DE112011104449B4

DE112011104449B4 - Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE112011104449B4
Application number: DE112011104449.6T
Authority: DE
Inventors: Kenichiroh Ogata; Kenichi Machida
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: US9188078B2; WO2012086398A1; DE112011104449T5; JP5568457B2; CN103282633B; US20130261938A1; JP2012132328A; CN103282633A

Abstract

Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche bei Umschalten eines Verbrennungsmodus betätigbar ist, aufweisend:
ein Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel zum Einstellen einer Erfassungszeit und einer Erfassungsdauer zum Erfassen eines Sensorsignals eines Kurbelwinkelsensors gemäß dem Verbrennungsmodus; und
ein Verbrennungsschwankungs-Ermittlungsmittel zum Ermitteln auf Grundlage des durch den Kurbelwinkelsensor zu der Erfassungszeit und für die Erfassungsdauer, welche durch das Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel eingestellt wurden, erfassten Sensorsignals, ob eine Verbrennungsschwankung vorliegt,
wobei der Verbrennungsmodus kompressionsgezündete Verbrennung und funkengezündete Verbrennung aufweist, und
das Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmodus die kompressionsgezündete Verbrennung ist, die Erfassungsdauer verkürzt und die Erfassungszeit gegenüber der funkengezündeten Verbrennung in Richtung früh verstellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche bei Umschalten eines Verbrennungsmodus betätigbar ist.
Stand der Technik
In einem mit einem Kurbelwinkelsensor zum Erfassen eines Drehzustands einer Kurbelwelle ausgestatteten Verbrennungsmotor ist eine Steuerung zum Erfassen der Erzeugung einer Verbrennungsschwankung und Stabilisieren der Verbrennungsschwankung bekannt.
Jedoch sind in einem Fall, in welchem die Verbrennungsschwankung des Verbrennungsmotors erfasst und unterdrückt wird, ein Erfassungsmittel für einen Anzeiger der Verbrennungsschwankung aufweisende Informationen und ein Unterdrückungsmittel nicht klar.
Unterdessen gibt es eine bekannte Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche ein Verbrennungsparameter-Steuerungsmittel zum Steuern eines auf die Verbrennung des Verbrennungsmotors wirkenden Verbrennungsparameters aufweist und welche ein Verbrennungszustands- Erfassungsmittel zum, wenn der auf die Verbrennung des Verbrennungsmotors wirkende Verbrennungsparameter durch das Verbrennungsparameter-Steuerungsmittel verändert wird, Abtasten von Informationen zum Erfassen eines Verbrennungszustands auf Grundlage des veränderten Verbrennungsparameters bei einer vordefinierten Zeiteinstellung aufweist (siehe zum Beispiel JP 2002 - 138 893 A ).
Gemäß JP 2002 - 138 893 A wird ermittelt, ob es eine Zündzeit ist. Wenn die Zündzeit ermittelt wird, wird ermittelt, ob ein 30° KW-Signal erfasst wird, nachdem die Zündzeit ermittelt ist. Wenn das 30° KW-Signal nicht erfasst wird, ist es keine Erfassungszeit einer Drehzahl Ne. In einem Fall, in welchem das 30° KW-Signal erfasst wird, wird eine Verarbeitung zum Berechnen der Drehzahl in Übereinstimmung mit der Zündzeit ausgeführt. Auf eine solche Weise beschreibt JP 2002-138 893 A A, dass, da die Drehzahl in Übereinstimmung mit der Zündzeit erfasst wird, der Verbrennungszustand selbst bei Verändern der Zündzeit erfasst werden kann.
US 2002 / 0 050 271 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Detektieren einer Bedingung der Verbrennung in einer Verbrennungsmaschine mit einer Brennparameter- Steuerungsvorrichtung.
US 2007 / 0 240 653 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Zylinderventilschaltens zwischen einer ersten Ventilbedingung und einer zweiten Ventilbedingung zum Übergang zwischen Verbrennungsmoden eines Motors.
EP 2 058 499 B1 bezieht sich auf eine Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit homogener Kompressionszündung.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Das oben beschriebene herkömmliche Verfahren besteht darin, den Verbrennungszustand zu Zeitpunkten der Zündzeit und einer Öffnungszeit eines Auslassventils abzutasten. Somit kann das Verfahren nicht für einen anderen Verbrennungsmodus wie eine kompressionsgezündete Verbrennung verwendet werden, bei welchem keine Zündung erfolgt oder keine zündungsbedingte Verbrennungsschwankung stattfindet.
Bei der kompressionsgezündeten Verbrennung ist eine Verbrennungsdauer im Vergleich mit der funkengezündeten Verbrennung sehr kurz, obwohl ein Zeitpunkt einer Schließzeit des Auslassventils der gleiche wie bei der funkengezündeten Verbrennung ist. Somit nimmt in einem Fall des Abtastens zum Zeitpunkt der Öffnungszeit des Auslassventils wie beim herkömmlichen Verfahren die Erfassungsgenauigkeit der Verbrennungsschwankung ab. Deshalb wird die Steuerung auf Grundlage einer niedrigen Erfassungsgenauigkeit ausgeführt, so dass die Unterdrückungssteuerung der Verbrennungsschwankung nicht genau ausgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird unter den obigen Umständen erzielt, und eine Aufgabe derselben ist, eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors zu erzielen, welche fähig ist, eine Verbrennungsschwankung in einer Vielzahl von Verbrennungsmodi jeweils genau zu erfassen.
Problemlösung
Zum Lösen der obigen Probleme werden zum Beispiel in den Ansprüchen beschriebene Konfigurationen verwendet. Die vorliegende Anmeldung enthält eine Vielzahl von Mitteln zum Lösen der obigen Probleme. Um ein Beispiel herauszugreifen: eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche bei Umschalten eines Verbrennungsmodus betätigbar ist, stellt eine Erfassungszeit und eine Erfassungsdauer zum Erfassen eines Sensorsignals eines Kurbelwinkelsensors gemäß dem Verbrennungsmodus ein und ermittelt auf Grundlage des durch den Kurbelwinkelsensor zu der Erfassungszeit und für die Erfassungsdauer, welche durch die Steuervorrichtung eingestellt wurden, erfassten Sensorsignals, ob die Verbrennungsschwankung vorliegt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung kann die Verbrennungsschwankung in den Verbrennungsmodi genau erfasst werden. Deshalb kann auf Grundlage der erfassten Verbrennungsschwankung eine Verbrennungsstabilisierungssteuerung zum Verbessern der Verbrennungsstabilität des Verbrennungsmotors ausgeführt werden. Außer den oben beschriebenen erläutert die folgende Beschreibung von Ausführungsformen weitere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen.
Man sollte beachten, dass die vorliegende Beschreibung die in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-283094 , auf der Priorität der vorliegenden Anmeldung basiert, beschriebenen Inhalte einschließt.
Figurenliste

[1] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration eines Kraftfahrzeug-Ottomotors, für welchen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors in einer ersten Ausführungsform verwendet wird.
[2] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration eines Steuergeräts in der ersten Ausführungsform.
[3] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Eigenschaften variabler Ventilmechanismen des Verbrennungsmotors in der ersten Ausführungsform.
[4] Ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Ermittlung eines Ausgangssignals eines Kurbelwinkelsensors und eines Winkels einer Kurbelwelle auf Grundlage des Ausgangssignals in der ersten Ausführungsform.
[5] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Wirkungsweise eines Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors in der ersten Ausführungsform.
[6] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle in der ersten Ausführungsform.
[7] Ein veranschaulichendes Schaubild eines Betriebsbereichs funkengezündeter Verbrennung und kompressionsgezündeter Verbrennung und eines Kennfelds eines kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[8] Ein Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Berechnen eines Erfassungsbeginn-Zeitpunkts und eines Erfassungsende-Zeitpunkts bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[9] Ein Blockschaubild zur Veranschaulichung einer Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[10] Ein Schaubild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[11] Ein Schaubild zur Veranschaulichung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[12] Ein Steuerungs-Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Steuerverfahrens zum Unterdrücken einer Verbrennungsschwankung bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[13] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[14] Ein Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Berechnen eines Erfassungsbeginn-Zeitpunkts und eines Erfassungsende-Zeitpunkts bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[15] Ein Blockschaubild zur Veranschaulichung von Verarbeitungsinhalten des Zeitgebers des Steuergeräts in der ersten Ausführungsform.
[16] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[17] Ein Schaubild zur Veranschaulichung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[18] Ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Berechnen eines Änderungsanzeigers bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[19] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten der Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der ersten Ausführungsform.
[20] Ein Ablaufplan zur Veranschaulichung von Steuerungsinhalten der Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung in der ersten Ausführungsform.
[21] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in einer zweiten Ausführungsform.
[22] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in einer dritten Ausführungsform.
[23] Ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration eines Kraftfahrzeug-Ottomotors, für welchen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors in einer vierten Ausführungsform verwendet wird.
[24] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vierten Ausführungsform.
[25] Ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in einer fünften Ausführungsform.
[26] Ein Ablaufplan zur Veranschaulichung von Steuerungsinhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung in einer sechsten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Als nächstes werden Ausführungsformen, in welchen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt, beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration eines Kraftfahrzeug-Ottomotors, für welchen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors in einer ersten Ausführungsform verwendet wird.
Ein Motor 100 ist ein Kraftfahrzeug-Ottomotor (Verbrennungsmotor), welcher bei Umschalten eines Verbrennungsmodus zumindest zwischen funkengezündeter Verbrennung und kompressionsgezündeter Verbrennung betätigbar ist. Ein Luftmengenmesser 18 zum Messen einer angesaugten Luftmenge, eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 16 zum Einstellen eines Ansaugrohrdrucks, ein Ansauglufttemperatursensor 17, welcher als eine Art eines Ansauglufttemperaturfühlers zum Messen einer Temperatur der angesaugten Luft dient, und ein Turbolader 22 zum Komprimieren der angesaugten Luft sind an jeweils geeigneten Stellen eines Ansaugrohrs 15 bereitgestellt. Der Turbolader 22 ist möglicherweise nicht enthalten. Der Luftmengenmesser 18 kann ein Ansaugluftdrucksensor 18 sein. Im Motor 100 sind eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 (im folgenden als das „Einspritzventil“ bezeichnet) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum 8 des Zylinders und eine Zündkerze 14 zum Zuführen einer Zündenergie für jeden Zylinder bereitgestellt. Ein Kühlwassertemperatursensor 9 zum Messen einer Temperatur von Kühlwasser des Motors ist an einer geeigneten Stelle des Motors 100 bereitgestellt. Das Einspritzventil 13 zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum 8 des Zylinders kann an einer geeigneten Stelle des Ansaugrohrs 15 bereitgestellt sein. Variable Ventilmechanismen 7, welche jeweils eine variable Einlassventil-Einrichtung 7a zum Einstellen eines in den Zylinder strömenden Ansauggases und eine variable Auslassventil-Einrichtung 7b zum Einstellen eines aus dem Zylinder ausströmenden Ausstoßgases aufweisen, sind an jeweils geeigneten Stellen des Motors 100 bereitgestellt. Durch Einstellen der variablen Ventilmechanismen 7 werden eine Ansauggasmenge und eine Menge der internen AGR (Restgasmenge) eingestellt.
Ferner ist im Motor 100 eine Kraftstoffpumpe 21, welche als eine Art eines Druckeinstellers zum Zuführen des Kraftstoffs zum Einspritzventil 13 dient, an einer geeigneten Stelle des Motors 100 bereitgestellt. Ein Kraftstoffdrucksensor 20, welcher als eine Art eines Kraftstoffdruckfühlers zum Messen eines Drucks des Kraftstoffs dient, ist in der Kraftstoffpumpe 21 bereitgestellt.
Ferner sind ein Dreiwegekatalysator 5 zum Reinigen eines Abgases, ein Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Sensor 4, welcher als eine Art eines Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Fühlers zum Erfassen eines Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Abgases auf der dem Dreiwegekatalysator 5 vorgelagerten Seite dient, und ein Abgastemperatursensor 3, welcher als eine Art eines Abgastemperaturfühlers zum Messen einer Temperatur des Abgases auf der dem Dreiwegekatalysator 5 vorgelagerten Seite dient, an jeweils geeigneten Stellen einer Abgasleitung 6 bereitgestellt. In einer Kurbelwelle 11 ist ein Kurbelwinkelsensor 10 zum Erfassen eines Winkels und einer Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 und einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens 12 bereitgestellt.
Vom Luftmengenmesser 18, vom Ansauglufttemperatursensor 17, vom Kühlwassertemperatursensor 9, vom Kraftstoffdrucksensor 20, vom Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Sensor 4 und vom Abgastemperatursensor 3 erhaltene Signale werden an ein Steuergerät (ECU) 1 gesendet. Ein von einem Gaspedalöffnungssensor 2 erhaltenes Signal wird an das Steuergerät 1 gesendet. Der Gaspedalöffnungssensor 2 erfasst einen Betätigungsweg eines Gaspedals, das heißt eine Gaspedalöffnung. Das Steuergerät 1 berechnet auf Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalöffnungssensors 2 ein angefordertes Drehmoment. Das heißt, der Gaspedalöffnungssensor 2 wird als ein Sensor zur Erfassung des angeforderten Drehmoments verwendet, um das vom Motor 100 angeforderte Drehmoment zu erfassen. Das Steuergerät 1 berechnet außerdem auf Grundlage eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 10 den Winkel und die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 12 und eine Motordrehzahl. Auf Grundlage eines aus den Ausgaben der verschiedenen Sensoren erlangten Betriebszustands des Motors 100 berechnet das Steuergerät 1 wesentliche Aktivierungsbeträge des Motors 100 wie einen Luftdurchsatz, eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündzeit und eine AGR-Menge optimal.
Die im Steuergerät 1 berechnete Kraftstoffeinspritzmenge wird in ein Ventilöffnungs-Impulssignal umgewandelt und an das Einspritzventil 13 gesendet. Ein Zündkerzen-Ansteuersignal wird an die Zündkerze 14 gesendet, so dass die Zündung zu der im Steuergerät 1 berechneten Zündzeit erfolgt. Eine im Steuergerät 1 berechnete Drosselklappenöffnung wird als ein Drosselklappen-Ansteuersignal an die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 16 gesendet. Ein im Steuergerät 1 berechneter Aktivierungsbetrag für die variablen Ventile wird als ein Ansteuersignal für die variablen Ventile an die variablen Ventilmechanismen 7 gesendet. Ein im Steuergerät 1 berechneter Kraftstoffpumpen-Aktivierungsbetrag wird als ein Kraftstoffpumpen-Ansteuersignal an die Kraftstoffpumpe 21 gesendet. Ein im Steuergerät 1 berechneter Aktivierungsbetrag des Turboladers 22 wird als ein Turbolader-Ansteuersignal an den Turbolader 22 gesendet.
Der Kraftstoff wird in die aus dem Ansaugrohr 15 durch ein Einlassventil in den Brennraum 8 strömende Luft eingespritzt, so dass ein Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird. Das Kraftstoff/LuftGemisch wird in einem Fall der funkengezündeten Verbrennung durch einen zu einer vordefinierten Zündzeit von der Zündkerze 14 erzeugten Funken zur Explosion gebracht und in einem Fall der kompressionsgezündeten Verbrennung dadurch, dass es durch den Kolben 12 im Brennraum komprimiert wird, zur Explosion gebracht, und der Kolben 12 wird durch einen Verbrennungsdruck niedergedrückt, um eine Antriebskraft des Motors 100 zu erzeugen. Ferner wird das Abgas nach der Explosion durch die Abgasleitung 6 zum Dreiwegekatalysator 5 geleitet und wird ein Abgasbestandteil im Dreiwegekatalysator 5 gereinigt und nach außen abgegeben.
2 ist ein Blockschaubild zur Veranschaulichung einer internen Konfiguration des Steuergeräts.
Das Steuergerät 1 hat eine Eingangsschaltung 31. Die Ausgangssignale des Gaspedalöffnungssensors 2, des Abgastemperatursensors 3, des Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Sensors 4, des Kühlwassertemperatursensors 9, des Kurbelwinkelsensors 10, des Ansauglufttemperatursensors 17, des Luftmengenmessers 18 und des Kraftstoffdrucksensors 20 werden in die Eingangsschaltung 31 eingegeben. Jedoch sind in die Eingangsschaltung 31 einzugebende Eingangssignale nicht auf die obigen Signale beschränkt. Die in die Eingangsschaltung 31 eingegebenen Eingangssignale der Sensoren werden an einen Eingangsanschluss in einem Eingangs-/Ausgangsanschluss 32 gesendet. An den Eingangsanschluss des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 32 gesendete Werte werden in einem RAM 33 gespeichert und in einer CPU 35 verarbeitet. Ein Rechenverarbeitungsinhalte beschreibendes Steuerprogramm wird vorbereitend in einen ROM 34 geschrieben.
Die gemäß dem Steuerprogramm berechnete Aktivierungsbeträge von Stellgliedern angebenden Werte werden im RAM 33 gespeichert und dann an einen Ausgangsanschluss des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 32 gesendet und über Ansteuerungen 36a bis 36f an die Stellglieder gesendet. In einem Fall der vorliegenden Ausführungsform weisen die Ansteuerungen eine Ansteuerung für die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 36a, eine Einspritzventil-Ansteuerung 36b, eine Zündungs-Ausgangsschaltung 36c, eine Ansteuerung für die variablen Ventile 36d, eine Kraftstoffpumpen-Ansteuerung 36e und eine Turbolader-Ansteuerung 36f auf. Die Ansteuerungen 36a bis 36f steuern die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 16, das Einspritzventil 13, die Zündkerze 14, die variablen Ventilmechanismen 7, die Kraftstoffpumpe 21 beziehungsweise den Turbolader 22. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorrichtung mit den Ansteuerungen 36a bis 36f im Steuergerät 1 ausgestattet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern können beliebige der Ansteuerungen 36a bis 36f im Steuergerät 1 bereitgestellt sein.
3 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Eigenschaften der variablen Ventilmechanismen des Verbrennungsmotors in der vorliegenden Ausführungsform.
Die senkrechte Achse eines in 3 gezeigten Schaubilds gibt einen Ventilhubbetrag Lv an, und die waagerechte Achse gibt eine verstrichene Zeit an. UT gibt an, dass der Kolben 12 sich an einem unteren Totpunkt befindet, OT gibt an, dass der Kolben sich an einem oberen Totpunkt befindet, und Vorgänge (Explosion, Ausstoß, Ansaugung, Kompression) des Motors 100, welche der verstrichenen Zeit entsprechen, sind in einem unteren Teil der Figur angegeben. Eine Betätigung des Auslassventils kann vom Ausstoß- und Explosionsvorgang bis zum Ansaugvorgang erfolgen. Ein Zeitpunkt, bei welchem eine Erhöhung des Ventilhubbetrags begonnen wird, ist als ein Auslassventilöffnungs-Zeitpunkt (im folgenden als AVÖ bezeichnet) definiert, und ein Zeitpunkt, bei welchem der Ventilhubbetrag danach verringert wird, bis er null wird, ist als ein Auslassventilschließ-Zeitpunkt (im folgenden als AVS bezeichnet) definiert.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die variablen Ventilmechanismen 7 im Einlassventil und im Auslassventil bereitgestellt. Durch Verändern eines Aktivierungszeitpunkts der variablen Ventilmechanismen 7 können Profile des Ventilhubbetrags (zum Beispiel ein maximaler Ventilhubbetrag, ein Zeitpunkt des maximalen Ventilhubbetrags, ein Übergang des Ventilhubbetrags, der AVÖ, der AVS, eine Phase und dergleichen) kontinuierlich oder schrittweise verändert werden und können Betätigungen des Einlassventils entsprechend verändert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die variablen Ventilmechanismen zum kontinuierlichen oder schrittweisen Verändern der Profile des Ventilhubbetrags sowohl im Einlassventil als auch im Auslassventil bereitgestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann der variable Ventilmechanismus auch nur im Auslassventil bereitgestellt sein. Ferner kann entweder ein Mechanismus, in welchem die Phase variabel ist, oder ein Mechanismus, in welchem der Ventilhubbetrag variabel ist, bereitgestellt sein. Durch Steuern der oben beschriebenen variablen Ventilmechanismen 7 und der elektronisch gesteuerte Drosselklappe 16 werden die Luftmenge im Brennraum 8 und die Menge der internen AGR (Restgasmenge) eingestellt.
4 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Ermittlung des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors und des Winkels der Kurbelwelle auf Grundlage des Ausgangssignals in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 10 eine elektrische Spannung einer Rechteckschwingung. Eine Zeit, zu welcher die Spannung der Rechteckschwingung ansteigt, ist als Anstiegsflanke definiert, und eine Zeit, zu welcher die Spannung abfällt, ist als Abfallflanke definiert. Die Rechteckschwingung wird wiederholt ausgegeben, wobei eine vordefinierte Zahl z als ein Zyklus genommen wird. Im Steuergerät 1 wird für jeden Anstiegsflanken-Zeitpunkt eine Referenz k(a) ermittelt. Der Index (a) ist die Ordnungszahl der Referenz k, wobei die Referenz k(a) der ersten Anstiegsflanke der Rechteckschwingung, nachdem nach der Ausgabe der z-ten (z ist die vordefinierte Zahl) Rechteckschwingung eine Zeit verstrichen ist, gleich k(1) ist. Bei der vordefinierten Zahl z ist (a) = (z). Der Winkel wird bei Ermittlung der Referenz k(z) und der Referenz k(1) mit einem Drehwinkel KW2 der Kurbelwelle 11 und für jede andere ermittelte Referenz k(a) als die obigen Referenzen mit einem Drehwinkel KW1 der Kurbelwelle 11 ermittelt. Im Steuergerät 1 wird der Winkel der Kurbelwelle 11 mit den Drehwinkeln KW1, KW2 der Kurbelwelle 11 ermittelt. In einem Fall, in welchem die vordefinierte Zahl z unzureichend oder übermäßig hoch ist, wird ermittelt, dass der Kurbelwinkelsensor 10 regelwidrig ist.
5 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Wirkungsweise eines Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform werden bei der Rechteckschwingung des Kurbelwinkelsensors 10, wobei die vordefinierte Zahl z als ein Zyklus genommen wird, ein Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) zum Ermitteln des Beginns der Erfassung der Referenz k(1) und ein Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) zum Ermitteln des Endes der Erfassung der vordefinierten Referenz k(a) eingestellt. Ein Integrationswert der Drehwinkel KW1, KW2 der Kurbelwelle 11 vom Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) bis zum Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) ist ein Erfassungs-Drehwinkel W(i) (oberer Teil der Figur). Der Index (i) gibt die Zahl der Verbrennung im Motor 100 an. Der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) ist nicht auf die Referenz k(1) beschränkt. Der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) wird in der Zukunft nach dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) eingestellt und auf die Referenz k(a) eingestellt, bevor der nächste Zeitpunkt S(i) eingestellt wird. Bei der Referenz k(1) zum Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) wird im Steuergerät 1 ein Systemtakt aktiviert, wenn der Motor 100 sich in einem Betriebszustand befindet (unterer Teil der Figur). Das heißt, das Steuergerät beginnt, den Systemtakt des Steuergeräts zu aktivieren, wobei es die Referenz k(1) zum Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) als einen Auslöser nimmt. Der Zeitgeber des Steuergeräts nimmt einen Taktwert des Systemtakts im Steuergerät 1 zu einem Zeitpunkt der Referenz k(1) des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i) als T1 und einen Taktwert des Systemtakts im Steuergerät 1 zu einem Zeitpunkt der Referenz k(a) des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i) als T2 und führt eine Speicherung der Taktwerte im Steuergerät 1 aus.
6 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Winkelgeschwindigkeit ω(i) der Kurbelwelle 11 unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (1) aus den durch die Wirkung des Zeitgebers des Steuergeräts im Steuergerät 1 gespeicherten Taktwerte T1, T2 und dem Erfassungs-Drehwinkel W(i) berechnet.
$ω (i) = W (i) / (T 2 - T 1)$
Der Index (i) gibt die Zahl der Verbrennung im Motor 100 an. Ein Berechnungs-Zeitpunkt ist der Zeitpunkt des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i), wenn ermittelt wird, dass die Erfassung der Referenz k(a) beendet ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Winkelgeschwindigkeit ω(i) der Kurbelwelle 11 berechnet. Jedoch kann auch eine Bewegungsstrecke des Kolbens 12, welche dem gleichen Zyklus wie ein Drehzyklus der Kurbelwelle 11 folgt, berechnet werden.
Als nächstes wird eine Steuerung zum Erfassen und Unterdrücken einer Verbrennungsschwankung, wenn der Verbrennungsmodus des Motors 100 die funkengezündete Verbrennung ist, beschrieben.
7 ist ein veranschaulichendes Schaubild eines Betriebsbereichs der funkengezündeten Verbrennung und der kompressionsgezündeten Verbrennung und eines Kennfelds eines kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 100 bei Umschalten der funkengezündeten Verbrennung und der kompressionsgezündeten Verbrennung in Übereinstimmung mit dem Betriebsbereich betreibbar. Das Steuergerät 1 ist mit dem auf dem aus dem Ausgangssignal des Gaspedalöffnungssensors 2 berechneten angeforderten Drehmoment und der aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 10 berechneten Drehzahl des Motors 100 beruhenden Kennfeld des kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgestattet. Unter Heranziehung des auf dem angeforderten Drehmoment und der Motordrehzahl beruhenden Kennfelds wird das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ein- und ausgeschaltet. Das heißt, das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG wird gemäß dem Verbrennungsmodus ein- und ausgeschaltet. Das Kennfeld des kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ist nicht darauf beschränkt, sondern der Motor kann mit einem aus dem angeforderten Drehmoment oder der Motordrehzahl berechneten Kennfeld ausgestattet sein.
8 ist ein Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Berechnen des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts und des Erfassungsende-Zeitpunkts bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Das Steuergerät 1 ist mit einem Erfassungszeitpunkt-Rechner 37 zum Berechnen und Ausgeben des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i) und des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i) auf Grundlage des kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG als einer internen Funktion desselben ausgestattet. Der Erfassungszeitpunkt-Rechner 37 berechnet einen Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und einen Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG. Der Index s gibt an, dass das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeschaltet ist, das heißt, der Verbrennungsmodus ist die funkengezündete Verbrennung. Wünschenswerterweise ist der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ein späterer Zeitpunkt als eine Zeit bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG, um der funkengezündeten Verbrennung zu entsprechen, bei welcher die Verbrennung länger dauert als bei der kompressionsgezündeten Verbrennung. Wünschenswerterweise werden der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s auf dieselbe Referenz k(a) eingestellt. Das heißt, zur Zeit der funkengezündeten Verbrennung wird der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s auf einen oberen Totpunkt OT bei Kompression: 0 Grad nach OT KW eingestellt und wird der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s auf einen oberen Totpunkt OT bei Kompression des nächsten Verbrennungszylinders eingestellt. Dadurch sind die tatsächlichen Zeitpunkte für Erfassungsbeginn und Erfassungsende ausschließlich OT und beginnt die Erfassung des nächsten Verbrennungszylinders gleichzeitig mit dem Ende der Erfassung des aktuellen Verbrennungszylinders.
9 ist ein Blockschaubild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Auf Grundlage von Eingaben des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i)s, des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)s und der aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 ermittelten Referenz k(a) gibt der Zeitgeber des Steuergeräts 38 die Taktwerte T1, T2 des Systemtakts des Steuergeräts 1 aus, wenn die dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s entsprechenden Referenzen k(a) jeweils eingegeben werden, und gibt er außerdem einen Erfassungs-Drehwinkel W(i)s aus.
10 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG.
Der Zeitgeber des Steuergeräts 38 wird auf Grundlage der Eingaben des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i)s, des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)s und der bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 ermittelten Referenzen k(a) aktiviert. Das heißt, die Taktwerte des Systemtakts im Steuergerät 1 zu Zeitpunkten, zu welchen die Referenzen k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s werden, werden als T1 beziehungsweise T2 gespeichert. Man sollte beachten, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s die Referenz k(1) ist und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s die Referenz k(z) ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist und der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s nicht auf die Referenz k(1) beschränkt ist. Der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s wird in der Zukunft nach dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s eingestellt und auf die Referenz vor dem nächsten Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s eingestellt. Wünschenswerterweise wird der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s auf dieselbe Referenz k(a) wie der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s eingestellt. Eine Erfassungsdauer zur Zeit der funkengezündeten Verbrennung kann wünschenswerterweise vom oberen Totpunkt OT bei Kompression des zu erfassenden Zylinders bis zum oberen Totpunkt OT bei Kompression des nächsten Verbrennungszylinders eingestellt werden wie oben gezeigt, so dass der Erfassungsbeginn- und der Erfassungsende-Zeitpunkt einander überlappen.
Der Erfassungs-Drehwinkel W(i)s, welcher als ein aus der Zahl der Referenz k(a) vom Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s bis zum Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s ermittelter Integrationswert der Drehwinkel KW1, KW2 der Kurbelwelle 11 dient, wird berechnet.
11 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Eine Winkelgeschwindigkeit ω(i)s der Kurbelwelle 11 bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG wird unter Verwendung des obigen Ausdrucks (1) aus den durch Aktivieren des Zeitgebers des Steuergeräts 38 im Steuergerät 1 gespeicherten Taktwerten T1, T2 und dem Erfassungs-Drehwinkel W(i)s berechnet. Ein Berechnungs-Zeitpunkt ist der Zeitpunkt des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)s, wenn ermittelt wird, dass die Erfassung der Referenz k(a) beendet ist. Die Winkelgeschwindigkeit ω(i)s der Kurbelwelle 11 wird für jedes Mal, wenn die Verbrennung erfolgt, berechnet.
12 ist ein Steuerungs-Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Steuerverfahrens zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung zum Verstellen des AVS in Richtung spät als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt. Das Steuergerät 1 verfügt über eine Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 zum Berechnen eines Änderungsanzeigers, welcher einen Grad der Verbrennungsschwankung angibt, als eine interne Konfiguration desselben. Die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechnet einen Änderungsanzeiger C auf Grundlage der Winkelgeschwindigkeit ω(i)s der Kurbelwelle 11 bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG, eine gemäß einem Ausdruck (2) berechnete Benachbarten-Differenzwinkelgeschwindigkeit der benachbarten Verbrennungszahlen (i) oder eine gemäß einem Ausdruck (3) berechnete Maßgebliche-Zylinder-Differenzwinkelgeschwindigkeit ganzzahliger Vielfacher von Zylinderzahlen des Motors 100.
$Benachbarten-Differenzwinkelgeschwindigkeit = Winkelgeschwindigkeit ω (i + 1) - ω (i)$
$Maßgebliche-Zylinder-Differenzwinkelgeschwindigkeit = Winkelgeschwindigkeit ω (2i) - ω (i)$
Die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 kann zum Beispiel eine Standardabweichung, welche ein Schwankungsmaß der Winkelgeschwindigkeit ω(i)s angibt, und dergleichen als den Änderungsanzeiger C berechnen. Der durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechnete Änderungsanzeiger C wird verwendet, um zu ermitteln, ob die AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung ausgeführt wird.
13 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten der Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit einem vordefinierten Schwellenwert CL und startet die AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung zum allmählichen Erhöhen eines AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellbetrags, wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird (Beginn der Verstellung in Richtung spät).
Durch eine solche AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung wird die Menge der internen AGR im Brennraum in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellbetrags verringert. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück. Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten des AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellbetrags unterdrückt werden.
Als nächstes wird eine Steuerung zum Erfassen und Unterdrücken der Verbrennungsschwankung, wenn der Verbrennungsmodus des Motors 100 die kompressionsgezündete Verbrennung ist, beschrieben.
14 ist ein Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Berechnen eines Erfassungsbeginn-Zeitpunkts und eines Erfassungsende-Zeitpunkts bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In einem Fall, in welchem der Verbrennungsmodus die kompressionsgezündete Verbrennung ist, berechnet der Erfassungszeitpunkt-Rechner 37 den Erfassungszeitpunkt so, dass die Erfassungsdauer verkürzt wird und die Erfassungszeit mehr als bei der funkengezündeten Verbrennung in Richtung früh verstellt wird, um eine Spitzenwert-Zeit des Verbrennungsdrucks im Brennraum des Motors 100 einzubeziehen.
Zum Beispiel erstreckt sich die Verbrennungsdruckspitzenwert-Zeit bei der funkengezündeten Verbrennung von 15 Grad bis 25 Grad nach dem oberen Totpunkt OT bei Kompression (15 bis 25 Grad nach OT KW) und erstreckt sie sich bei der kompressionsgezündeten Verbrennung vom oberen Totpunkt OT bei Kompression bis 15 Grad (0 (OT) bis 15 Grad nach OT KW). Unterdessen werden die Erfassungsdauer und die Erfassungszeit zum Beispiel bei der funkengezündeten Verbrennung so berechnet, dass sie vom oberen Totpunkt OT bei Kompression des zu erfassenden Verbrennungszylinders bis zum oberen Totpunkt OT bei Kompression des nächsten Verbrennungszylinders dauern, und bei der kompressionsgezündeten Verbrennung so berechnet, dass sie vom oberen Totpunkt OT bei Kompression des zu erfassenden Verbrennungszylinders bis 40 Kurbelwinkel nach dem OT dauern.
Speziell berechnet der Erfassungszeitpunkt-Rechner 37 einen Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und einen Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG. Der Index h gibt an, dass das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG eingeschaltet ist. Wünschenswerterweise ist bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h ein späterer Zeitpunkt als der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG und ist der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h ein früherer Zeitpunkt als der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s bei ausgeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG, um der kompressionsgezündeten Verbrennung zu entsprechen, bei welcher die Verbrennung kürzer dauert als bei der funkengezündeten Verbrennung. Wünschenswerterweise wird der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h auf die Referenz k(a) eingestellt, bei welcher der Kolben 12 sich in der OT-Position befindet.
15 ist ein Blockschaubild zur Veranschaulichung von Verarbeitungsinhalten des Zeitgebers des Steuergeräts in der vorliegenden Ausführungsform.
Auf Grundlage von Eingaben des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i)h, des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)h und der aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 ermittelten Referenzen k(a) gibt der Zeitgeber des Steuergeräts 38 die Taktwerte T1, T2 des Systemtakts des Steuergeräts 1 aus, wenn die dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h entsprechenden Referenzen k(a) jeweils eingegeben werden, und gibt er außerdem einen Erfassungs-Drehwinkel W(i)h aus.
16 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Wirkungsweise des Zeitgebers des Steuergeräts auf Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Der Zeitgeber des Steuergeräts 38 wird auf Grundlage der Eingaben des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i)h, des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)h und der bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 ermittelten Referenzen k(a) aktiviert. Das heißt, die Taktwerte des Systemtakts im Steuergerät 1 zu Zeitpunkten, zu welchen die Referenzen k(a) gleich dem Erfassungsende-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h werden, werden als T1 beziehungsweise T2 gespeichert. Man sollte beachten, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Erfassungsende-Zeitpunkt S(i)h die Referenz k(1) ist und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h eine Referenz k(3) ist, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h nicht auf die Referenz k(1) beschränkt ist und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h nicht auf die Referenz k(3) beschränkt ist. Der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h wird in der Zukunft nach dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h eingestellt und auf die Referenz vor dem nächsten Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h eingestellt.
Der Erfassungs-Drehwinkel W(i)h, welcher als ein aus der Zahl der Referenz k(a) vom Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h bis zum Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h ermittelter Integrationswert der Drehwinkel KW1, KW2 der Kurbelwelle 11 dient, wird berechnet. In einem Fall, in welchem die vordefinierte Zahl z unzureichend oder übermäßig hoch ist, wird ermittelt, dass der Kurbelwinkelsensor regelwidrig ist, und kann die kompressionsgezündete Verbrennung abgebrochen werden.
17 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Eine Winkelgeschwindigkeit w(i)h der Kurbelwelle 11 bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG wird unter Verwendung des obigen Ausdrucks (1) aus den durch Aktivieren des Zeitgebers des Steuergeräts 38 im Steuergerät 1 gespeicherten Taktwerte T1, T2 und dem Erfassungs-Drehwinkel W(i)h berechnet. Ein Berechnungs-Zeitpunkt ist der Zeitpunkt des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i)h, wenn ermittelt wird, dass die Erfassung der Referenz k(a) beendet ist. Die Winkelgeschwindigkeit ω(i)h der Kurbelwelle 11 wird für jedes Mal, wenn die Verbrennung erfolgt, berechnet.
18 ist ein Steuerungs-Blockschaubild zur Veranschaulichung eines Steuerverfahrens zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung zum Verstellen des AVS in Richtung früh als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt. Die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechnet den Änderungsanzeiger C auf Grundlage der Winkelgeschwindigkeit ω(i)h der Kurbelwelle 11 bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG, die Benachbarten-Differenzwinkelgeschwindigkeit des obigen Ausdrucks (2) oder die Maßgebliche-Zylinder-Differenzwinkelgeschwindigkeit des obigen Ausdrucks (3).
19 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten der Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit dem vordefinierten Schwellenwert CL und startet die AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung zum allmählichen Erhöhen eines AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrags, wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird (Beginn der Verstellung in Richtung früh).
Durch eine solche AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung wird die Menge der internen AGR im Brennraum in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrags erhöht. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück. Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten des AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrags unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrag aufrechterhalten, wenn der Änderungsanzeiger C kleiner als der vordefinierte Schwellenwert CL wird. Jedoch kann der AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrag, wenn der Änderungsanzeiger kleiner als der vordefinierte Wert CL wird, aufrechterhalten werden.
Wenn die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung erzeugt wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Ausführen der AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung unterdrückt werden. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in welchem die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung groß ist, ein Ausbleiben der Selbstzündung bewirkt wird, und um dies zu unterdrücken, ist das Belassen eines Hochtemperatur-Abgases zum Erleichtern der Selbstzündung im Brennraum wirksam. Die Erhöhung des AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrags in der vorliegenden Steuerung kann eine belassene Menge des Hochtemperatur-Abgases wirksam erhöhen und außerdem durch Aufrechterhalten der belassenen Menge die Verbrennungsschwankung kontinuierlich unterdrücken.
20 ist ein Ablaufplan zur Veranschaulichung von Steuerungsinhalten in der vorliegenden Ausführungsform.
Die in 20 gezeigten Steuerungsinhalte werden durch das Steuergerät 1 in einem vordefinierten Zyklus wiederholt ausgeführt. In Schritt S101 liest das Steuergerät 1 Informationen über den aktuellen Motorbetriebsbereich (wie die Motordrehzahl, das angeforderte Motordrehmoment, die Kühlwassertemperatur und das Kurbelwinkelsensorsignal) Das angeforderte Motordrehmoment wird auf Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalöffnungssensors 2 berechnet.
Als nächstes werden in Schritt S102 die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 16 und die variablen Ventilmechanismen 7 gesteuert, um auf Grundlage des aktuellen Motorbetriebsbereichs eine richtige Ansaugluftmenge zu realisieren. In Schritt S103 wird, unter Verwendung des in Schritt S101 gelesenen Kurbelwinkelsensorsignals, die Referenz k(a) gelesen.
In Schritt S104 wird, unter Verwendung der Motordrehzahl, des angeforderten Motordrehmoments und dergleichen, was in Schritt S101 gelesen wurde, ermittelt, ob der aktuelle Betriebsbereich ein Bereich kompressionsgezündeter Verbrennung aus einem vorbereitend gespeicherten Kennfeld oder dergleichen ist und das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ein- oder ausgeschaltet ist.
In einem Fall, in welchem das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG eingeschaltet ist (JA in Schritt S104), werden in Schritt S105 der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h, welche für die kompressionsgezündete Verbrennung eingestellt sind, gelesen.
In Schritt S106 wird ermittelt, ob die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h ist.
In einem Fall, in welchem die Referenz k(a) nicht gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h ist (NEIN in Schritt S106), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen.
Unterdessen werden in einem Fall, in welchem die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h ist, in Schritt S107 die Taktwerte T1, T2 des Systemtakts des Steuergeräts 1 bei den dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)h und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)h entsprechenden Referenzen k(a) und der Erfassungs-Drehwinkel W(i)h gelesen. In Schritt S108 wird unter Verwendung der Taktwerte T1, T2 und des Erfassungs-Drehwinkels W(i)h die Winkelgeschwindigkeit ω(i)h der Kurbelwelle 11 berechnet. Dann wird in Schritt S109 der Änderungsanzeiger C der in Schritt S108 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω(i)h berechnet. Eine Standardabweichung der Winkelgeschwindigkeit ω(i)h der Kurbelwelle 11, eine mittlere Abweichung und dergleichen können für den Änderungsanzeiger C verwendet werden.
Als nächstes wird in Schritt S110 ermittelt, ob der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist. In einem Fall, in welchem der Änderungsanzeiger C nicht größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist, das heißt in welchem der Änderungsanzeiger C kleiner als der Schwellenwert CL ist (NEIN in Schritt S110), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist (JA in Schritt S110), geht der Ablauf weiter zu Schritt S111, wird die AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung zum Erhöhen des AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellbetrags ausgeführt und wird dann die Steuerung des vorliegenden Ablaufs beendet.
Unterdessen werden in einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeschaltet ist (NEIN in Schritt S104), in Schritt S112 der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s, welche für die funkengezündete Zündung eingestellt sind, gelesen. In Schritt S113 wird ermittelt, ob die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s ist.
In einem Fall, in welchem die Referenz k(a) nicht gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s ist (NEIN in Schritt S113), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen.
Unterdessen werden in einem Fall, in welchem die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s ist, in Schritt S114 die Taktwerte T1, T2 des Systemtakts des Steuergeräts 1 bei den dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s entsprechenden Referenzen k(a) und der Erfassungs-Drehwinkel W(i)s gelesen. In Schritt S115 wird unter Verwendung der Taktwerte T1, T2 und des Erfassungs-Drehwinkels W(i)s die Winkelgeschwindigkeit ω(i)s der Kurbelwelle 11 berechnet. Dann wird in Schritt S116 der Änderungsanzeiger C der in Schritt S115 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω(i)s berechnet. Eine Standardabweichung der Winkelgeschwindigkeit ω(i)s der Kurbelwelle 11, eine mittlere Abweichung und dergleichen können für den Änderungsanzeiger C verwendet werden.
Als nächstes wird in Schritt S117 ermittelt, ob der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist. In einem Fall, in welchem der Änderungsanzeiger C nicht größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist, das heißt in welchem der Änderungsanzeiger C kleiner als der Schwellenwert CL ist (NEIN in Schritt S117), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist (JA in Schritt S117), geht der Ablauf weiter zu Schritt S118, wird die AVS-„In-Richtung-spät‟-Verstellungs-Steuerung zum Erhöhen des AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellbetrags ausgeführt und wird dann die Steuerung des vorliegenden Ablaufs beendet.
Gemäß dem Motor 100 der vorliegenden Ausführungsform wird die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 zu der Erfassungszeit und für die Erfassungsdauer, welche gemäß den Verbrennungsmodi der funkengezündeten Verbrennung und der kompressionsgezündeten Verbrennung eingestellt wurden, erfasst und wird die Verbrennungsstabilität auf Grundlage der erfassten Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 ermittelt. Somit kann die Verbrennungsschwankung in den Verbrennungsmodi genau erfasst werden. Durch Ausführen der AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung und der AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung auf Grundlage der erfassten Verbrennungsschwankung und Verändern des Aktivierungszeitpunkts der variablen Ventilmechanismen 7 wird die Verbrennungsschwankung unterdrückt, so dass die Verbrennungsstabilität des Verbrennungsmotors verbessert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
Nun wird im folgenden eine zweite Ausführungsform beschrieben.
21 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform. Man sollte beachten, dass, da die gleichen Bestandteile wie in der ersten Ausführungsform auch die gleichen Bezugszeichen haben, auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Steuerung zum Verlängern einer Kraftstoffeinspritzdauer, um das Kraftstoff/Luft-Gemisch anzureichern, als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt. Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit dem Schwellenwert CL und startet die Kraftstoffeinspritzdauerverlängerungs-Steuerung zum allmählichen Verlängern der Kraftstoffeinspritzdauer, wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird (Beginn der Verlängerung).
Durch eine solche Kraftstoffeinspritzdauerverlängerungs-Steuerung wird eine Kraftstoffeinspritzmenge der Einspritzung aus dem Einspritzventil 13 in Übereinstimmung mit einer Verlängerung der Kraftstoffeinspritzdauer erhöht, so dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch angereichert wird. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück.
Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten der Kraftstoffeinspritzdauer unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzdauer aufrechterhalten, wenn der Änderungsanzeiger C kleiner als der vordefinierte Schwellenwert CL wird. Jedoch kann die Kraftstoffeinspritzdauer, wenn der Änderungsanzeiger kleiner als der Schwellenwert CL wird, aufrechterhalten werden.
Wenn die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung erzeugt wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzdauerverlängerungs-Steuerung unterdrückt werden. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in welchem die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung groß ist, ein Ausbleiben der Selbstzündung bewirkt wird, und um dies zu unterdrücken, ist eine Erhöhung der Konzentration eines Feueranzünders zum Erleichtern der Selbstzündung wirksam. Eine Verlängerung der Kraftstoffeinspritzdauer bei der vorliegenden Steuerung kann die Konzentration des Feueranzünders wirksam erhöhen und außerdem durch Aufrechterhalten der Kraftstoffeinspritzdauer die Verbrennungsschwankung kontinuierlich unterdrücken.
Das Beispiel der Kraftstoffeinspritzdauerverlängerungs-Steuerung wird in der vorliegenden Ausführungsform als die Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung zur Zeit der kompressionsgezündeten Verbrennung beschrieben. Jedoch kann die Verbrennungsschwankung unterdrückt werden, wenn die Konzentration des Feueranzünders wie oben beschrieben erhöht werden kann. Somit kann zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzdruck angehoben werden, um die Kraftstoffeinspritzmenge der Einspritzung aus dem Einspritzventil 13 zu erhöhen.
[Dritte Ausführungsform]
Nun wird im folgenden eine dritte Ausführungsform beschrieben.
22 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform. Man sollte beachten, dass, da die gleichen Bestandteile wie in den obigen Ausführungsformen auch die gleichen Bezugszeichen haben, auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Steuerung zum Erhöhen eines Ansaugrohrdrucks, um eine Temperatur des Kraftstoff/Luft-Gemischs zu verbessern, als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt. Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit dem Schwellenwert CL und startet die Ansaugrohrdruckerhöhungs-Steuerung zum allmählichen Erhöhen des Ansaugrohrdrucks, wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird (Beginn der Erhöhung).
Durch eine solche Ansaugrohrdruckerhöhungs-Steuerung wird die Temperatur des in den Brennraum zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemischs in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des Ansaugrohrdrucks erhöht. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück.
Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten des Ansaugrohrdrucks unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ansaugrohrdruck aufrechterhalten, wenn der Änderungsanzeiger C kleiner als der vordefinierte Schwellenwert CL wird. Jedoch kann der Ansaugrohrdruck, wenn der Änderungsanzeiger kleiner als der Schwellenwert CL wird, aufrechterhalten werden.
Wenn die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung erzeugt wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Ausführen der Ansaugrohrdruckerhöhungs-Steuerung unterdrückt werden. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in welchem die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung groß ist, ein Ausbleiben der Selbstzündung bewirkt wird, und um dies zu unterdrücken, ist eine Erhöhung der Temperatur im Brennraum zum Erleichtern der Selbstzündung wirksam. Die Erhöhung des Ansaugrohrdrucks bei der vorliegenden Steuerung kann die Temperatur im Brennraum wirksam erhöhen und außerdem durch Aufrechterhalten des Ansaugrohrdrucks die Verbrennungsschwankung kontinuierlich unterdrücken.
[Vierte Ausführungsform]
Nun wird im folgenden eine vierte Ausführungsform beschrieben.
23 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration eines Kraftfahrzeug-Ottomotors, für welchen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors in der vierten Ausführungsform verwendet wird. Man sollte beachten, dass, da die gleichen Bestandteile wie in den obigen Ausführungsformen auch die gleichen Bezugszeichen haben, auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet wird.
Der Motor 100 ist mit einem Stromerzeuger 23 ausgestattet, welcher fähig ist, Antriebskraft über dieselbe Achse der Kurbelwelle 11 oder einen Antriebskraftübertragungsmechanismus wie einen Riemen und ein Getriebe zu übertragen. Ein Funktionsumfang des Stromerzeugers 23 ist nicht auf Leistungserzeugung beschränkt. Zum Beispiel kann der Stromerzeuger auch als ein Elektromotor zum Drehen der Kurbelwelle 11 bei Zufuhr elektrischer Energie verwendet werden.
24 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Steuerung zum Erhöhen eines Leistungserzeugungsstroms des Stromerzeugers 23, um eine Last des Motors 100 zu erhöhen, als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt. Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit dem vordefinierten Schwellenwert CL und startet die Leistungserzeugungsstromerhöhungs-Steuerung zum Erhöhen des Leistungserzeugungsstroms des Stromerzeugers 23, wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird (Beginn der Erhöhung).
Durch eine solche Leistungserzeugungsstromerhöhungs-Steuerung wird die Last des Motors 100 in Übereinstimmung mit einer allmählichen Erhöhung des Leistungserzeugungsstroms erhöht. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück.
Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten des Leistungserzeugungsstroms unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Leistungserzeugungsstrom aufrechterhalten, wenn der Änderungsanzeiger C kleiner als der vordefinierte Schwellenwert CL wird. Jedoch kann der Leistungserzeugungsstrom, wenn der Änderungsanzeiger kleiner als der Schwellenwert CL wird, aufrechterhalten werden.
Wenn die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung erzeugt wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Ausführen der Leistungserzeugungsstromerhöhungs-Steuerung unterdrückt werden. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in welchem die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung groß ist, ein Ausbleiben der Selbstzündung bewirkt wird, und um dies zu unterdrücken, ist eine Anreicherung des Kraftstoff/Luft-Gemischs im Brennraum zum Erleichtern der Selbstzündung wirksam. Die Erhöhung des Leistungserzeugungsstroms in der vorliegenden Steuerung erhöht das angeforderte Drehmoment des Motors 100, um das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum wirksam anzureichern und außerdem durch Aufrechterhalten des Leistungserzeugungsstroms die Verbrennungsschwankung kontinuierlich zu unterdrücken.
[Fünfte Ausführungsform]
25 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung von Inhalten einer Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung für ein Hybridfahrzeug verwendet wird, in welches der Motor 100 und ein Leistungserzeugungs- und Antriebs-Elektromotor eingebaut sind oder dergleichen. Eine Steuerung zum Erhöhen des Leistungserzeugungsstroms des Elektromotors und Verringern der Antriebskraft, um die Last des Motors 100 zu erhöhen, wird als die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung bei eingeschaltetem kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeführt.
Das Steuergerät 1 vergleicht den durch die Änderungsanzeiger-Berechnungseinheit 39 berechneten Änderungsanzeiger C mit dem vordefinierten Schwellenwert CL und startet die Steuerung zum Erhöhen des Leistungserzeugungsstroms des Elektromotors (Beginn der Erhöhung) und Verringern der Antriebskraft (Beginn der Verringerung),wenn der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL wird.
Durch eine solche Steuerung des Elektromotors wird die Last des Motors 100 in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des Leistungserzeugungsstroms und einer Verringerung der Antriebskraft erhöht. Deshalb wird die Verbrennung stabilisiert, wird die Verbrennungsschwankung verringert und erhöht sich der Änderungsanzeiger C nicht mehr, sondern geht er zurück.
Wenn der Änderungsanzeiger C wieder kleiner als der Schwellenwert CL wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Aufrechterhalten des Leistungserzeugungsstroms und der Antriebskraft unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Leistungserzeugungsstrom und die Antriebskraft aufrechterhalten, wenn der Änderungsanzeiger C kleiner als der vordefinierte Schwellenwert CL wird. Jedoch können der Leistungserzeugungsstrom und die Antriebskraft, wenn der Änderungsanzeiger kleiner als der Schwellenwert CL wird, aufrechterhalten werden.
Wenn die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung erzeugt wird, kann die Verbrennungsschwankung durch Ausführen der Steuerung des Elektromotors zum Erhöhen des Leistungserzeugungsstroms und Verringern der Antriebskraft unterdrückt werden. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in welchem die Verbrennungsschwankung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung groß ist, ein Ausbleiben der Selbstzündung bewirkt wird, und um dies zu unterdrücken, ist die Anreicherung des Kraftstoff/Luft-Gemischs im Brennraum zum Erleichtern der Selbstzündung wirksam. Die Erhöhung des Leistungserzeugungsstroms und die Verringerung der Antriebskraft in der vorliegenden Steuerung erhöhen das angeforderte Drehmoment des Motors 100, um das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum wirksam anzureichern und außerdem durch Aufrechterhalten des Leistungserzeugungsstroms und der Antriebskraft die Verbrennungsschwankung kontinuierlich zu unterdrücken.
[Sechste Ausführungsform]
26 ist ein Ablaufplan, welcher Steuerungsinhalte in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Man sollte beachten, dass, da die gleichen Bestandteile wie in den obigen Ausführungsformen auch die gleichen Bezugszeichen haben, auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet wird.
Ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung zum Unterdrücken der Verbrennungsschwankung, welche in den Verbrennungsmodi der funkengezündeten Verbrennung, der kompressionsgezündeten Verbrennung, der mageren Verbrennung und der Abgasrückführungs-Verbrennung ausgeführt wird.
Die in 26 gezeigten Steuerungsinhalte werden durch das Steuergerät 1 in einem vordefinierten Zyklus wiederholt ausgeführt.
Da die Verarbeitung der Schritte S101 bis S111 die gleiche wie bei der Steuerung bei der kompressionsgezündeten Verbrennung in der obigen ersten Ausführungsform ist, wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
In einem Fall, in welchem in Schritt S104 ermittelt wird, dass das kompressionsgezündete-Verbrennung-FLG ausgeschaltet ist, ermittelt das Steuergerät 1 in Schritt S112, ob der Verbrennungsmodus die magere Verbrennung ist. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass der Verbrennungsmodus die magere Verbrennung ist, werden in Schritt S114 ein Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)L und ein Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)L für die magere Verbrennung gelesen.
In einem Fall, in welchem in Schritt S112 ermittelt wird, dass der Verbrennungsmodus nicht die magere Verbrennung ist, wird in Schritt S113 ermittelt, ob der Verbrennungsmodus die Abgasrückführungs-Verbrennung ist. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass der Verbrennungsmodus die Abgasrückführungs-Verbrennung ist, werden in Schritt S115 ein Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)e und ein Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)e für die Abgasrückführungs-Verbrennung gelesen.
In einem Fall, in welchem in Schritt S113 ermittelt wird, dass der Verbrennungsmodus nicht die Abgasrückführungs-Verbrennung ist, werden in Schritt S116 der Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i)s und der Erfassungsende-Zeitpunkt F(i)s für die funkengezündete Verbrennung gelesen.
Hinsichtlich des Erfassungsbeginn-Zeitpunkts S(i) und des Erfassungsende-Zeitpunkts F(i), welche in Schritt S114, Schritt S115 oder Schritt S116 gelesen wurden, wird als nächstes in Schritt S117 ermittelt, ob die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) ist.
In einem Fall, in welchem in Schritt S117 Ungleichheit ermittelt wird, kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen. Unterdessen werden in einem Fall, in welchem in Schritt S117 Gleichheit ermittelt wird, das heißt in einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass die in Schritt S103 gelesene Referenz k(a) gleich dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) ist, in Schritt S118 die Taktwerte T1, T2 des Systemtakts des Steuergeräts 1 bei den dem Erfassungsbeginn-Zeitpunkt S(i) und dem Erfassungsende-Zeitpunkt F(i) entsprechenden Referenzen k(a) und der Erfassungs-Drehwinkel W(i) gelesen.
Als nächstes wird in Schritt S119 unter Verwendung der Taktwerte T1, T2 und des Erfassungs-Drehwinkels W(i) die Winkelgeschwindigkeit ω(i) der Kurbelwelle 11 berechnet. Dann wird in Schritt S120 der Änderungsanzeiger C der in Schritt S119 berechneten Winkelgeschwindigkeit ω(i) berechnet.
Nun wird in Schritt S121 ermittelt, ob der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist. In einem Fall, in welchem der Änderungsanzeiger C nicht größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist, das heißt in welchem der Änderungsanzeiger C kleiner als der Schwellenwert CL ist (NEIN in Schritt S121), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und wird die Referenz k(a) erneut gelesen. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass der Änderungsanzeiger C größer als der oder gleich dem Schwellenwert CL ist (JA in Schritt S121), geht der Ablauf weiter zu Schritt S122, wird die AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung zum Erhöhen des AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellbetrags ausgeführt und wird dann die Steuerung des vorliegenden Ablaufs beendet.
Gemäß dem Motor 100 der vorliegenden Ausführungsform wird die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 zu der Erfassungszeit und für die Erfassungsdauer, welche gemäß den Verbrennungsmodi der kompressionsgezündeten Verbrennung, der mageren Verbrennung, der Abgasrückführungs-Verbrennung und der funkengezündeten Verbrennung eingestellt wurden, erfasst und wird die Verbrennungsstabilität auf Grundlage der erfassten Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 ermittelt. Somit kann die Verbrennungsschwankung in den Verbrennungsmodi genau erfasst werden. Durch Ausführen der AVS-„In-Richtung-früh“-Verstellungs-Steuerung oder der AVS-„In-Richtung-spät“-Verstellungs-Steuerung auf Grundlage der erfassten Verbrennungsschwankung und Verändern des Aktivierungszeitpunkts des Ventilmechanismus wird die Verbrennungsschwankung unterdrückt, so dass die Verbrennungsstabilität des Verbrennungsmotors verbessert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Steuergerät
2: Gaspedalöffnungssensor
3: Abgastemperatursensor
4: Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Sensor
5: Dreiwegekatalysator
6: Abgasleitung
7a: variable Einlassventil-Einrichtung
7b: variable Auslassventil-Einrichtung
8: Brennraum
9: Kühlwassertemperatursensor
10: Kurbelwinkelsensor
11: Kurbelwelle
12: Kolben
13: Einspritzventil
14: Zündkerze
15: Ansaugrohr
16: elektronisch gesteuerte Drosselklappe
17: Ansauglufttemperatursensor
18: Luftmengenmesser
20: Kraftstoffdrucksensor
21: Kraftstoffpumpe
22: Turbolader
100: Motor
31: Eingangsschaltung
32: Eingangs-/Ausgangsanschluss
33: RAM
34: ROM
35: CPU
36a: Ansteuerung für die elektronisch gesteuerte Drosselklappe
36b: Einspritzventil-Ansteuerung
36c: Zündungs-Ausgangsschaltung
36d: Ansteuerung für die variablen Ventile
36e: Kraftstoffpumpen-Ansteuerung
36f: Turbolader-Ansteuerung

Claims

Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche bei Umschalten eines Verbrennungsmodus betätigbar ist, aufweisend: ein Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel zum Einstellen einer Erfassungszeit und einer Erfassungsdauer zum Erfassen eines Sensorsignals eines Kurbelwinkelsensors gemäß dem Verbrennungsmodus; und ein Verbrennungsschwankungs-Ermittlungsmittel zum Ermitteln auf Grundlage des durch den Kurbelwinkelsensor zu der Erfassungszeit und für die Erfassungsdauer, welche durch das Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel eingestellt wurden, erfassten Sensorsignals, ob eine Verbrennungsschwankung vorliegt, wobei der Verbrennungsmodus kompressionsgezündete Verbrennung und funkengezündete Verbrennung aufweist, und das Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmodus die kompressionsgezündete Verbrennung ist, die Erfassungsdauer verkürzt und die Erfassungszeit gegenüber der funkengezündeten Verbrennung in Richtung früh verstellt.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei das Erfassungszeitpunkt-Einstellmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmodus die kompressionsgezündete Verbrennung ist, die Erfassungszeit und die Erfassungsdauer so einstellt, dass eine Spitzenwert-Zeit eines Verbrennungsdrucks in einem Brennraum des Verbrennungsmotors einbezogen wird.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, aufweisend: ein Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel zum Steuern des Unterdrückens der Verbrennungsschwankung des Verbrennungsmotors in einem Fall, in welchem das Verbrennungsschwankungs-Ermittlungsmittel ermittelt, dass die Verbrennungsschwankung vorliegt.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel das Unterdrücken der Verbrennungsschwankung des Verbrennungsmotors auf Grundlage eines Drehwinkels und einer Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle, welche aus dem Sensorsignal des Kurbelwinkelsensors gewonnen wurden, steuert.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel in einem Fall, in welchem eine Ermittlung des Verbrennungsschwankungs-Ermittlungsmittels infolge einer Unterdrückungssteuerung der Verbrennungsschwankung von Verbrennungsschwankung zu Verbrennungsschwankung geändert wird, einen Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerzustand zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Ermittlung geändert wird, aufrechterhält.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor einen variablen Ventilmechanismus aufweist, das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel einen Aktivierungszeitpunkt des variablen Ventilmechanismus auf Grundlage des Sensorsignals verändert.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 6, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel einen Zeitpunkt zum Schließen eines Auslassventils des variablen Ventilmechanismus in Richtung früh verstellt, wenn der Verbrennungsmodus die kompressionsgezündete Verbrennung ist, und den Zeitpunkt zum Schließen des Auslassventils des variablen Ventilmechanismus in Richtung spät verstellt, wenn der Verbrennungsmodus die funkengezündete Verbrennung ist.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweist, eine Kraftstoffeinspritzdauer der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verlängert.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor einen Turbolader aufweist, einen Ladedruck des Turboladers erhöht.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor einen Stromerzeuger aufweist, einen Leistungserzeugungsstrom des Stromerzeugers verringert.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei das Verbrennungsschwankungsunterdrückungs-Steuerungsmittel in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor einen Leistungserzeugungs- und Antriebs-Elektromotor aufweist, einen Leistungserzeugungsstrom des Elektromotors verringert und eine Antriebskraft erhöht.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmodus magere Verbrennung und/oder Abgasrückführungs-Verbrennung aufweist.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, aufweisend: einen variablen Ventilmechanismus, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, einen Turbolader, einen Stromerzeuger oder einen Elektromotor, welcher fähig ist, Leistung und Antrieb zu erzeugen, wobei auf Grundlage des Sensorsignals ein Aktivierungszeitpunkt des variablen Ventilmechanismus, eine Kraftstoffeinspritzdauer der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, ein Ladedruck des Turboladers, ein Leistungserzeugungsstrom des Stromerzeugers oder ein Leistungserzeugungsstrom und eine Antriebskraft des Elektromotors geändert wird.
Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei ein Ausfall des Kurbelwinkelsensors auf Grundlage des Sensorsignals festgestellt wird und die kompressionsgezündete Verbrennung in einem Fall der Feststellung des Ausfalls des Kurbelwinkelsensors nicht durchgeführt wird.