (dQc/dt) und der Fläche des Zwischenkühlerkühlteils mit der Differenz zwischen der Atmosphärentemperatur To und der Kompressor-Stromabwärtstemperatur Tc und verwendet die Beziehung des Wärmeübertragungskoeffizienten, die in 22 gezeigt ist, wodurch die Wärmeübertragungsmenge berechnet wird. Gemäß einer solchen Konfiguration wird das durch Aufladung erhitzte Gas durch den Zwischenkühler 20 zwangsgekühlt, wodurch eine genaue Abschätzung des anschließenden Temperaturverhaltens ermöglicht wird. Ferner ist ein Temperatursensor stromabwärts des Laders oder des Drosselventils angeordnet und die stationäre Temperatursensor-Korrektureinheit A oder B, die in 11 gezeigt ist, wird zusammen mit dem Temperatursensor-Detektionswert verwendet, wodurch die Temperaturabschätzung ermöglicht wird, die selbst im Verbrennungsmotor 1 mit Turbolader gegenüber einer Umgebungsvariation, Zeitverschlechterung, individuellen Variation und dergleichen robust ist.
Eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens einer Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in ein Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks. Die Vorrichtung kann folglich durch Berechnen eines Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens des Einlassrohrs beispielsweise geeignet verhindern, dass vorübergehendes Klopfen auftritt. Selbst in dem Fall, in dem verschiedene Beschleunigungsmuster vorgesehen sind, kann das Übergangstemperaturverhalten an Bord durch die ECU berechnet werden. Folglich wird das Ausmaß an Korrektur für vorübergehendes Klopfen nicht notwendigerweise auf eine tatsächliche Maschine bei jedem Beschleunigungsmuster angewendet, wodurch ermöglicht wird, dass die tatsächlichen Maschinenanwendungs-Arbeitsstunden verringert werden.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung legt in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas einstellt, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil strömt, als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, fest. Dies ermöglicht eine genaue Abschätzung des Übergangstemperaturverhaltens des Einlassrohrs. Im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs kann folglich vorübergehendes Klopfen geeignet verhindert werden.
In dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ferner einen Luftströmungssensor umfasst, der eine Durchflussrate von Gas detektiert, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, kann das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Luftströmungsteil-Gasdurchflussrate, die durch den Luftströmungssensor detektiert wird, als Drosselventil-Leitungsdurchflussrate betrachten und die Durchflussrate als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, festlegen.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas, das im Einlassrohr strömt, einstellt, ein Drosselventil-Leitungsdurchflussraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil strömt, auf der Basis einer Ventilöffnung des Drosselventils, eines Drucks stromaufwärts des Drosselventils, eines Drucks stromabwärts des Drosselventils und einer Temperatur stromaufwärts des Drosselventils und das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel legt die Drosselventil-Leitungsdurchflussrate, die durch das Drosselventil-Leitungsdurchflussraten-Berechnungsmittel berechnet wird, als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, fest. Selbst ein Verbrennungsmotor ohne Luftströmungssensor, der stromaufwärts des Drosselventils vorgesehen ist, kann folglich das Übergangstemperaturverhalten des Einlassrohrs genau abschätzen und vorübergehendes Klopfen im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindern.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor einen variablen Ventilmechanismus umfasst, der in der Lage ist, einen Ventilöffnungs- und Ventilschließzeitpunkt oder ein Hubausmaß auf der Basis eines vorgegebenen Arbeitsausmaßes zu ändern, ferner ein Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Zylinderdurchflussrate von Gas, das in einen Zylinder des Verbrennungsmotors strömt, auf der Basis eines Polynoms, das mindestens eine Drehzahl des Verbrennungsmotors, den Einlassrohrdruck, ein Arbeitsausmaß des variablen Ventils und die Einlassrohrtemperatur als Eingangsparameter verwendet, und das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel legt die Zylinderdurchflussrate von Gas, die durch das Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel berechnet wird, als Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, fest. Folglich ermöglicht die Festlegung eine genaue Berechnung des Ladewirkungsgrades in Anbetracht der komplizierten Kausalität jedes Eingangsparameters, der auf den Ladewirkungsgrad angewendet wird. Ferner ermöglicht der Austausch einer umfangreichen Abbildung gegen das Polynom, dass die Speicherkapazität signifikant verringert wird.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel eine Konfiguration aufweisen, die umfasst: ein Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ladewirkungsgrades auf der Basis der Drehzahl, des Einlassrohrdrucks und eines Arbeitsausmaßes des variablen Ventils; und ein Massendurchflussraten-Umwandlungsmittel zur Umwandlung in die Zylinderdurchflussrate auf der Basis des Ladewirkungsgrades, der durch das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel berechnet wird, und der Drehzahl.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, einstellt: ein Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, einer Temperatur stromaufwärts des Drosselventils und der Einlassrohrtemperatur; und ein Einlassrohrdruck-Berechnungsmittel zum Berechnen des Einlassrohrdrucks auf der Basis einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks, die durch das Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel berechnet wird. Selbst ein Verbrennungsmotor ohne Drucksensor zum Detektieren eines Einlassrohrdrucks kann folglich das Übergangstemperaturverhalten des Einlassrohrs genau abschätzen und vorübergehendes Klopfen im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindern.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung legt in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor einen Turbolader, einen Luftströmungssensor, der eine Durchflussrate von Gas detektiert, das durch einen Kompressor des Turboladers strömt, und ein Drosselventil, das eine Durchflussrate von Gas einstellt, das stromabwärts des Kompressors strömt, das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Kompressor-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch den Kompressor strömt, als Drosselventil-Stromaufwärts-Gaszugangsrate von Gas, das stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Drosselventils einströmt, fest, legt eine Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil des Einlassrohrs strömt, als Drosselventil-Stromaufwärts-Gasabgangsrate von Gas, das stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Drosselventils ausströmt, fest und schätzt das Übergangsverhalten der Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrtemperatur an einer Stelle stromabwärts des Kompressors auf der Basis der Drosselventil-Stromaufwärts-Gaszugangsrate, der Drosselventil-Stromaufwärts-Gasabgangsrate, des Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrdrucks ab. Selbst ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader kann folglich das Übergangstemperaturverhalten des Einlassrohrs genau abschätzen und vorübergehendes Klopfen im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindern.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Mittel zum Detektieren einer Einlassrohrtemperatur durch einen Temperatursensor; ein Mittel zum Festlegen eines Detektionswerts, der durch den Temperatursensor detektiert wird, auf das Temperaturverhalten für eine Frequenzkomponente, die niedriger ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung; ein Mittel zum Festlegen eines Einlassrohrtemperatur-Schätzwerts auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks, auf das Temperaturverhalten für eine Frequenzkomponente, die höher ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung. Folglich kann der durch den Temperatursensor detektierte Wert als solcher bei der Niederfrequenzkomponente verwendet werden, wobei der Temperatur auf eine Variation der aktuellen Einlassrohrtemperatur anspricht, und der Einlassrohrtemperatur-Schätzwert kann bei der Hochfrequenzkomponente verwendet werden, wobei der Temperatursensor nicht darauf anspricht. Dies kann die Robustheit gegen das Übergangstemperaturverhalten des Einlassrohrs verbessern und vorübergehendes Klopfen im Fall der Berechnung des Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs geeignet verhindern.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs, das durch das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel abgeschätzt wird. Folglich kann der Zündzeitpunkt während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens des Einlassrohrs gesteuert werden und vorübergehendes Klopfen kann geeignet verhindert werden.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung berechnet das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel eine Zündzeitpunktreferenz gemäß mindestens einer Zündzeitpunktabbildung mit Achsen einer Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades und korrigiert die Zündzeitpunktreferenz gemäß einem Polynom, das mindestens eine Drehzahl, einen Ladewirkungsgrad und eine Einlassrohrtemperatur als Eingangsparameter verwendet. Folglich kann vorübergehendes Klopfen geeignet verhindert werden.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung gilt im Fall eines identischen Einlassrohrtemperatur-Zunahmeausmaßes je niedriger die Drehzahl ist und je höher der Ladewirkungsgrad ist, desto weiter korrigiert das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel einen Zündzeitpunkt zu einer Spätverstellungsseite. Folglich kann vorübergehendes Klopfen geeignet verhindert werden.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis einer Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades; ein Filtermittel zum Anwenden eines Filterprozesses auf das abgeschätzte Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten mit einer vorgeschriebenen Filterbreite; ein Berechnungsmittel für ein Ausmaß einer vorübergehenden Temperaturerhöhung zum Berechnen eines Ausmaßes einer vorübergehenden Temperaturerhöhung durch Subtrahieren des Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhaltens nach dem Filterprozess vom Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten; und ein Fettkorrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Korrigieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf eine fettere Seite mit der Erhöhung des Ausmaßes der vorübergehenden Temperaturerhöhung, das durch das Berechnungsmittel für ein Ausmaß einer vorübergehenden Temperaturerhöhung berechnet wird. Im Gegensatz zur Verringerung der Ausgangsleistung durch Spätverstellungskorrektur des Zündzeitpunkts kann das Verfahren zum Vermeiden von Klopfen durch Fettkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung die Verringerung der Ausgangsleistung, während des Vorhandenseins eines Nachteils der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsleistung unterdrücken, wodurch ermöglicht wird, dass ein Steuersystem, das die Beschleunigungsleistung betont, verwirklicht wird.
Gemäß der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel ein Zündzeitpunkt-Korrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Durchführen einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen an einer Zündzeitpunktreferenz auf der Basis einer Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades weiter zu einer Spätverstellungsseite mit einer größeren Nettogasmassen-Zeitänderungsrate im Einlassrohr, die durch Subtrahieren einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, von einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, erfasst wird, und mit einer größeren Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors. Folglich kann das vorübergehende Klopfen geeignet verhindert werden.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Fettkorrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Korrigieren einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Referenz zu einer fetteren Seite mit einer größeren Nettogasmassen-Zeitänderungsrate im Einlassrohr, die durch Subtrahieren einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, von einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, erfasst wird, und mit einer größeren Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors. Im Gegensatz zur Verringerung der Ausgangsleistung durch Spätverstellungskorrektur des Zündzeitpunkts kann das Verfahren zum Vermeiden von Klopfen durch Fettkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung die Verringerung der Ausgangsleistung während des Vorhandenseins eines Nachteils der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsleistung unterdrücken, wodurch ermöglicht wird, dass ein Steuersystem, das die Beschleunigungsleistung betont, verwirklicht wird.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Übergangstemperaturverhalten-Berechnungsmittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks; und ein Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ladewirkungsgrades auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens des Einlassrohrs. Dies ermöglicht, dass die Abschätzungsgenauigkeit des Ladewirkungsgrades während der Übergangszeit verbessert wird. Im Fall der Berechnung einer Menge an Kraftstoffeinspritzung auf der Basis des Ladewirkungsgrades und des Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses kann folglich die Genauigkeit der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen begrenzt ist. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung in einem Bereich verschiedenartig verändert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 7-180643 A [0005]
JP 6-33819 A [0005]
JP 2009-284342 [0011]

Claims

Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung, die umfasst ein Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens einer Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in ein Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, einstellt, das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil strömt, als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, festlegt.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ferner einen Luftströmungssensor umfasst, der eine Durchflussrate von Gas, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, detektiert, das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Luftströmungsteil-Gasdurchflussrate, die durch den Luftströmungssensor detektiert wird, als Drosselventil-Leitungsdurchflussrate betrachtet und die Durchflussrate als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, festlegt.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas, das im Einlassrohr strömt, einstellt, die Vorrichtung ein Drosselventil-Leitungsdurchflussraten-Berechnungsmittel zu Berechnen einer Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil strömt, auf der Basis einer Ventilöffnung des Drosselventils, eines Drucks stromaufwärts des Drosselventils, eines Drucks stromabwärts des Drosselventils und einer Temperatur stromaufwärts des Drosselventils umfasst, und das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel die Drosselventil-Leitungsdurchflussrate, die durch das Drosselventil-Leitungsdurchflussraten-Berechnungsmittel berechnet wird, als Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, festlegt.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor einen variablen Ventilmechanismus umfasst, der in der Lage ist, einen Ventilöffnungs- und Ventilschließzeitpunkt oder ein Hubausmaß auf der Basis eines vorgegebenen Arbeitsausmaßes zu ändern, umfasst, die Vorrichtung ferner ein Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Zylinderdurchflussrate von Gas, das in einen Zylinder des Verbrennungsmotors strömt, auf der Basis eines Polynoms, das mindestens eine Drehzahl des Verbrennungsmotors, den Einlassrohrdruck, ein Arbeitsausmaß des variablen Ventils und die Einlassrohrtemperatur als Eingangsparameter verwendet, umfasst, und das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel die Zylinderdurchflussrate von Gas, die durch das Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel berechnet wird, als Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, festlegt.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Zylinderdurchflussraten-Berechnungsmittel umfasst: ein Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ladewirkungsgrades auf der Basis der Drehzahl, des Einlassrohrdrucks und eines Arbeitsausmaßes des variablen Ventils; und ein Massendurchflussraten-Umwandlungsmittel zum Umwandeln in die Zylinderdurchflussrate auf der Basis des Ladewirkungsgrades, der durch das Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel berechnet wird, und der Drehzahl.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ein Drosselventil umfasst, das eine Durchflussrate von Gas, das stromaufwärts des Einlassrohrs strömt, einstellt, die Vorrichtung ferner umfasst: ein Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, einer Temperatur stromaufwärts des Drosselventils und der Einlassrohrtemperatur; und ein Einlassrohrdruck-Berechnungsmittel zum Berechnen des Einlassrohrdrucks auf der Basis einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks, der durch das Einlassrohrdruck-Zeitänderungsraten-Berechnungsmittel berechnet wird.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor einen Turbolader, einen Luftströmungssensor, der eine Durchflussrate von Gas detektiert, das durch einen Kompressor des Turboladers strömt, und ein Drosselventil, das eine Durchflussrate von Gas einstellt, das stromabwärts des Kompressors strömt, umfasst, das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel eine Kompressor-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch den Kompressor strömt, als Drosselventil-Stromaufwärts-Gaszugangsarte von Gas, das stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Drosselventils einströmt, festlegt, eine Drosselventil-Leitungsdurchflussrate von Gas, das durch das Drosselventil des Einlassrohrs strömt, als Drosselventil-Stromaufwärts-Gasabgangsrate von Gas, das stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Drosselventils ausströmt, festlegt, und das Übergangsverhalten der Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrtemperatur an einer Stelle stromabwärts des Kompressors auf der Basis der Drosselventil-Stromaufwärts-Gaszugangsrate, der Drosselventil-Stromaufwärts-Gasabgangsrate, des Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Drosselventil-Stromaufwärts-Einlassrohrdrucks abschätzt.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: ein Mittel zum Detektieren einer Einlassrohrtemperatur durch einen Temperatursensor; ein Mittel zum Festlegen eines Detektionswerts, der durch einen Temperatursensor detektiert wird, auf das Temperaturverhalten für eine Frequenzkomponente, die niedriger ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung; und ein Mittel zum Festlegen eines Einlassrohrtemperatur-Schätzwerts auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks auf das Temperaturverhalten für eine Frequenzkomponente, die höher ist als die Temperatursensor-Detektionsansprechleistung.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst ein Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zündzeitpunkts während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors auf der Basis des Übergangsverhaltens des Einlassrohrs, das durch das Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten-Berechnungsmittel abgeschätzt wird.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel eine Zündzeitpunktreferenz gemäß mindestens einer Zündzeitpunktabbildung mit Achsen der Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades berechnet, und die Zündzeitpunktreferenz gemäß einem Polynom korrigiert, das mindestens eine Drehzahl, einen Ladewirkungsgrad und eine Einlassrohrtemperatur als Eingangsparameter verwendet.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei im Fall eines identischen Einlassrohrtemperatur-Zunahmeausmaßes gilt, je niedriger die Drehzahl ist und höher der Ladewirkungsgrad ist, desto weiter korrigiert das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel einen Zündzeitpunkt zu einer Spätverstellungsseite.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis einer Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades; ein Filtermittel zum Anwenden eines Filterprozesses auf das abgeschätzte Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten mit einer vorgeschriebenen Filterbreite; ein Berechnungsmittel für ein Ausmaß einer vorübergehenden Temperaturerhöhung zum Berechnen eines Ausmaßes einer vorübergehenden Temperaturerhöhung durch Subtrahieren des Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhaltens nach dem Filterprozess vom Einlassrohrtemperatur-Übergangsverhalten; und ein Fettkorrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Korrigieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu einer fetteren Seite mit der Zunahme des Ausmaßes der vorübergehenden Temperaturerhöhung, das durch das Berechnungsmittel für ein Ausmaß einer vorübergehenden Temperaturerhöhung berechnet wird.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zündzeitpunkt-Berechnungsmittel umfasst ein Zündzeitpunkt-Korrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Durchführen einer Korrektur für vorübergehendes Klopfen an einer Zündzeitpunktreferenz auf der Basis einer Drehzahl und eines Ladewirkungsgrades weiter zu einer Spätverstellungsseite mit einer größeren Nettogasmassen-Zeitänderungsrate im Einlassrohr, die durch Subtrahieren einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, von einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, erfasst wird, und mit einer größeren Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst ein Fettkorrekturmittel für vorübergehendes Klopfen zum Korrigieren einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Referenz zu einer fetteren Seite, mit einer größeren Nettogasmassen-Zeitänderungsrate im Einlassrohr, die durch Subtrahieren einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, von einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, erfasst wird, und mit einer größeren Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks während der Übergangszeit des Verbrennungsmotors.
Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: ein Übergangstemperaturverhalten-Berechnungsmittel zum Abschätzen des Übergangsverhaltens der Einlassrohrtemperatur auf der Basis einer Durchflussrate von Gas, das in das Einlassrohr strömt, einer Durchflussrate von Gas, das aus dem Einlassrohr strömt, eines Einlassrohrdrucks und einer Zeitänderungsrate des Einlassrohrdrucks; und ein Ladewirkungsgrad-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ladewirkungsgrades auf der Basis des abgeschätzten Übergangsverhaltens des Einlassrohrs.