DE112010005933T5

DE112010005933T5 - Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE112010005933T5
Application number: DE112010005933T
Authority: DE
Inventors: Shuntaro Okazaki; Satoshi Yoshizaki; Masashi Shibayama; Kaoru Shokatsu; Hajime Kawakami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: US8793058B2; US20120085318A1; JPWO2012049734A1; JP4957868B1; CN102652216A; CN102652216B; DE112010005933B4; WO2012049734A1

Abstract

Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist eine Steuervorrichtung, die sowohl eine Anforderung an die Abgasleistung der Verbrennungskraftmaschine als auch eine Anforderung an die Arbeitsleistung der Verbrennungskraftmaschine durch geeignetes Regeln einer Änderungsgeschwindigkeit eines benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in der Verbrennungskraftmaschine erfüllen kann, wobei Drehmoment und ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis als Steuervariablen verwendet werden. Die Steuervorrichtung empfängt eine Anforderung an die Abgasleitung der Verbrennungskraftmaschine und berechnet ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das die Anforderung erfüllt als benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Wenn eine vorgegebene Reduktionsbedingung nicht erfüllt ist, wird ein ursprünglich benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt. Wenn jedoch die Reduktionsbedingung erfüllt ist, wird die Änderungsgeschwindgkeit durch Verarbeiten des Signals des ursprünglich benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses verringert, und das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der verringerten Änderungsgeschwindigkeit wird als das final benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt. Die Reduktionsbedingung umfasst eine Bedingung, dass der Änderungsbetrag des ursprünglich benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, genauer gesagt ein Änderungsbetrag pro Berechnungsdauer, größer ist als ein vorgegebener Kraftstoff-Luftverhälntis-Änderungs-Bestimmungswert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, genauer gesagt eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, bei der ein Drehmoment sowie ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis als Steuervariablen verwendet werden.
Stand der Technik
Als ein Verfahren zum Steuern von Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, eine manipulierte Variable eines jeden Aktuators mit einem Drehmoment und einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis als gesteuerte Variablen zu bestimmen. Beispielsweise offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. JP 2010-7489 ein Verfahren, das ein benötigtes Drehmoment sowie ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis für eine Verbrennungskraftmaschine bestimmt, und die jeweiligen manipulierten Variablen einer Drossel bzw. Drosselklappe, einer Zündvorrichtung und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt, um die Anforderungen zu erfüllen. Bezüglich der Drosselklappe wird ein Drosselklappenöffnungsgrad, der eine manipulierte Variable der Drosselklappe ist, gemäß einer Soll-Luftmenge zum Erreichen des benötigten Drehmoments bestimmt. Durch Verwenden eines Umkehrmodels eines Luftmodels kann beispielsweise der Drosselklappenöffnungsgrad, der zum Erreichen der Soll-Luftmenge notwendig ist, mittels Berechnung erhalten werden.
Überdies steht ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis, zusätzlich zur Luftmenge, die in die Zylinder gesaugt wird, in engem Bezug zum Drehmoment, das durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird. Im Fall der gleichen Luftmenge wird, falls das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der Kraftstoff-Luft-Mischung, die für die Verbrennung bereitgestellt ist, magerer als stöchiometrisch ist, das Drehmoment verringert, und, falls das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der Kraftstoff-Luft-Mischung fett ist, das Drehmoment erhöht. Daher wird, bei dem Vorgang zum Umwandeln des benötigten Drehmoments in eine Soll-Luftmenge, vorzugsweise das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der Kraftstoff-Luft-Mischung im Zylinder, das bedeutet, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis verwendet. Durch Einstellen der Soll-Luftmenge gemäß des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses kann die Genauigkeit der Erreichung des benötigten Drehmoments verbessert werden.
Jedoch ist ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis nicht immer konstant, sondern wird manchmal mit Blick auf die Abgasleistung positiv verändert. Beispielsweise wird, zum Zeitpunkt der Erholung von der Kraftstoffabschaltung, um die NOx-Reduktionsfähigkeit eines Katalysators schnell wiederherzustellen, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer deutlich fetter als stöchiometrisch eingestellt. Ferner wird, um die Reinigungsleistung des Katalysators zu verbessern, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis periodisch mit dem stöchiometrischen Verhältnis als Mittelpunkt verändert, und das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird zudem durch eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung verändert. In diesen Fällen verändert sich auch die Soll-Luftmenge gemäß einer Änderung im benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis, und der Drosselklappenöffnungsgrad wird gemäß dieser Veränderung gesteuert. Die Bewegung der Drosselklappe zu diesem Zeitpunkt ist eine Bewegung um die Drehmomentveränderung, die mit der Änderung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht, durch Anheben oder Verringern der Luftmenge aufzuheben. Das bedeutet, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf die fette Seite verändert wird, wird die Drosselklappe auf die Schließen-Seite bewegt, um die Zunahme im Drehmoment aufgrund der Veränderung durch eine Abnahme der Soll-Luftmenge aufzuheben. Demgegenüber wird, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf die magere Seite verändert wird, die Drosselklappe auf die Offen-Seite bewegt, um dadurch die Abnahme im Drehmoment aufgrund der Veränderung durch eine Zunahme in der Luftmenge aufzuheben bzw. auszugleichen.
Jedoch gibt es eine Antwortverzögerung der Luftmenge zur Bewegung der Drosselklappe, und die tatsächliche bzw. Ist-Luftmenge ändert sich bezüglich der Änderung der Soll-Luftmenge verzögert. Daher stimmt die Änderung der Luftmenge nicht mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses überein, wenn das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis sich plötzlich ändert. Daraus resultierend treten die folgenden Probleme auf.
7 zeigt ein Diagram, das in einem Schaubild eine Änderung über die Zeit von Drehmoment, Drehzahl, Kraftstoff-Luft-Verhältnis, Kraftstoffeinspritzmenge, Zylinderansaugluftmenge und Drosselklappenöffnungsgrad zeigt, wenn ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis plötzlich geändert wird. In dem Schaubild zeigt die gepunktete Linie für jeden Zustand die Änderung über die Zeit des benötigten Werts oder des Sollwerts eines jeden Postens, und die durchgezogene Linie zeigt das Ist-Verhalten eines jeden Postens. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, wird, wenn das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis plötzlich schrittweise auf die magere Seite verändert wird, die Soll-Luftmenge plötzlich entsprechend schrittweise erhöht. Gleichwohl kann der Drosselöffnungsgrad nicht schrittweise erhöht werden, so dass eine Verzögerung im Antwortverhalten der Luftmenge bezüglich der Bewegung der Drosselklappe auftritt, und daher die Ist-Luftmenge später als die Soll-Luftmenge erhöht wird.
Die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch den Ist-Luftmenge und das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt, und daher wird die Kraftstoffeinspritzmenge zeitweilig aufgrund der Verzögerung in der Zunahme der Luftmenge signifikant verringert. Als Ergebnis wird das von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Drehmoment zeitweilig signifikant verringert, so dass es geringer als das benötigte Drehmoment ist, und auch die Motordrehzahl wird zeitweilig signifikant verringert. Dadurch tritt ebenfalls eine Veränderung im Ist-Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf. Gemäß dem in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2010-7489 beschriebenen Stand der Technik wird, wenn eine Abweichung zwischen dem Ist-Drehmoment und dem benötigten Drehmoment auftreten kann, der Zündzeitpunkt reguliert um die Abweichung auszugleichen. Wenn jedoch der Zündzeitpunkt auf den optimalen Zündzeitpunkt eingestellt ist, ist es schwierig, das Drehmoment über das Drehmoment zum optimalen Zündzeitpunkt hinaus zu erhöhen, obgleich das Drehmoment durch Verzögern des Zündzeitpunkts verringert werden kann. Dadurch tritt, wenn das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis plötzlich auf die magere Seite verändert wird, eine zeitweilige Verringerung des Drehmoments und der Drehzahl auf, wie in 7 gezeigt.
Genauer gesagt ist es bei dem vorgenannten herkömmlichen Steuerverfahren nicht nur wahrscheinlich, dass die Antriebsleistung durch Abweichungen im Drehmoment und der Drehzahl beeinträchtigt wird, sondern es ist auch wahrscheinlich, dass eine Verringerung der Abgasleistung durch die unbeabsichtigte Veränderung im Kraftstoff-Luft-Verhältnis verursacht wird.
Auflistung von Druckschriften

Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-7489
Patentschrift 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-138300
Patentschrift 3: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 6-207545
Patentschrift 4: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-47102
Patentschrift 5: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-47997
Patentschrift 6: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-120326
Patentschrift 7: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-112214
Patentschrift 8: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-53826
Patentschrift 9: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-47101
Patentschrift 10: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-162565

Zusammenfassung der Erfindung
Als Lösung für die vorgenannten Probleme ist es wünschenswert, die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu verringern. Als Mittel zur Reduzierung der Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses kann beispielsweise ein Tiefpassfilter, z. B. ein Verzögerungsfilter erster Ordnung, sowie ein Vorgang zur Bestimmung eines Mittelwertes, z. B. eines gewichteten Mittelwert, verwendet werden. Durch Verringern der Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses kann eine Verzögerung in der Änderung der Luftmenge bezüglich Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses eliminiert werden. Alternativ kann, obgleich eine Verzögerung in der Änderung der Luftmenge bezüglich der Änderung im Kraftstoff-Luft-Verhältnis nicht vollständig eliminiert werden kann, die Verzögerung ausreichend verringert werden, so dass keine Drehmomentvariation auftritt.
Gleichwohl ist es mit Blick auf die Emissionsleistung nicht immer gewünscht, die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses ohne Ausnahmen einheitlich zu verringern. Wenn beispielsweise das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis sich allmählich ändert, ist es wahrscheinlich, dass der Effekt der Abgasleistung, der durch positives Verändern des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses erhalten werden kann, durch weiteres Verringern der Änderungsgeschwindigkeit verloren geht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl eine Anforderung an die Abgasleistung der Verbrennungskraftmaschine als auch eine Anforderung an die Betriebsleistung durch geeignetes Regulieren bzw. Einstellen einer Änderungsgeschwindigkeit eines benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in der Verbrennungskraftmaschine zu erfüllen, wobei ein Drehmoment und ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis als Steuervariablen verwendet werden. Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit den folgenden Merkmalen vor.
Die Steuervorrichtung, welche durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, bestimmt einen benötigten Drehmomentwert, der durch eine Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, das bedeutet, ein benötigtes Drehmoment, und bestimmt einen benötigten Wert eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die der Verbrennung zugeführt wird, das bedeutet, ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Bei Feststellung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses empfängt die vorliegende Steuervorrichtung zunächst eine Anforderung an die Abgasleistung der Verbrennungskraftmaschine und berechnet ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das die Anforderung erfüllt, als benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Falls eine vorgegebene Reduktionsbedingung, die nachfolgend beschrieben wird, nicht erfüllt ist, bestimmt die Steuervorrichtung das berechnete benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Falls jedoch die Reduktionsbewegung, welche später beschrieben wird, erfüllt ist, verarbeitet die Steuervorrichtung das Signal des berechneten benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, verringert die Änderungsgeschwindigkeit desselben, und bestimmt das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, dessen Änderungsgeschwindigkeit verringert wurde, als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Als spezielle Einrichtung, welche die Änderungsgeschwindigkeit verringert, kann ein Tiefpassfilter, zum Beispiel ein Verzögerungsfilter erster Ordnung, sowie eine Mittelwertsberechnung, zum Beispiel eines gewichteten Mittelwerts, verwendet werden.
Die vorliegende Steuervorrichtung berechnet eine Sollluftmenge zum Realisieren des benötigten Drehmoments bei dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das wie vorstehend bestimmt wurde. Zur Berechnung der Sollluftmenge können die Daten mit einer Beziehung zwischen dem von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Drehmoment und einer in einen Zylinder gesaugten Luftmenge, die durch Verbinden mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis eingestellt wird, verwendet werden. Die vorliegende Steuervorrichtung betätigt einen Aktuator für die Luftmengen-Steuerung gemäß der Soll-Luftmenge, und betätigt einen Aktuator für die Kraftstoffeinspritzmengen-Steuerung gemäß dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis.
Die Reduktionsbedingung umfasst hierbei die Bedingung, dass der Änderungsbetrag des berechneten benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, genauer gesagt, der Änderungsbetrag pro Berechnungszeitdauer, größer ist als ein vorgegebener Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert. Genauer gesagt verwendet die vorliegende Steuervorrichtung das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der verringertern Änderungsgeschwindigkeit als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis, falls der Änderungsbetrag des berechneten benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses (ursprünglich benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) größer ist als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert, jedoch verwendet es das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis falls der Änderungsbetrag gleich dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert oder geringer ist.
Gemäß der Steuervorrichtung, die wie vorstehend konfiguriert ist, wird, wenn sich der berechnete Wert des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses abrupt verändert, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der verringerten Änderungsgeschwindigkeit zur Berechnung der Soll-Luftmenge verwendet, und daher kann eine Antwortverzögerung der Ist-Luftmenge zur Soll-Luftmenge eliminiert oder ausreichend verringert werden. Als Ergebnis kann, gemäß der vorliegenden Steuervorrichtung, die Verzögerung der Änderung der Luftmenge zur Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses eliminiert oder ausreichend verringert werden, und die Arbeitsleistung kann beibehalten werden, wobei Drehmomentabweichungen, die mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergehen, weitestgehend unterdrückt werden. Darüber hinaus wird eine Veränderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses selbst zugelassen, obgleich die Änderungsgeschwindigkeit verringert ist, und dadurch kann der Effekt der Abgasleistung, der durch positives Verändern des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses erhalten wird, sichergestellt werden. Daneben wird, wenn die Änderung des Berechnungswertes des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses gering ist, das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis direkt für die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung verwendet, und dadurch kann der Effekt der Abgasleistung, der durch positives Verändern des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses erhalten wird, wie erwartet erhalten werden. Genauer gesagt kann gemäß der vorliegenden Steuervorrichtung sowohl die Anforderung an die Abgasleistung der Verbrennungskraftmaschine als auch die Anforderung an die Arbeitsleistung erfüllt werden.
Die Reduktionsbedingung kann ferner die Bedingung umfassen, dass eine Last der Verbrennungskraftmaschine größer als ein vorgegebener Lastbestimmungswert ist. Genauer gesagt kann, wenn die Last der Verbrennungskraftmaschine größer als der Lastbestimmungswert ist, und der Änderungsbetrag des ursprünglich benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der verringerten Änderungsgeschwindigkeit als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis verwendet werden. Als Last der Verbrennungskraftmaschine können die Soll-Luftmenge oder die geschätzte Luftmenge, die aus dem Betriebszustand des Aktuators für die Luftmengensteuerung geschätzt wird, verwendet werden.
Das erzeugte Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine ist zum Zeitpunkt geringer Last niedrig und die Drehmomentabweichung, die mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht ist vergleichsweise gering, und daher kann, selbst wenn die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses nicht verringert wird, die Drehmomentabweichung verringert oder weitestgehend unterdrückt werden. Demgemäß kann die Bedingung, dass die Last der Verbrennungskraftmaschine größer als der Lastbestimmungswert ist, zu den Reduktionsbedingung hinzugefügt werden, wodurch der Betrieb mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, welches die Anforderung an die Abgasleistung am besten erfüllt, in einem weiteren Arbeitsbereich ausgeführt werden kann.
Ferner kann als Verfahren zum Addieren der Last der Verbrennungskraftmaschine zur Reduktionsbedingung das Variabelmachen des Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert gemäß der Last der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden. Genauer gesagt wird der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert aus der Last der Verbrennungskraftmaschine bestimmt, und das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis kann, falls der Änderungsbetrag des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist, mit verringerter Änderungsgeschwindigkeit als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis verwendet werden. In diesem Fall kann, da die Last geringer ist, der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert auf einen größeren Wert eingestellt werden. Demgemäß kann ein Betrieb mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das die Anforderung an die Abgasleistung am besten erfüllt, in einem weiteren Arbeitsbereich ausgeführt werden.
Nebenbei kann, gemäß einem weiter bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die Steuervorrichtung eine Zündzeitsteuerung in Kombination, zusätzlich zu der vorgenannten Luftmengensteuerung und der Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, wie folgt ausführen.
Zunächst erhöht die vorliegende Steuervorrichtung die Soll-Luftmenge, um eine Abnahme im Drehmoment auszugleichen, die mit einer Verzögerung eines Zündzeitpunkts einhergeht, wenn eine Anforderung zum Verzögern des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt gegeben ist. Als spezifisches Verfahren hierfür ist es vorzuziehen, den benötigten Wert des Verhältnisses des Drehmoments, das aktuell ausgegeben wird, bezüglich des möglichen Drehmoments, welches die Verbrennungskraftmaschine ausgeben kann, zu bestimmen, das bedeutet, die benötigte Effizienz gemäß dem Zustand der Verbrennungskraftmaschine und den Umgebungsbedingungen, und den Wert des benötigten Moments zur Verwendung in der Berechnung der Soll-Luftmenge durch die benötigte Effizienz zu teilen, um dadurch die Soll-Luftmenge zu erhöhen.
In diesem Fall betätigt die vorliegende Steuervorrichtung einen Aktuator für die Luftmengensteuerung gemäß der erhöhten Soll-Luftmenge und betätigt einen Aktuator zur Zündzeitsteuerung, so dass das Drehmoment, das unter dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis in diesem Fall realisiert wird, dem benötigten Drehmoment entspricht. Als bestimmtes Verfahren hierfür ist es vorzuziehen, das geschätzte mögliche Drehmoment bei dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Fall der Betätigung des Aktuators für die Luftmengensteuerung gemäß der Soll-Luftmenge zu berechnen und nachfolgend das Verhältnis des benötigten Moments und des geschätzten möglichen Moments zu berechnen, und den Aktuator für die Zündzeitsteuerung mit dem Verhältnis als Effizienzindikator zu betätigen.
Durch Durchführen der Zündzeitpunktsteuerung wie vorstehend beschrieben kann eine Veränderung des Drehmoments, die mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht, durch Korrektur des Zündzeitpunkts kompensiert werden. Genauer gesagt kann die Präzisierung der Realisierung des benötigten Drehmoments weiter verbessert werden.
In diesem Fall kann die Reduktionsbedingung ferner die Bedingung umfassen, dass ein Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunkts bezüglich des optimalen Zündzeitpunkts geringer ist als ein vorgegebener Grenzwert. Als bestimmtes Verfahren hierfür ist es vorzuziehen, die Bedingung, dass die benötigte Effizienz größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, der kleiner ist als eins, in die Reduktionsbedingung aufzunehmen. Im Fall des Vergleichs bei gleichen Lastbedingungen wird, je mehr der Zündzeitpunkt vom optimalen Zündzeitpunkt verzögert wird, das erzeugte Moment der Verbrennungskraftmaschine umso kleiner. Daher wird die Drehmomentvariation, die mit der Veränderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht, relativ gering, und die Drehmomentvariation wird weitestgehend unterdrückt, selbst wenn die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses nicht verringert wird. Demgemäß kann, durch Hinzufügen zur Reduktionsbedingung, dass der Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunkts bezüglich des optimalen Zündzeitpunkts größer als der Grenzwert ist, ein Betrieb mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, welches die Anforderungen an die Abgasleistung am besten erfüllt, in einem weiteren Arbeitsbereich ausgeführt werden.
Als Arbeitsbedingung zum Verzögern des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt kann der Fall des Ausführens eines Leerlaufbetriebs der Verbrennungskraftmaschine, der Fall eines Aufwärmbetriebs zum Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine und dergleichen genannt werden. Beim Leerlaufbetrieb wird eine Verzögerung des Zündzeitpunkts zum Sicherstellen eines Umkehrmoments ausgeführt, und im Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt wird eine Verzögerung des Zündzeitpunkts ausgeführt, um die Temperatur des Abgases, das dem Katalysator zugeführt wird, zu erhöhen. Demgemäß können die Reduktionsbedingungen die Bedingung umfassen, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht im Leerlaufbetrieb ist, und die Bedingung, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht im Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Blockschaubild, das eine Anordnung einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 zeigt ein Flussdiagramm, das die von der Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführte Verarbeitung zeigt;
3 zeigt ein Diagramm zum Darstellen der Funktion eines Tiefpassfilters (LPF), der von der Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
4 zeigt ein Flussdiagramm, das die von der Steuervorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführte Verarbeitung zeigt;
5 zeigt ein Flussdiagramm, das die von der Steuervorrichtung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführte Verarbeitung zeigt;
6 zeigt ein Flussdiagramm, das die von der Steuervorrichtung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführte Verarbeitung zeigt; und
7 zeigt eine Darstellung zum Beschreiben eines herkömmlichen Problems.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend als Motor bezeichnet), die ein Steuerobjekt der ersten Ausführungsform der Erfindung ist, ein Viertaktottomotor. Eine Katalysatorvorrichtung zum Reinigen von Abgas ist in einer Abgasleitung des Motors angeordnet. Die Steuervorrichtung steuert den Betrieb des Motors durch Betätigen von Aktuatoren, die im Motor enthalten sind. Die Aktuatoren, die durch die Steuervorrichtung betätigt werden können, umfassen eine Zündvorrichtung, eine Drosselklappe bzw. Drossel, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, einen variablen Ventilsteuermechanismus (VVT), eine Abgasrückführvorrichtung (EGR-Vorrichtung) und dergleichen. Bei der vorliegenden Ausführungsform betätigt die Steuervorrichtung jedoch die Drosselklappe, die Zündvorrichtung und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung, und die Steuervorrichtung steuert den Betrieb des Motors durch Betätigung dieser drei Aktuatoren.
Die Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform nutzt ein Drehmoment, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis und eine Effizienz als Steuervariablen des Motors. Das hier genannte Drehmoment meint insbesondere ein angegebenes Drehmoment (indicated torque), welches vom Motor erzeugt wird, und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis meint das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der Kraftstoff-Luft-Mischung, die der Verbrennung zugeführt wird. Die Effizienz in der vorliegenden Beschreibung bezeichnet das Verhältnis des Drehmoments, das aktuell ausgegeben wird, bezüglich des möglichen Drehmoments, das der Motor ausgeben kann. Der Maximalwert der Effizienz ist eins und zu diesem Zeitpunkt wird das mögliche Moment, das der Motor ausgeben kann, tatsächlich direkt ausgegeben. Wenn die Effizienz geringer als eins ist, ist das aktuell ausgegebene Drehmoment geringer als das potentiell mögliche Drehmoment, das der Motor ausgeben kann, und der Überschuss wird überwiegend in Hitze umgewandelt, welche von der Maschine bzw. dem Motor ausgegeben werden muss.
Eine Steuervorrichtung 2, die im Blockschaubild von 1 dargestellt ist, zeigt eine Konfiguration der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Entsprechende Elemente, die die Steuervorrichtung 2 in 1 bilden, sind das Ergebnis dessen, dass in der Zeichnung nur die Elemente von den zahlreichen unterschiedlichen Funktionselementen, welche die Steuervorrichtung 2 aufweist, dargestellt sind, welche für die Momentensteuerung und die Kraftstoff-Luft-Verhältnissteuerung durch Betätigen der drei Aktuatoren verwendet werden, das bedeutet eine Drosselklappe 4, eine Zündvorrichtung 6, und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (INJ) 8.
Demgemäß soll die Darstellung der 1 nicht andeuten, dass die Steuerungsvorrichtung 2 nur durch diese Elemente ausgebildet ist. Die jeweiligen Elemente können jeweils durch spezielle Hardware ausgebildet sein, oder können Hardware untereinander teilen und virtuell durch die Software ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Gesamtkonfiguration der Steuervorrichtung 2 beschrieben, wobei die Beschreibung auf die Funktion eines jeden der in 1 gezeigten Elemente abgestellt ist.
Zunächst bestimmt die Steuervorrichtung 2 ein benötigtes Drehmoment, eine benötigte Effizienz und ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (benötigtes A/F) als Anforderung an die Steuervariablen des Motors.
Die Bestimmung des benötigten Drehmoments wird durch eine Einheit zum Bestimmen eines benötigten Drehmoments 10 ausgeführt. Die Einheit zum Bestimmen des benötigten Drehmoments 10 bestimmt das benötigte Drehmoment gemäß dem Arbeitszustand des Motors, genauer gesagt, dem Betätigungsbetrag eines Gaspedals durch einen Fahrer und den Signalen von Steuersystemen des Fahrzeugs, beispielsweise eines VSCs und eines TRCs.
Die Bestimmung des benötigten Effizienz wird durch eine Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz 12 durchgeführt. Wie später beschrieben wird, wird der Zündzeitpunkt durch Einstellen der benötigten Effizienz auf eins auf einen optimalen Zündzeitpunkt gesteuert, und durch Einstellen der benötigten Effizienz auf einen Wert der geringer ist als eins wird der Zündzeitpunkt vom optimalen Zündzeitpunkt verzögert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch angenommen, dass die Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz 12, die benötigte Effizienz auf eins festsetzt, was der Maximalwert ist.
Die Bestimmung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses wird durch eine Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 ausgeführt. Eines der Merkmale der vorliegenden Ausführungsform ist das Verfahren zum Bestimmen eines benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, welches durch die Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 ausgeführt wird. Demgemäß wird die Anordnung und Funktion der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 später im Detail beschrieben.
Das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 bestimmt wurde, wird in eine Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungseinheit 28 eingegeben. Wenn der Berechnungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzmenge in einen bestimmten Zylinder gelangt, berechnet die Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungseinheit 28 die Kraftstoffeinspritzmenge aus dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis und einer geschätzten Luftmenge (geschätzte Lastrate) zu einem Einlassventilschließzeitpunkt des Zylinders. Wie allgemein weithin bekannt ist, kann die geschätzte Luftmenge aus dem zukünftigen Wert des Drosselklappenöffnungsgrades berechnet werden, der durch eine Drosselklappenverzögerungssteuerung, die später beschrieben wird, erhalten wird.
Die Steuervorrichtung 2 führt den Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 derart aus, dass die Kraftstoffeinspritzmenge, die in der Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungseinheit 28 berechnet wurde, realisiert wird.
Nebenbei werden das benötigte Drehmoment, das in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Drehmoments 10 und die benötigte Effizienz, die in der Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz 12 bestimmt wurden, in ein Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment-Berechnungseinheit 16 eingegeben. Die Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment-Berechnungseinheit 16 berechnet ein Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment durch Dividieren des benötigten Drehmoments durch die benötigte Effizienz. Wenn die benötigte Effizienz geringer als eins ist, wird das Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment erhöht, um größer als das benötigte Drehmoment zu sein.
Das Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment wird in eine Sollluftmengenberechnungseinheit 18 eingegeben. Die Sollluftmengenberechnungseinheit 18 wandelt das Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment unter Verwendung eines Luftmengenkennfelds in eine Soll-Luftmenge (KL) um. Die hier beschriebene Luftmenge bezeichnet eine Luftmenge, die in einen Zylinder eingesaugt wird (eine Ladeeffizienrate oder Lasteffizienzrate, die das Ergebnis des Dimensionslosmachens der Luftmenge ist, kann stattdessen verwendet werden). Das Luftmengenkennfeld ist ein Kennfeld in dem das Drehmoment und die Luftmenge miteinander verbunden sind, wobei verschiedene Motorzustandsgrößen, umfassend eine Motordrehzahl und ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis, als Schlüssel für die Vorbedingung, dass der Zündzeitpunkt ein optimaler Zündzeitpunkt ist (ein Zündzeitpunkt zu einer mehr verzögerten Seite vom MBT und einem Klopfverfolgungszeitpunkt) verwendet werden. Das Luftmengenkennfeld wird basierend auf Daten erzeugt, die durch Testen des Motors erhalten werden. Zum Durchsuchen des Luftmengenkennfelds werden Ist-Werte und Soll-Werte der Motorzustandsgrößen verwendet. Bezüglich des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, das in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 bestimmt wird, zur Kennfeldsuche verwendet. Demgemäß wird in der Sollluftmengenberechungseinheit 18 die Luftmenge die zur Realisierung des Luftmengen-Steuerungs-Drehmoments bei dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis benötigt wird, als Soll-Luftmenge des Motors berechnet. Wenn die benötigte Effizienz geringer als eins ist, nimmt die Soll-Luftmenge zu. Das bedeutet, dass die Drosselklappe 4 geeignet sein muss, möglicherweise ein Drehmoment auszugeben, das größer ist als das benötigte Drehmoment.
Die Soll-Luftmenge wird in eine Drosselklappensollöffnungsgrad-Berechungseinheit 20 eingegeben. Die Drosselklappensollöffnungsgrad-Berechnungseinheit 20 wandelt die Soll-Luftmenge (KL) durch Verwendung eines Umkehrmodells eines Luftmodells in einen Drosselklappenöffnungsgrad (TA) um. Das Luftmodell ist ein physikalisches Modell, das aus dem Modellieren der Antwortcharakteristik bzw. des Antwortverhaltens der Luftmenge bezüglich der Betätigung der Drosselklappe 4 resultiert, und daher kann der Drosselklappenöffnungsgrad, der zum Erreichen des Soll-Luftmenge benötigt wird, durch Verwendung dessen Umkehrmodells rückwärts gezählt werden.
Die Steuervorrichtung 2 betätigt die Drosselklappe 4 gemäß dem Drosselklappenöffnungsgrad, der in der Drosselklappensollöffnungsgrad-Berechnungseinheit 20 berechnet wurde. Jedoch wird manchmal eine Drosselklappenverzögerungssteuerung ausgeführt, um den zukünftigen Wert des Drosselklappenöffnungsgrads vorhersagbar zu machen. In einem derartigen Fall tritt eine einer Verzögerungszeit entsprechende Abweichung zwischen dem Soll-Drosselklappenöffnungsgrad, der in der Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 20 berechnet wurde, und dem Ist-Drosselklappenöffnungsgrad auf, der durch die Betätigung der Drosselklappe 4 eingestellt wird.
Die Steuervorrichtung 42 führt eine Berechnung des geschätzten Drehmoments basierend auf dem Ist-Drosselklappenöffnungsgrad (Ist-TA) in einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments 22 parallel zur vorstehenden Verarbeitung aus. Das geschätzte Drehmoment in der vorliegenden Beschreibung ist der Schätzwert des Drehmoments, der Ausgegeben werden kann, wenn der Zündzeitpunkt bei dem vorliegenden Drosselklappenöffnungsgrad auf den optimalen Zündzeitpunkt eingestellt ist, das bedeutet, das Drehmoment, das möglicherweise von dem Motor ausgegeben werden kann. Die Einheit zum Berechnen des geschätzten Drehmoments 22 wandelt zuerst den Drosselklappenöffnungsgrad in die geschätzte Luftmenge unter Verwendung eines Normalmodells des vorgenannten Luftmodells um. Nachfolgend wandelt die Einheit zum Berechnen des geschätzten Drehmoments 22 die geschätzte Luftmenge unter Verwendung eines Drehmomentkennfelds in ein geschätztes Drehmoment um. Das Drehmomentkennfeld ist ein Umkehrkennfeld des vorgenannten Luftmengenkennfelds, und ist das Kennfeld in dem die Luftmenge und das Drehmoment miteinander mit unterschiedlichen Motorzustandsgrößen verbunden sind, als Schlüssel für die Vorbedingung, dass der Zündzeitpunkt der optimale Zündzeitpunkt ist. Für die Suche im Drehmomentkennfeld wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis 14 bestimmt wurde, verwendet. Demgemäß wird in der Einheit zum Berechnen des geschätzten Drehmoments 22 das zu realisierende geschätzte Drehmoment durch die geschätzte Luftmenge bei dem benötigen Kraftstoff-Luft-Verhältnis berechnet.
Das geschätzte Drehmoment wird zusammen mit dem verdoppelten Soll-Drehmoment in eine Zündzeitpunkt-Steuerungs-Effizienz-Berechnungseinheit 24 eingegeben. Die Zündzeitpunkt-Steuerungs-Effizienz-Berechnungseinheit 24 berechnet ein Verhältnis des benötigten Drehmoments und des geschätzten Drehmoments. Das berechnete Verhältnisses bedeutet die Effizienz zum Realisieren des benötigten Drehmoments und wird als Anzeigeeffizienz bzw. Effizienzindikator zum Steuern des Zündzeitpunkts verwendet. Der Effizienzindikator zum Steuern des Zündzeitpunkts wird in eine Zündzeitpunktberechnungseinheit 26 eingegeben.
Die Zündzeitpunktberechnungseinheit 26 berechnet einen Zündzeitpunkt (SA) aus dem eingegebenen Effizienzindikator zum Steuern des Zündzeitpunkts. Genauer gesagt berechnet die Zündzeitpunktberechnungseinheit 26 den optimalen Zündzeitpunkt basierend auf den Motorzustandsgrößen wie der Drehzahl, dem benötigten Drehmoment bei dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, und berechnet einen Verzögerungsbetrag bezüglich des optimalen Zündzeitpunkts anhand des eingegebenen Effizienzindikators zum Steuern des Zündzeitpunkts. Falls der Effizienzindikator eins ist, wird der Verzögerungsbetrag auf Null gesetzt, und der Verzögerungswinkel wird umso größer eingestellt, wenn der Effizienzindikator kleiner als eins ist. Anschließend berechnet die Zündzeitpunktberechnungseinheit 26 das Ergebnis der Addition des Verzögerungsbetrags zum optimalen Zündzeitpunkt als finalen Zündzeitpunkt. Für die Berechnung des optimalen Zündzeitpunkts kann beispielsweise ein Kennfeld, in dem der optimale Zündzeitpunkt und verschiedene Motorzustandsgrößen miteinander verbunden sind, verwendet werden. Zur Berechnung des Verzögerungsbetrags kann beispielsweise ein Kennfeld, in welchem der Verzögerungsbetrag, die Effizienz und verschiedene Motorzustandsgrößen miteinander verbunden sind, verwendet werden. Zum Durchsuchen dieser Kennfelder werden die Ist-Werte und die Soll-Werte der Motorzustandsgrößen verwendet. Bezüglich des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis 14 bestimmt wurde, zum Suchen im Kennfeld verwendet.
Die Steuervorrichtung 2 führt die Betätigung der Zündvorrichtung 6 gemäß dem in der Zündzeitpunktberechnungseinheit 26 berechneten Zündzeitpunkt aus.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die benötigte Effizienz wie vorstehend beschrieben auf eins festgesetzt und daher wird auch der Effizienzindikator stetig bei eins gehalten. Der Zündzeitpunkt wird daher gleichbleibend auf dem optimalen Zündzeitpunkt gehalten.
Nachfolgend wird eine Konfiguration sowie eine Funktion der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14, die eine Haupteinheit der Steuervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform bildet, im Detail beschrieben.
Die Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 besteht aus einer Einheit zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 30, einem Tiefpassfilter (LPF) 32, einem Switch bzw. Schalter 34 und einer Schaltbestimmungseinheit 36. Die Einheit zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 30 hat die Funktion des Empfangens einer Anforderung bezüglich der Abgasleistung des Motors und der Berechnung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, welches die Anforderung erfüllt, als benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Genauer gesagt wird ein normales benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis eingestellt, jedoch wird diese Einstellung auf die magere Seite oder die fette Seite verändert, wenn es mit Blick auf die Abgasleitung notwendig ist. Beispielsweise wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis periodisch vom stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis als Mittelpunkt ausgehend verändert, um die Reinigungsleistung eines Katalysators zu erhöhen, und das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird durch eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung verändert. Zudem wird, zu einem Zeitpunkt der Erholung von der Kraftstoffabschaltung, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis verglichen zum stöchiometrischen Verhältnis signifikant für eine vorbestimmte Zeitdauer angefettet, um die NO_x-Reduktionsfähigkeit des Katalysators schnell wiederherzustellen.
Das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das von der Berechnungseinheit für das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis 30 ausgegeben wird, wird in zwei aufgeteilt, und eines der benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisse wird durch den Tiefpassfilter 32 geleitet und anschließend in den Schalter bzw. Switch 34 eingegeben. Das andere benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird direkt in den Schalter 34 eingegeben. Der Tiefpassfilter 32 ist beispielsweise ein Verzögerungsfilter erster Ordnung und ist vorgesehen, um eine Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu verringern. Der Schalter 34 wählt gemäß der Anweisung der Schaltbestimmungseinheit 36 eines der eingegebenen benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisse aus, das bedeutet, das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, bei dem die Änderungsgeschwindigkeit verringert ist, oder das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luftverhältnis. Das von Schalter 34 ausgewählte benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt und von der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 ausgegeben.
Die Schaltfeststellung durch die Schaltbestimmungseinheit 36 wird basierend auf der Änderungsgröße des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durchgeführt, genauer gesagt des Änderungsbetrags für jede Berechnungsperiode. Die Schaltbestimmungseinheit 36 berechnet die Änderungsgröße des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, das in der Berechnungseinheit zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 30 für jede Berechnungsperiode berechnet wurde, und bestimmt ob der Wert der Änderungsgröße größer als ein vorgegebener Bestimmungswert ist (Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert). Wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, gibt die Schaltbestimmungseinheit 36 eine Anweisung an den Schalter 34 aus, um das im Tiefpassfilter 32 verarbeitete benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu wählen. Demgegenüber gibt, wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, die Schaltbestimmungseinheit 36 eine Anweisung an den Schalter 34 aus, um das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in der Einheit zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 30 berechnet wurde, zu wählen.
2 zeigt eine Darstellung, die in einem Flussdiagramm eine Verarbeitung bzw. einen Ablauf zeigt, die/der in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 durchgeführt wird. Gemäß diesem Flussdiagramm wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis im ersten Schritt S101 berechnet. Anschließend wird bestimmt, ob der Änderungsbetrag pro Berechnungszeitdauer des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist oder nicht (Schritt S102). Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S102 positiv ist, wird die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch den Tiefpassfilter 32 verringert (Schritt S103). Das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit verringerter Änderungsgeschwindigkeit wird als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S104). Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S102 negativ ist, wird das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis ohne Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S104).
Gemäß der Steuervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend aufgeführt konfiguriert ist, wird, wenn der Berechnungswert des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses aufgrund der Anforderung an die Abgasleistung des Verbrennungsmotors abrupt verändert wird, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der durch den Tiefpassfilter 32 verringerten Änderungsgeschwindigkeit für die Berechnung der Soll-Luftmenge verwendet. Als Ergebnis kann eine Antwortverzögerung der Ist-Luftmenge zur Soll-Luftmenge eliminiert oder ausreichend verringert werden, 3 zeigt eine Darstellung, die in einem Schaubild eine Änderung über die Zeit des Drehmoments, der Drehzahl und des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses darstellt, wenn eine Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses vom Tiefpassfilter 32 verringert wird. Gemäß der Steuervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform kann eine Verzögerung der Änderung der Luftmenge bezüglich der Änderung in dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis eliminiert oder ausreichend verringert werden, und daher werden, wie in 3 dargestellt, Variationen im Drehmoment und der Drehzahl, welche mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergehen, unterdrückt, um die Arbeitsleistung aufrecht zu erhalten. Ferner kann die Abweichung im Kraftstoff-Luft-Verhältnis bezüglich des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis unterdrückt werden, wodurch die Auswirkung bzw. der Effekt der Abgasleistung sichergestellt werden kann.
Überdies wird, wenn die Änderung des Berechnungswerts des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis niedrig ist, das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das nicht durch den Tiefpassfilter 32 bearbeitet wurde, direkt für die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung verwendet. Daher kann der Effekt der Abgasleistung, der durch positives Ändern des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses erhalten wird, wie erwartet erhalten werden. Daraus resultierend ist eine Verzögerung bei der Änderung der Luftmenge bezüglich der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in diesem Fall ausreichend gering, so dass Variationen im Drehmoment und der Drehzahl, die mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergehen, weitestgehend unterdrückt werden können. Genauer gesagt können, gemäß der Steuervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform, sowohl die Anforderung an die Abgasleistung des Motors und die Anforderung an die Arbeitsleistung erfüllt werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ein Unterschied zwischen der vorliegenden Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt in dem Bestimmungsverfahren für das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis durch die Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14. Genauer gesagt liegt der Unterschied in dem Inhalt der Schaltbestimmung des Schalters 34 durch die Schaltbestimmungseinheit 36. Die Schaltbestimmung durch die Schaltbestimmungseinheit 36 der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf der Größe der Last des Motors in Addition zur Änderungsgröße des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses ausgeführt. Dies liegt darin begründet, dass die Größe der Last des Motors mit der Größe der Drehmomentänderung im Fall der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zusammenhängt. Genauer gesagt ist das erzeugte Moment des Motors zum Zeitpunkt einer niedrigen Last gering, und die Drehmomentabweichung, die mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht, ist vergleichsweise gering. Falls daher die Last des Motors relativ gering ist, kann die Drehmomentveränderung weitestgehend unterdrückt werden, ohne die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu verringern.
4 zeigt ein Diagramm, das die Verarbeitung, die in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Flussdiagramm zeigt. Gemäß dem Flussdiagramm wird in einem ersten Schritt S201 das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis berechnet. Anschließend wird bestimmt ob die Größe der Last des Motors größer als ein Lastbestimmungswert ist oder nicht (Schritt S202). Als Last des Motors kann die Soll-Luftmenge, die in der Sollluftmengenberechnungseinheit 18 berechnet wird, oder die geschätzte Luftmenge, die aus dem Ist-Öffnungsgrad der Drosselklappe 4 geschätzt wird, verwendet werden. Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S202 positiv ist, wird ferner festgestellt, ob die Änderungsgröße pro Berechnungseinheit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist oder nicht (Schritt S203). Falls das Bestimmungsergebnis in Schritt S203 positiv ist, wird die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch den Tiefpassfilter 32 verringert (Schritt S204). Anschließend wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit verringerter Änderungsgeschwindigkeit als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S205). Wenn dagegen das Bestimmungsergebnis in Schritt S202 negativ ist, oder wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 203 negativ ist, wird das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis ohne Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luftstoff-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luftstoff-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S205).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Bedingung, dass die Last des Motors vergleichsweise groß ist, zu den Bedingungen zum Reduzieren der Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses addiert, und dadurch kann ein Betrieb mit einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das am besten die Anforderung an die Abgasleistung erfüllt, in einem größeren Betriebsbereich ausgeführt werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit der zweiten Ausführungsform in dem Punkt gleich, dass die Größe der Last des Motors zu den Bedingungen zum Verringern der Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses addiert wird. Gleichwohl ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert, welcher der Bestimmungsreferenzwert über dem Wert der Änderungsgröße des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses ist, gemäß der Last des Motors variabel gestaltet ist.
5 zeigt ein Schaubild, das die Verarbeitung, die in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, in einem Flussdiagramm darstellt. Gemäß dem Flussdiagramm wird in einem ersten Schritt S301 das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnisses berechnet. Anschließend wird auf ein Kennfeld, das in der Schaltbestimmungseinheit 36 gespeichert ist, Bezug genommen, und der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert, der der Last des Motors entspricht, wird berechnet (Schritt S302). Gemäß der Beziehung zwischen der Last und dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert im Kennfeld wird, je niedriger die Last ist, der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert umso größer. Anschließend wird festgestellt, ob der Änderungsbetrag pro Berechnungseinheit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist oder nicht (Schritt S303). Falls das Bestimmungsergebnis aus Schritt S303 positiv ist, wird die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch den Tiefpassfilter 32 verringert (Schritt S304). Anschließend wird das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit der verringerten Änderungsgeschwindigkeit als das final benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S305). Daneben wird, falls das Bestimmungsergebnis aus Schritt S303 negativ ist, das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis ohne Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit direkt als das final benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S305).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Bezug zum Bestimmen des Wertes des Änderungsbetrages des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses variabel gemäß der Last des Motors gemacht, wodurch ein Betrieb mit einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das am besten die Anforderung bezüglich der Abgasleistung erfüllt, in einem weiteren Operationsbereich bzw. Arbeitsbereich ausgeführt werden kann.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt die Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz 12 die benötigte Effizienz gemäß dem Zustand des Motors und Umgebungsbedingungen auf einen Wert ein, der geringer als eins ist. Genauer gesagt stellt die Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz 12 die benötigte Effizienz auf einen Wert ein, der geringer ist als eins, um den Zündzeitpunkt vom optimalen Zündzeitpunkt weg zu verzögern, wenn die Temperatur des Abgases bei einem Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt des Motors erhöht werden muss, und wenn bei einem Leerlaufbetrieb des Motors ein Umkehrmoment notwendig ist.
Wenn die Lastbedingungen des Motors gleich sind, wird das erzeugte Moment des Motors geringer je weiter der Zündzeitpunkt vom optimalen Zündzeitpunkt verzögert wird. Dadurch wird die Drehmomentveränderung, welche mit der Änderung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einhergeht, ebenfalls relativ gering, und die Drehmomentveränderung kann weitestgehend unterdrückt werden, selbst wenn die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses nicht verringert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dadurch die Bearbeitung des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch den Tiefpassfilter 32 bei einer Situation, bei der der Zündzeitpunkt verzögert ist, nicht ausgeführt, sowie in Fällen, in denen der Motor sich im Leerlauf befindet und ein Aufwärmbetrieb nach dem Startzeitpunkt ausgeführt wird.
6 zeigt ein Schaubild, das in einem Flussdiagramm eine Verarbeitung zeigt, die in der Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses 14 gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird. Gemäß dem Flussdiagramm wird im ersten Schritt S401 das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis berechnet. Anschließend wird auf ein Kennfeld, das in der Schaltbestimmungseinheit 36 gespeichert ist, Bezug genommen, und der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert wird entsprechend der Last des Motors berechnet (Schritt S402). Anschließend wird festgestellt, ob der Motor im Leerlauf ist oder nicht (Schritt S403). Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S403 positiv ist, wird ferner festgestellt, ob der Motor im Aufwärmbetrieb ist oder nicht (Schritt S404). Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S404 positiv ist, wird ferner festgestellt, ob der Änderungsbetrag pro Berechnungseinheit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer als der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungs-Bestimmungswert ist oder nicht (Schritt S405). Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S405 positiv ist, wird die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch den Tiefpassfilter 32 verringert (Schritt S406). Das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit verringerter Änderungsgeschwindigkeit wird als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S407). Daneben wird, falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S403 negativ ist, oder das Bestimmungsergebnis von Schritt S404 negativ ist, oder falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S405 negativ ist, das ursprünglich benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis ohne Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit direkt als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis (korrigiertes benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis) ausgegeben (Schritt S407).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Bedingung, dass der Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunkts bezüglich des optimalen Zündzeitpunkts relativ groß ist zu den Verringerungsbedingungen addiert, wodurch ein Betrieb mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das die Anforderung an die Abgasleistung am Besten erfüllt, in einem weiteren Betriebsbereich ausgeführt werden.
Weitere Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Bereich der vorgenannten Ausführungsformen unterschiedlich modifiziert ausgeführt werden ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in folgender Modifikation ausgeführt werden.
In der vierten Ausführungsform wird, auf Basis der Schaltbestimmung der dritten Ausführungsform, zu den Reduktionsbedingungen addiert, dass der Motor weder im Leerlaufbetrieb noch im Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt ist. Gleichwohl kann der entsprechende Effekt auch erhalten werden, indem nur eine der Bedingungen, dass der Motor nicht im Leerlaufbetrieb ist oder dass der Motor nicht im Aufwärmbetrieb ist, zu den Reduktionsbedingungen addiert wird. Ferner kann, auf Basis der Schaltbestimmung der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform, die Bedingungen, dass der Motor nicht im Leerlaufbetrieb ist und dass der Motor nicht im Aufwärmbetrieb ist, den Reduktionsbedingungen hinzugefügt werden.
Ferner werden bei den vorgenannten Ausführungsformen die Drosselklappen als Aktuatoren für die Luftmengensteuerung verwendet, jedoch kann auch ein Einlassventil mit einem variablen Hubbetrag oder einem variablen Arbeitswinkel verwendet werden.
Zudem wird bei den Ausführungsformen die Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Drehmoments durch einen Tiefpassfilter reduziert, jedoch kann auch eine so genannte Mittelwertberechnung verwendet werden. Als ein Beispiel für eine Mittelwertberechnung kann ein gewichteter Mittelwert bezeichnet werden.
Überdies wird in den Ausführungsformen das Verhältnis des benötigten Drehmoments und des geschätzten Drehmoment als Effizienzindikator berechnet, und der Zündzeitpunkt wird gemäß dem Effizienzindikator gesteuert, jedoch kann bezüglich den ersten und dritten Ausführungsformen der Effizienzindikator auf eins festgesetzt sein. Genauer gesagt kann der Zündzeitpunkt auf den optimalen Zündzeitpunkt festgesetzt sein.
Bezugszeichenliste

2: Steuerung
4: Drosselklappe
6: Zündvorrichtung
8: Kraftstoffeinspritzvorrichtung
10: Einheit zum Bestimmen des benötigten Drehmoments
12: Einheit zum Bestimmen der benötigten Effizienz
14: Einheit zum Bestimmen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
16: Luftmengen-Steuerungs-Drehmoment-Berechnungseinheit
18: Sollluftmengenberechnungseinheit
20: Drosselklappensollöffnungsgrad-Berechnungseinheit
22: Einheit zum Berechnen des geschätzten Drehmoments
24: Zündzeitpunkt-Steuerungs-Effizienz-Berechnungseinheit
26: Zündzeitpunktberechnungseinheit
28: Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungseinheit
30: Einheit zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
32: Tiefpassfilter
34: Schalter
36: Schaltbestimmungseinheit

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 2010-7489 [0002, 0007]

Claims

Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend: eine Einrichtung zum Bestimmen eines benötigten Drehmoments, die einen benötigten Drehmomentwert, das von der Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, bestimmt; eine Einrichtung zum Bestimmen eines benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, das einen benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Wert einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die der Verbrennung zugeführt wird, bestimmt; eine Einrichtung zum Berechnen einer Sollluftmenge, die eine Sollluftmenge zum Erreichen des benötigten Drehmoments unter dem benötigten Kraffstoff-Luft-Verhältnis berechnet, basierend auf Daten mit einer Beziehung zwischen dem von der Verbennungskraftmaschine erzeugten Drehmoment und einer in einen Zylinder eingebrachten Luftmenge, welche durch eine Verbindung zu dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis eingestellt ist; eine Steuereinrichtung für die Luftmenge, die einen Aktuator zur Luftmengensteuerung gemäß der Sollluftmenge betätigt; und eine Steuereinrichtung für die Kraftstoffeinspritzmenge, die einen Aktuator zur Kraftstoffeinspritzmengensteuerung gemäß dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis betätigt, wobei die Einrichtung zum Bestimmen eines benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses aufweist: eine Einrichtung zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, die eine Anforderung an die Abgasleistung der Verbrennungskraftmaschine empfängt und ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das die Anforderung erfüllt, als benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis berechnet, eine Änderungsgeschwindigkkeits-Reduktionseinrichtung, die ein Signal des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, das in der Einrichtung zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses berechnet wurde, verarbeitet, um eine Änderungsgeschwindigkeit des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu verringern, und eine Einrichtung zum Bestimmen eines finalen Kraftstoff-Luft-Verhältnis, die, wenn eine vorgegebene Reduktionsbedingung erfüllt ist, ein benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit durch die Änderungsgeschwindigkeits-Reduktionseinrichtung verringerter Änderungsgeschwindigkeit als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt, und, wenn die Reduktionsbedingung nicht erfüllt ist, das benötigte Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das in der Einrichtung zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses berechnet wurde, als final benötigtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt, und wobei die Reduktionsbedingung eine Bedingung umfasst, dass der Änderungsbetrag eines berechneten Wertes der Einrichtung zum Berechnen des benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses größer ist als ein vorgegebener Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungsbestimmungswert.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Reduktionsbedingung ferner eine Bedingung umfasst, dass eine Last der Verbrennungskraftmaschine größer ist als ein vorgegebener Lastbestimmungswert.
Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Änderungsbestimmungswert entsprechend der Last der Verbrennungskraftmaschine variabel ist.
Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Einrichtung zum Erhöhen der Sollluftmenge, welche die Sollluftmenge erhöht, um eine Abnahme des Drehmoments, welche mit einer Verzögerung des Zündzeitpunkts einhergeht, auszugleichen, wenn eine Anforderung zum Verzögern des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt vorliegt; und eine Einrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts, die einen Aktuator für die Steuerung des Zündzeitpunkts betätigt, so dass das Drehmoment, welches unter dem benötigten Kraftstoff-Luft-Verhältnis realisiert wird, dem benötigten Drehmoment entspricht, wenn der Aktuator für die Luftmengensteuerung in Übereinstimmung mit der erhöhten Sollluftmenge betätigt wird.
Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, wobei die Reduktionsbedingung ferner eine Bedingung beinhaltet, dass ein Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunkts bezüglich des optimalen Zündzeitpunkts geringer ist als ein vorbestimmter Grenzwert.
Steuervorrichtung für eine Verbennungskraftmaschine nach Anspruch 5, wobei die Anforderung zum Verzögern des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt eine Anforderung ist, die ausgegeben wird, wenn ein Leerlaufbetrieb der Verbennungskraftmaschine ausgeführt wird, und die Reduktionsbedingung eine Bedingung umfasst, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht im Leerlaufbetrieb ist.
Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Anforderung zum Verzögern des Zündzeitpunkts vom optimalen Zündzeitpunkt eine Anforderung ist, die ausgegeben wird, wenn ein Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird, und die Reduktionsbedingung eine Bedingung umfasst, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht in einem Aufwärmbetrieb zum Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ist.