DE112013004638B4 - Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Steuerungsvorrichtung (31) für einen Verbrennungsmotor (1), der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23), der ein Verdichtungsverhältnis verändern kann, ausgerüstet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (31) umfasst:
Mittel zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) durch Vergleichen von Parametern, die eine Ausgabeschwankung des Verbrennungsmotors (1) bezeichnen, mit einem Bestimmungswert, der auf der Basis eines gemessenen Wertes der Ladelufteffizienz des Verbrennungsmotors (1) änderbar ist,
wobei ein Ablauf zum Erhöhen des Bestimmungswertes ausführbar ist, wenn das Verdichtungsverhältnis, das im variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23) veränderlich ist, ansteigt.

Description

  • Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor, der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgerüstet ist.
  • Stand der Technik
  • Das Patentdokument 1 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die ein erforderliches Drehmoment in Abhängigkeit eines Gaspedalbetätigungsausmaß berechnet, einen Öffnungsbereich einer Drosselklappe auf der Basis des erforderlichen Drehmoments berechnet, den Öffnungsbereich in eine Sollöffnung umwandelt und die Öffnung der elektronischen Drosselsteuerung in Abhängigkeit der Sollöffnung steuert.
  • Das Patentdokument 2 offenbart ein System zum Erfassen einer Fehlzündung eines Verbrennungsmotors mit einer Vielzahl von Zylindern, umfassend einen Kurbelwellenwinkelsensor, der eine Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit jedes Mal bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel erfasst, einen Rechner, der jedes Mal bei dem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel ein Produkt berechnet, indem er einen Wert, der aus einer periodischen Funktion, die derart definiert ist, dass sie eine Drehmomentgenerierung einzelner Zylinder synchron mit jedem Verbrennungszyklus modelliert, abgerufen wird, mit der erfassten Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit multipliziert sowie das berechnete Produkt über einen vorbestimmten Bereich derart integriert, dass ein Integral des Produkts berechnet wird, wobei die periodische Funktion in Antwort auf die Motordrehzahl festgelegt ist; und einen Fehlzündungsunterscheider, der das berechnete Integral mit einem vorbestimmten Wert vergleicht und erfasst, ob auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs eine Fehlzündung in einem der einzelnen Zylinder aufgetreten ist, wobei die periodische Funktion ebenfalls in Antwort auf die Belastung des Motors festgelegt ist.
  • Das Patentdokument 3 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern auf der Basis eines ersten Signals, in dem sich die Ungleichförmigkeit der Drehbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abbildet. Beim Verfahren wird ein zweites Signal erzeugt, das periodisch ist und dessen Periodendauer der Periodendauer eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine oder dieser Periodendauer geteilt durch eine ganze Zahl entspricht und das eine feste Phasenbeziehung zur Drehbewegung der Kurbelwelle aufweist. Dabei wird das zweite Signal mit einem auf dem ersten Signal basierenden Signal moduliert und gefiltert, und das aus Modulation und Filterung hervorgehende dritte Signal zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern und zur Identifikation der betroffenen Zylinder verwendet.
  • Dokumentenbezugsliste
  • Patentdokument
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
  • In einem Verbrennungsmotor, der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgerüstet ist, auch wenn eine Ansaugluftmenge, mit anderen Worten, eine Ladelufteffizienz konstant ist, wird die theoretische Wärmeeffizienz durch eine Änderung beim Verdichtungsverhältnis verändert und ein erzeugtes Drehmoment geändert. Wenn ein Motor durch Schätzen des erzeugten Drehmoments auf der Basis der Ansaugluftmenge gesteuert oder wenn die Ansaugluftmenge auf der Basis der Anforderungen des erzeugten Drehmoments gesteuert wird, gibt es daher einen Fall, in dem die Steuerungsgenauigkeit gemäß dem Verdichtungsverhältnis kleiner wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Probleme ausgeführt worden, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren, die eine Abnahme bei der Steuerungsgenauigkeit reduzieren können, auch wenn das Verdichtungsverhältnis geändert wird, in einem Verbrennungsmotor zu schaffen, der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ausgerüstet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Daher wird zumindest eine Steuerung einer Motorlast oder eine Steuerung gemäß der Motorlast in Abhängigkeit eines Verdichtungsverhältnisses, dass durch den variablen Verdichtungsverhältnismechanismus variabel ist, gemäß der vorliegenden Erfindung geändert.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Steuerung gemäß einer Änderung bei der theoretischen Wärmeeffizienz infolge einer Änderung beim Verdichtungsverhältnis auszuführen, und es ist möglich zu verhindern, dass die Steuerungsgenauigkeit infolge der Änderung beim Verdichtungsverhältnis reduziert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Systemdiagramm eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Tabelle, die die Relation zwischen einem Verdichtungsverhältnis und einem Drehmomentverhältnis in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Fehlzündungsbestimmungswert-Kennfeld in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 4A und 4B sind Diagramme, die ein Kennfeld darstellen, das für eine Interpolationsaktion des Fehlzündungsbestimmungswerts in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Fehlzündungsdiagnoseablaufes in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Korrekturablauf gemäß des Verdichtungsverhältnisses des Fehlzündungsbestimmungswertes in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der den Fehlzündungsbestimmungswert in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Interpolationsaktion erhält.
    • 8 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen dem Verdichtungsverhältnis und einem positiven Drehmomentbereich in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 9A und 9B sind Diagramme, die eine positive Drehmomentsbestimmungswerttabelle für jedes Basis-Verdichtungsverhältnis in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der einen positiven Drehmomentbestimmungswert in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Interpolationsaktion erhält.
    • 11A und 11B sind Diagramme, die Korrektureigenschaften der Motorlast darstellen, die verwendet werden, um den Zündzeitpunkt in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festzulegen.
    • 12 ist ein Diagramm, das eine Differenz beim Kennfeldsuchwert (Zündzeitpunkt) infolge der Korrektur der Motorlast in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 13 ist ein Diagramm, das ein Kennfeld eines Basis-Zündzeitpunktes in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 14A und 14B sind Diagramme, die die Korrektureigenschaften des Basis-Zündzeitpunktes in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 15 ist ein Diagramm, das eine Differenz beim Kennfeldsuchwert (Katalysatortemperatur) infolge der Korrektur der Motorlast in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 16 ist ein Diagramm, das die Korrektureigenschaften der Motorlast darstellt, die für die Schätzung der Katalysatortemperatur in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • 17 ist ein Diagramm, das ein Kennfeld der Katalysatortemperatur in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 18 ist ein Diagramm, das die Korrektureigenschaften der Motorlast darstellt, die für die Schätzung der Katalysatortemperatur in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • 19A und 19B sind Diagramme, die die Korrektureigenschaften einer Sollmenge einer Ansaugluft in der Drehmomentsteuerung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
  • 1 stellt ein Beispiel eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors dar, für den eine Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Ein Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Zylinderblock 2, einem Kolben 4, der in einer Zylinderbohrung 3 vorgesehen ist, die im Zylinderblock 2 ausgebildet ist, einem Zylinderkopf 10, in dem eine Ansaugöffnung und eine Auslassöffnung ausgebildet sind, ein Paar Ansaugventile 7, 7 und Auslassventile 8, 8 ausgerüstet, die für jeden Zylinder vorgesehen sind, um die Öffnungsenden der Ansaugöffnungen 5 und Auslassöffnungen 6 zu öffnen und zu schließen.
  • Der Kolben 4 ist mit einer Kurbelwelle 9 über eine Verbindungsstange 13 mit einer unteren Verbindung 11 und einer oberen Verbindung 12 verbunden.
  • Außerdem ist eine Verbrennungskammer 14 zwischen einer Kronenoberfläche 4a des Kolbens 4 und der unteren Fläche des Zylinderkopfes 10 ausgebildet. Eine Zündkerze 15 ist im Wesentlichen am Mittelpunkt des Zylinderkopfes 10 vorgesehen, der die Verbrennungskammer 14 bildet.
  • Außerdem ist der Motor 1 mit einem variablen Ventilhubmechanismus 21, der ein Ventilhubausmaß und einen Betätigungswinkel der Ansaugventile 7, 7 variieren kann, mit einem variablen Ventileinstellmechanismus 22, der Phasen der Öffnungsperioden der Ansaugventile 7, 7 bezüglich einer Kurbelwelle 9 variieren kann und mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 ausgerüstet, der das Verdichtungsverhältnis durch Ändern einer oberen Totpunktposition eines Kolbens 4 variieren kann.
  • Ein variabler Ventilhubmechanismus 21, der z.B. in der japanischen offengelegten veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 2003-172112 ( JP 2003 - 172 112 A ) offenbart ist, ist ein Mechanismus, der das Ausmaß des maximalen Ventilhubs der Ansaugventile 7, 7 durch Ändern der Winkelposition der Steuerwelle durch einen Aktuator, wie z.B. einen Elektromotor, erhöht oder verringert, und den Betätigungswinkel in Verbindung mit der Erhöhung oder Verringerung des zugehörigen Ausmaßes eines maximalen Ventilhubs erhöht oder verringert.
  • Außerdem ist der variable Ventileinstellmechanismus 22 ein Mechanismus, der die mittlere Phase des Betätigungswinkels auf einen Voreilwinkel und einen Verzögerungswinkel festlegt, während der Betätigungswinkel der Ansaugventile 7, 7 durch Ändern der Phase eine Ansaugnockenwelle 24 bezüglich der Kurbelwelle 9 konstant gehalten wird.
  • Ein variabler Verdichtungsverhältnismechanismus 23 weist eine Funktion auf, die das Verdichtungsverhältnis eines Verbrennungsmotors 1 durch Ändern der oberen Totpunktposition des Kolbens 4, z.B. durch eine Anordnung wie in der japanischen offengelegten veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 2002-276446 ( JP 2002 - 276 446 A ) offenbart, verändern kann, und ein Beispiel der Anordnung des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 wird nachstehend beschrieben.
  • Die Kurbelwelle 9 ist mit einer Mehrzahl von Kurbelzapfenbereichen 9a und Kurbelstiftbereichen 9b ausgerüstet, und ein Kurbelzapfenbereich 9a ist drehbeweglich auf einem Hauptlager des Zylinderblocks 2 abgestützt.
  • Der Kurbelstiftbereich 9b ist vom Kurbelzapfenbereich 9a exzentrisch, und eine untere Verbindung 11 ist drehbeweglich damit verbunden.
  • Die untere Verbindung 11 ist durch zwei getrennte Teile eingerichtet, und ein Kurbelstiftbereich 9b ist in eine Verbindungsöffnung, die im Wesentlichen am Mittelpunkt vorgesehen ist, eingepasst.
  • Eine untere Endseite der oberen Verbindung 12 ist drehbeweglich mit einem Ende einer unteren Verbindung 11 durch einen Verbindungsstift 25 und eine obere Endseite davon drehbeweglich mit einem Kolben 4 durch einen Kolbenstift 26 verbunden.
  • Eine obere Endseite einer Steuerungsverbindung 27 ist drehbeweglich mit dem anderen Ende einer unteren Verbindung 11 durch einen Verbindungsstift 28 und eine untere Endseite davon drehbeweglich mit dem unteren Bereich des Zylinderblocks 2 mittels einer Steuerwelle 29 verbunden.
  • Insbesondere ist die Steuerwelle 29 drehbeweglich auf dem Zylinderblock 2 abgestützt und weist einen exzentrischen Nockenbereich 29a auf, der vom Drehmittelpunkt exzentrisch ist und der untere Endbereich der Steuerungsverbindung 27 ist drehbeweglich am exzentrischen Nockenbereich 29a eingepasst.
  • Eine Drehposition der Steuerwelle 29 wird durch einen Verdichtungsverhältnis-Steuerantrieb 30 unter Verwendung eines Elektromotors gesteuert.
  • Im variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23, der den Mehr-Verbindungs-Kolben-Kurbelmechanismus, wie oben beschrieben, verwendet, wenn die Steuerwelle 29 durch den Verdichtungsverhältnis-Steuerantrieb 30 gedreht wird, wird die zentrale Position des exzentrischen Nockenbereichs 29a, d.h., die relative Position des Zylinderblocks 2, geändert.
  • Somit wird eine Schwing-Abstützposition des unteren Endes der Steuerungsverbindung 27 geändert, und wenn die Schwing-Abstützposition der Steuerungsverbindung 27 geändert wird, wird der Hub des Kolbens 4 geändert, die Position des Kolbens 4 am oberen Totpunkt des Kolbens TDC wird höher oder niedriger, und das Verdichtungsverhältnis des Motors 1 geändert.
  • Ein Ansaugsystem des Verbrennungsmotors 1 ist mit einer elektronischen Drosselsteuerung 41 versehen, die die Menge einer Ansaugluft eines Verbrennungsmotors 1 durch Änderung des Öffnungsbereichs des Ansaugsystems einstellt. Der variable Ventilhubmechanismus 21, variable Ventileinstellmechanismus 22, variable Verdichtungsverhältnismechanismus 23, eine elektronische Drosselsteuerung 41, ein Para-Transistor 43, der eingerichtet ist, um den Strom zu steuern, der durch eine Primärseite einer Zündspule fließt, und dergleichen werden durch eine Steuerungsvorrichtung 31, die mit einem Computer ausgerüstet ist, gesteuert.
  • Signale von verschiedenen Sensoren, die eingerichtet sind, um die Betriebszustände des Verbrennungsmotors 1 zu erfassen, werden in die Steuerungsvorrichtung 31 eingegeben.
  • Als verschiedene Sensoren, die eingerichtet sind, um die Betriebszustände des Verbrennungsmotors 1 zu erfassen, sind mit Ausnahme eines Luft-Kraftstoff-Verhältnissensors 42 vorgesehen: ein Kurbelwellensensor 32, der eingerichtet ist, um ein Impulssignal POS synchron mit einer Drehung des Motors auszugeben, ein Luftstromsensor 33, der ein Signal QA ausgibt, das die Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 1 bezeichnet, einen Gaspedalöffnungssensor 34, der eingerichtet ist, um ein Signal ACC auszugeben, das ein Ausmaß einer Niederdrückung des Gaspedals (Gaspedalöffnung) bezeichnet, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35, der eingerichtet ist, um ein Signal VSP auszugeben, das eine Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) eines Fahrzeugs mit einem darin montierten Verbrennungsmotors 1 bezeichnet, ein Wassertemperatursensor 37, der eingerichtet ist, um ein Signal TW auszugeben, das eine Kühlwassertempratur (Motortemperatur) des Verbrennungsmotors 1 bezeichnet, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 42, der eingerichtet ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luftüberschussverhältnis λ) über die Sauerstoffkonzentration im Abgas zu erfassen, und dergleichen.
  • Die Inhalte der Steuerung, die die Steuerungsvorrichtung 31 verbindet, werden nachstehend detailliert beschrieben.
  • Fehlzündungsdiagnose
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 weist eine Fehlzündungsdiagnosefunktion auf, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Fehlzündung im Verbrennungsmotor 1 erfasst.
  • Bei der bekannten Fehlzündungsbestimmung wird z.B. die Drehzahl des Motors bei einem vorbestimmten Zyklus auf der Basis des Impulssignals POS berechnet, und wenn ein Absolutwert der Abweichung zwischen einem Durchschnittswert und einem Maximalwert oder einem Minimalwert in der Bestimmungsperiode der Drehzahl des Motors gleich oder größer als ein Bestimmungswert SL ist, wird bestimmt, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist.
  • Wenn Parameter für die Fehlzündungsbestimmung verwendet werden, ist es zusätzlich möglich, einen Parameter zu verwenden, der die Drehschwankung und Drehmomentschwankung, die durch die Fehlzündung begleitet werden, bezeichnet, ohne auf die oben beschriebene Abweichung begrenzt zu sein.
  • Hier schwankt die Drehschwankung und die Drehmomentschwankung, die mit der Fehlzündung einhergehen, in Abhängigkeit der Motorleistung der Drehzahl des Motors. Auch wenn es keine Fehlzündung gibt, werden die Schwankungen zum Zeitpunkt einer hohen Drehzahl und niedrigen Last des Verbrennungsmotors 1 kleiner und zum Zeitpunkt einer kleinen Drehzahl und hohen Last größer. Somit unterscheidet die Steuerungsvorrichtung 31 das Ausmaß der Schwankung infolge der Fehlzündung und das Ausmaß der Schwankung infolge der Betriebszustände durch Änderung des Bestimmungswerts in Abhängigkeit der Motorlast und der Drehzahl des Motors.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 erhält eine Ladelufteffizienz oder einen Äquivalentwert einer Ladelufteffizienz als Zustandsgröße, die die Motorlast bezeichnet, aber wenn das Verdichtungsverhältnis höher wird, wird das Drehmoment größer, auch wenn die Ladelufteffizienz dieselbe ist, wie in 2 dargestellt. Auch wenn ein Fehlzündungsbestimmungswert SL aus der Ladelufteffizienz festgelegt ist, kann er folglich in einigen Fällen von dem Wert abweichen, der an die tatsächlichen Drehmomentwerte angepasst ist.
  • D.h., die theoretische Wärmeeffizienz, die Reibung, der Kühlverlust oder dgl., werden durch die Änderung beim Verdichtungsverhältnis geändert, und auch unter den Bedingungen, dass die Ladelufteffizienz dieselbe ist, kann das Drehmoment unterschiedlich sein. Wenn z.B. die Relation unter der Ladelufteffizienz der Drehzahl des Motors und des Bestimmungswertes SL bestimmt wird, um für die Bedingungen des maximalen Verdichtungsverhältnis geeignet zu sein, falls die Fehlzündungsbestimmung unter der Bedingung eines Verdichtungsverhältnisses, das kleiner als das maximale Verdichtungsverhältnis ist, ausgeführt wird, wird somit das Drehmoment unterschätzt, um die Fehlzündungsbestimmung auf der Basis eines Bestimmungswerts SL auszuführen, das an das Drehmoment angepasst ist, dass kleiner als das tatsächliche Drehmoment ist, und es ist möglich, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Fehlzündung versehentlich zu bestimmen.
  • Außerdem sind das maximale Verdichtungsverhältnis und das minimale Verdichtungsverhältnis jeweils ein Maximalwert und ein Minimalwert des Verdichtungsverhältnisses, die einen Änderungsbereich des Verdichtungsverhältnis definieren, dass beim variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 variabel ist, oder einen Steuerungsbereich definieren, der innerhalb des Änderungsbereichs festgelegt ist.
  • Daher führt die Steuerungsvorrichtung 31 den Änderungsablauf eines Fehlzündungsbestimmungswerts SL in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses durch Festlegen eines Fehlzündungsbestimmungswerts SL gemäß der Motorlast aus, wenn eine Steuerung gemäß der Motorlast einen Fehlzündungsbestimmungswert SL festlegt, der an das tatsächliche Drehmoment angepasst ist, auch wenn es eine Änderung beim Verdichtungsverhältnis gibt, und ermöglicht die genaue Fehlzündungsdiagnose.
  • Als Beispiel eines Änderungsablaufs eines Fehlzündungsbestimmungswerts SL in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnis legt die Steuerungsvorrichtung 31 vorher das Bestimmungswert-Kennfeld (s. 3) oder eine Funktion zum Festlegen eines Basis-Bestimmungswertes SLs aus der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors fest, um somit für einen Fall geeignet zu sein, in dem das Basis-Verdichtungsverhältnis z.B. das maximale Verdichtungsverhältnis ist, und ändert einen Basis-Bestimmungswert SLs, der auf der Basis des Kennfeldes oder der Funktion in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses festgelegt ist.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 führt die Änderungen des Basis-Bestimmungswerts SLs in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses z.B. gemäß der folgenden Formeln (1) und (2) aus. Fehlz u ¨ ndungsbestimmungswert SL = Basis Bestimmungswert SLs × ( Drehmomentverh a ¨ ltnis beim gegenw a ¨ rtigen Verdichtungsverh a ¨ ltnis / Drehmo mentverh a ¨ ltmis beim Basis Verdichtungsverh a ¨ ltnis )
    Figure DE112013004638B4_0001
    Drehmomentverh a ¨ ltnis = theoretische W a ¨ rmeeffizienz × Reibkor rektur Koeffizient × K u ¨ hlverlust Korrekturkoeffizient
    Figure DE112013004638B4_0002
  • Wie in 2 dargestellt, erhöht sich die theoretische Wärmeeffizienz, wenn das Verdichtungsverhältnis größer wird. Auch bei Betrachtung des Einflusses der Reibung und des Kühlverlustes, wenn die Ladelufteffizienz und die Drehzahl des Motors dieselben sind, wird das Drehmoment größer, wenn das Verdichtungsverhältnis höher wird. Bezüglich des Drehmoments des Basis-Verdichtungsverhältnisses erhöht sich das Drehmoment, wenn das Verdichtungsverhältnis höher wird.
  • Zwischenzeitlich ist es notwendig, den Fehlzündungsbestimmungswert bezüglich einer Erhöhung beim Drehmoment zu erhöhen und den Fehlzündungsbestimmungswert SL bezüglich einer Verringerung beim Drehmoment zu verringern. Durch Multiplizieren eines „Drehmomentverhältnisses beim gegenwärtigen Verdichtungsverhältnis / Drehmomentverhältnisses beim Basis-Verdichtungsverhältnis“ durch den Basis-Bestimmungswert SLs, legt die Steuerungsvorrichtung 31 dadurch das Ergebnis, dass durch die ansteigende Korrektur des Basis-Bestimmungswertes SLs erhalten wird, auf den Fehlzündungswert SL fest, wenn das Basis-Verdichtungsverhältnis nicht das maximale Verdichtungsverhältnis und das Verdichtungsverhältnis größer als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist. Während die Steuerungsvorrichtung 31 das Ergebnis, dass durch die verringerte Korrektur des Basis-Bestimmungswertes SLs erhalten wird, auf den Fehlzündungsbestimmungswert SL festgelegt, wenn das Verdichtungsverhältnis kleiner als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist.
  • Wenn z.B. das Basis-Verdichtungsverhältnis auf das maximale Verdichtungsverhältnis festgelegt ist, wird zusätzlich dass „Drehmomentverhältnis“ beim gegenwärtigen Verdichtungsverhältnis / Drehmomentverhältnis beim Basis-Verdichtungsverhältnis“ auf einen Wert von 1 oder kleiner festgelegt, und der Fehlzündungsbestimmungswert SL wird variabel gemäß dem Verdichtungsverhältnis im Bereich unterhalb des Basis-Bestimmungswertes SLs festgelegt.
  • Im obigen wird das Drehmomentverhältnis für jedes Verdichtungsverhältnis aus der in 2 dargestellten Tabelle abgefragt, und das „Drehmomentverhältnis beim gegenwärtigen Verdichtungsverhältnis / Drehmomentverhältnis beim Basis-Verdichtungsverhältnis“ wird als Korrekturkoeffizient berechnet, um den Basis-Bestimmungswert SLs zu korrigieren. Da jedoch das Drehmomentverhältnis beim Basis-Verdichtungsverhältnis ein konstanter Wert ist, kann die Steuervorrichtung 31 das Verdichtungsverhältnis beim Ausführen der Fehlzündungsbestimmung in den Korrekturkoeffizienten umwandeln, wodurch der Basis-Bestimmungswert SLs durch den Korrekturkoeffizienten korrigiert wird.
  • Als Verfahren zum Ändern eines Fehlzündungsbestimmungswerts SL in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses kann die Steuervorrichtung 31 auch die Interpolationsaktion verwenden.
  • Wie in 4A und 4B dargestellt, weist z.B. die Steuerungsvorrichtung 31 ein erstes Kennfeld, dass für einen Fall angepasst ist, in dem das Verdichtungsverhältnis das maximale Verdichtungsverhältnis ist und ein zweites Kennfeld, das für Fall angepasst ist, in dem das Verdichtungsverhältnis das minimale Verdichtungsverhältnis ist, als Bestimmungswertkennfeld zum Festlegen eines Fehlzündungsbestimmungswerts SL aus der Ladeluft effizient und der Drehzahl des Motors auf.
  • Außerdem erhält die Steuerungsvorrichtung 31 einen Fehlzündungsbestimmungswert SL, der dem Verdichtungsverhältnis zu dem Zeitpunkt entspricht, wenn die Fehlzündungsbestimmung durch die Interpolationsaktion zwischen dem Fehlzündungsbestimmungswert SL (1), der aus dem ersten Kennfeld abgefragt wird, und dem Fehlzündungsbestimmungswerts SL (2), der aus dem zweiten Kennfeld abgefragt wird, ausgeführt wird.
  • Wenn das maximale Verdichtungsverhältnis 11 und das minimale Verdichtungsverhältnis 9 beträgt, wird z.B. der Fehlzündungsbestimmungswert SL zu dem Zeitpunkt, wenn das Verdichtungsverhältnis 10 beträgt, ein arithmetischer Mittelwert zwischen dem Fehlzündungsbestimmungswert SL (A), der aus dem ersten Kennfeld erhalten wird, und dem Fehlzündungsbestimmungswerts SL (B), der aus dem zweiten Kennfeld erhalten wird (arithmetischer Mittelwert = (Fehlzündungsbestimmungswert SL (A) + Fehlzündungsbestimmungswert SL (B)) / 2).
  • Bei der Interpolationsaktion ist es außerdem möglich, den Fehlzündungsbestimmungswert SL, der dem Verdichtungsverhältnis zu dem Zeitpunkt bei der Interpolationsaktion entspricht, vom Fehlzündungsbestimmungswert SL zu erhalten, der jedem der drei oder mehr Basis-Verdichtungsverhältnisse entspricht.
  • Das Ablaufdiagramm von 5 stellt ein Beispiel eines Fehlzündungsbestimmungsablaufes durch die Steuerungsvorrichtung 31 dar.
  • Zuerst bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S101, ob die Bedingungen zum Ausführen der Fehlzündungsdiagnose erfüllt sind. Die Bedingungen, die durch die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S101 bestimmt sind, sind z.B. folgende: die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 1 ist abgeschlossen, ein Fehler eines Sensors, z.B. eines Kurbelwinkelsensors 32, ist nicht erfasst, der Verbrennungsmotor 1 erzeugt ein positives Drehmoment, d.h., das Fahrzeug befindet sich in einem angetriebenen Zustand, das durch die Ausgabe des Verbrennungsmotors 1 angetrieben wird.
  • Wenn es eine Bedingung gibt, die die Fehlzündungsdiagnose ausführen kann, geht der Ablauf zum Schritt S102 über, und die Steuerungsvorrichtung 31 berechnet den Fehlzündungsparameter, der eine Zustandsgröße ist, die mit dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Fehlzündung variiert.
  • Der Fehlzündungsparameter ist z.B. eine Abweichung zwischen dem Durchschnittswert und dem maximalen oder minimalen Wert der Drehzahl des Motors in der Bestimmungsperiode, und ist ein Wert, der anzeigt, dass die Drehschwankung des Verbrennungsmotors 1, nämlich die Drehmomentschwankung, zunimmt, wenn der Absolutwert der Abweichung größer wird.
  • Als nächstes berechnet die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S103 den Fehlzündungsbestimmungswert SL, um mit dem Fehlzündungsparameter verglichen zu werden, aus der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors, die die Motorlast darstellen.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 berechnet außerdem im Schritt S104 einen Korrekturwert zum Korrigieren des Fehlzündungsbestimmungswerts SL, der im Schritt S103 berechnet ist, gemäß dem Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt.
  • Es ist außerdem möglich, als Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt ein Soll-Verdichtungsverhältnis oder ein tatsächliches Verdichtungsverhältnis zu verwenden, das z.B. als Drehposition der Steuerwelle 29 erfasst ist.
  • Im Schritt S105 berechnet die Steuerungsvorrichtung 31 einen endgültigen Fehlzündungsbestimmungswert SL, der dem Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt entspricht, durch Korrigieren des Fehlzündungsbestimmungswerts SL, der im Schritt S103 berechnet ist, durch den Korrekturwert, der im Schritt S104 berechnet ist.
  • Hier wird der endgültige Fehlzündungsbestimmungswert SL, der im Schritt S105 berechnet ist, auf einen größeren Wert festgelegt, wenn die Verdichtung größer wird, mit anderen Werten auf einen Wert, der ein Auftreten einer Fehlzündung bei der größeren Drehschwankung in Abhängigkeit einer Zunahme beim Drehmoment gemäß einer Zunahme beim Verdichtungsverhältnis bestimmt, wenn die Ladelufteffizienz und die Drehzahl des Motors konstant sind.
  • Im Schritt S106 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Fehlzündung durch Vergleichen der Fehlzündungsparameter mit dem Fehlzündungsbestimmungswert SL. Mit anderen Worten, die Steuerungsvorrichtung 31 bestimmt, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist, wenn die Fehlzündungsparameter ein Fehlzündungsbestimmungswert SL oder mehrere sind, und die Drehschwankung des Verbrennungsmotors 1 größer als der Referenzwert ist. Andererseits bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31, dass keine Fehlzündung aufgetreten ist, wenn die Fehlzündungsparameter kleiner als ein Fehlzündungsbestimmungswert SL sind und die Drehschwankung des Verbrennungsmotors 1 kleiner als der Referenzwert ist.
  • Wenn bestimmt ist, dass die Fehlzündung im Schritt S106 aufgetreten ist, geht der Ablauf zum Schritt S107 über und die Steuerungsvorrichtung 31 erhöht den Wert des Fehlzündungszählers zum Zählen der Anzahl von Bestimmungszeitpunkten, dass die Fehlzündung aufgetreten ist, und wenn bestimmt ist, dass keine Fehlzündung im Schritt S106 aufgetreten ist, geht der Ablauf zum Schritt S108 durch Umgehung des Schritts S107 über.
  • Im Schritt S108 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31, ob eine Zykluszeit zum Bestimmen der Fehlzündungsfrequenz verstrichen ist, z.B. auf der Basis, ob die kummulative Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 ein Schwellenwert ist.
  • Der optimale Schwellenwert verändert sich in Abhängigkeit davon, welche Mängel, die durch die Fehlzündung erzeugt werden, erhalten werden, z.B. ein Verschlechtern von Abgaseigenschaften infolge eines Auftretens einer Fehlzündung, und Beeinträchtigung der Abgassystemkomponenten infolge der Kraftstoffverbrennung im Abgassystem durch eine Fehlzündung.
  • Wenn bestimmt ist, dass der Bestimmungszeitpunkt der Fehlzündungsfrequenz im Schritt S108 vorliegt, geht der Ablauf zum Schritt S109 über, die Steuerungsvorrichtung 31 bestimmt, ob der Wert des Fehlzündungszählers der festgelegte Wert oder größer ist, und bestimmt, ob die Fehlzündungsfrequenz als Anzahl der Fehlzündungszeitpunkte pro Anzahl der Zündzeitpunkte den zulässigen maximalen Wert überschreitet.
  • Wenn der Wert des Fehlzündungszählers gleich oder größer als der festgelegte Wert ist, und die Fehlzündungsfrequenz den zulässigen maximalen Wert überschreitet, geht der Ablauf zum Schritt S110 über, und die Steuerungsvorrichtung 31 führt eine Warnung des Fehlzündungsauftretens, z.B. durch Einschalten von Warnlichtern, aus.
  • Außerdem kann die Steuerungsvorrichtung 31 vor dem Auftreten einer Fehlzündung warnen und die Steuerungsänderung des Verbrennungsmotors 1 ausführen. Wenn z.B. die Fehlzündung auftritt, kann die Steuerungsvorrichtung 31 eine maximale Last des Verbrennungsmotors 1 begrenzen, um niedriger als die Zeit zu sein, bei der es keine Fehlzündung gibt, oder um die Verbrennung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das kleiner als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, zu unterbinden.
  • Andererseits, wenn der Wert des Fehlzündungszählers kleiner als der Schwellenwert ist und die Fehlzündungsfrequenz kleiner als der zulässige maximale Wert ist, geht der Ablauf zum Schritt S111 über, und die Steuerungsvorrichtung 31 stoppt das Warnen des Fehlzündungsauftretens.
  • Das Ablaufdiagramm von 6 ist ein Beispiel des Ablaufinhalts von Schritt S103 bis Schritt S105 und stellt einen Ablauf eines Verfahrens zum Korrigieren des Fehlzündungsbestimmungswerts SL in Abhängigkeit des Drehmomentverhältnisses dar.
  • Im Ablaufdiagramm von 6 liest die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S201 zuerst die gemessenen Werte der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors ein.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 kann eine Menge einer Zylinderansaugluft als Zustandsgröße verwenden, die die Ladelufteffizienz bezeichnet. Die Menge der Zylinderansaugluft kann aus der Ansaugluftmenge, die durch den Luftmengensensor 33 gemessen wird, und der Drehzahl des Motors und von der Drosselöffnung oder dem Ansaugunterdruck und der Drehzahl des Motors berechnet werden. Außerdem kann die Steuerungsvorrichtung 31 die Kraftstoffeinspritz-Pulsbreite, die auf der Basis der Menge der Zylinder-Ansaugluft berechnet wird, als Zustandsgröße verwenden, die die Ladelufteffizienz bezeichnet.
  • Beim nächsten Schritt S202 fragt die Steuerungsvorrichtung 31 einen Basis-bestimmungswert SLs, der der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors entspricht, die im Schritt S202 eingelesen wurden, durch Bezugnahme auf ein Kennfeld ab, dass die Basis-Bestimmungswerte SLs speichert, um der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors zu entsprechen.
  • Das Kennfeld des Basis-Bestimmungswertes SLs, auf das sich die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S202 bezieht, ist ein Kennfeld, das für einen Fall geeignet ist, in dem das Verdichtungsverhältnis das Basis-Verdichtungsverhältnis ist.
  • Im Schritt S203 liest die Steuerungsvorrichtung 31 das Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt ein. Das Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt ist ein Soll-Verdichtungsverhältnis oder ein tatsächliches Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt.
  • Im Schritt S204 berechnet die Steuerungsvorrichtung 31 das Drehmomentverhältnis beim Basis-Verdichtungsverhältnis und das Drehmomentverhältnis beim Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt.
  • Im Schritt S205 berechnet die Steuerungsvorrichtung 31 einen Korrekturwert zum Korrigieren der Basis-Bestimmungswerte SLs aus dem Drehmomentverhältnis beim Basis-Verdichtungsverhältnis und dem Drehmomentverhältnis beim Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt. Korrekturwert = Drehmomentverh a ¨ ltnis beim gegenw a ¨ rtigen Verdichtungsverh a ¨ ltnis / Drehmomentverh a ¨ ltnis beim Basis Verdichtungsverh a ¨ ltnis .
    Figure DE112013004638B4_0003
  • Im Schritt S206 korrigiert die Steuerungsvorrichtung 31 die Basis-Bestimmungswerte SLs, die im Schritt S202 erhalten wurden, durch den Korrekturwert, der im Schritt S205 erhalten wurde, und legt das Korrekturergebnis auf den endgültigen Fehlzündungsbestimmungswert SL fest.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 vergleicht den Fehlzündungsbestimmungswert SL, der bei diesem Schritt S206 berechnet wurde, mit dem Fehlzündungsparameter im Schritt S106 des Ablaufdiagramms von 5.
  • Als Ablauf einer Änderung des Fehlzündungsbestimmungswerts SL in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses ist es möglich, eine Interpolationsaktion zu verwenden, wie oben beschrieben. Ein Ablaufdiagramm in 7 stellt ein Beispiel eines Festlegens eines Ablaufes des Fehlzündungsbestimmungswerts SL durch die Interpolationsaktion dar, dass durch die Steuerungsvorrichtung 31 ausgeführt wird.
  • Im Ablaufdiagramm von 7 liest die Steuerungsvorrichtung 31 im Schritt S301, ähnlich wie im Schritt S201, zuerst die gemessenen Werte der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors ein.
  • Im Schritt S302 liest die Steuerungsvorrichtung 31 das Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt ein.
  • Im Schritt S303 fragt die Steuerungsvorrichtung 31 einen Fehlzündungsbestimmungswert SL, der der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors entspricht, die im Schritt S301 eingelesen wurden, aus dem Bestimmungswertkennfeld ab.
  • Als Bestimmungswertkennfeld, auf das sich Schritt S303 bezieht, speichert die Steuerungsvorrichtung 31 vorab ein erstes Kennfeld, das für ein erstes Basis-Verdichtungsverhältnis (z. B. das maximale Verdichtungsverhältnis) geeignet ist, und ein zweites Kennfeld das für ein zweites Basis-Verdichtunsverhältnis (z. B. das minimale Verdichtungsverhältnis) geeignet ist. Hier ist das erste Basis-Verdichtungsverhältnis zum Beispiel das maximale Verdichtungsverhältnis, und das zweite Basis-Verdichtungsverhältnis zum Beispiel das minimale Verdichtungsverhältnis.
  • Im Schritt S303 fragt die Steuerungsvorrichtung 31 die Fehlzündungsbestimmungswerte SL, die der Ladelufteffizienz an der Drehzahl des Motors entsprechen, die im Schritt S301 eingelesen wurden, durch Bezugnahme sowohl auf das erste Kennfeld als auch auf das zweite Kennfeld ab.
  • Im Schritt S304 erhält die Steuerungsvorrichtung 31 einen Fehlzündungsbestimmungswert SL, der dem Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt entspricht, durch eine Interpolationsaktion vom Fehlzündungsbestimmungswert SL(1), der für das erste Basis-Verdichtungsverhältnis, das aus dem ersten Kennfeld abgefragt wird, geeignet ist, und einen Fehlzündungsbestimmungswert SL(2), der für das zweite Basis-Verdichtungsverhältnis, das aus dem zweiten Kennfeld abgefragt wird, geeignet ist.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 vergleicht einen Fehlzündungsbestimmungswert SL, der bei diesem Schritt S304 berechnet wurde, mit dem Fehlzündungsparameter im Schritt S106 des Ablaufdiagramms von 5.
  • Wie oben beschrieben, wird der Fehlzündungsbestimmungswert SL, der auf der Basis der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors geändert worden ist, ferner in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses geändert, und folglich ist es möglich, auch wenn das Verdichtungsverhältnis geändert ist, den Fehlzündungsbestimmungswert SL, der für das tatsächliche Drehmoment geeignet ist, festzulegen, wodurch die Fehlzündungsdiagnose genau ausgeführt wird.
  • In der oben beschriebenen Fehlzündungsdiagnose ist die Steuerungsvorrichtung 31 eingerichtet, um die Diagnose auszuführen, wenn beim Verbrennungsmotor 1 bestimmt wird, ein positives Drehmoment in Schritt S101 zu erzeugen.
  • Wenn die Steuerungsvorrichtung 31 bestimmt, ob ein Zustand eines Auftretens eines positiven Drehmoments auf der Basis der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors vorliegt, weil sich der positive Drehmomentbereich durch das Verdichtungsverhältnis ändert, ist es hier möglich, dass in einigen Fällen die Diagnose in einem Zustand eines negativen Drehmoments ausgeführt wird, in dem der Verbrennungsmotor 1 durch ein verzögertes Fahren von der Achsseite her angetrieben wird, oder die Fehlzündungsdiagnose trotz des Zustands eines Auftretens des positiven Drehmoments nicht ausgeführt wird.
  • 8 stellt ein Beispiel des Unterschieds zwischen den positiven Drehmomentbereichen in Folge des Unterschieds beim Verdichtungsverhältnis dar.
  • Beim Vergleich bei derselben Drehzahl des Motors im hohen Drehzahlbereich, in dem die Drehzahl des Motors den Schwellenwert überschreitet, und im Fall des niedrigen Verdichtungsverhältnisses, ist die Ladelufteffizienz als positives Drehmoment größer als im Fall eines hohen Verdichtungsverhältnisses, wie in 8 dargestellt, und ein Teil des positiven Drehmomentbereichs bei einem hohen Verdichtungsverhältnis wechselt zu einem negativen Drehmomentbereich bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis.
  • Daher bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31, ob es einen Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments als Steuerung gemäß der Motorlast auf der Basis der Ladelufteffizienz, der Drehzahl des Motors und des Verdichtungsverhältnisses gibt.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 speichert zum Beispiel die erste Tabelle (siehe 9A), die an den Fall des maximalen Verdichtungsverhältnisses angepasst ist, und die zweite Tabelle (siehe 9B), die für den Fall des minimalen Verdichtungsverhältnis angepasst ist, als eine Tabelle, die die Ladelufteffizienz, die eine Grenze zwischen dem positiven Drehmomentbereich und dem negativen Drehmomentbereich definiert, für jede Drehzahl des Motors speichert.
  • Die Steuerungsvorrichtung 31 fragt die Ladelufteffizienz ab, die gespeichert ist, um der Drehzahl des Motors zum Zeitpunkt der Fehlzündungsdiagnose zu entsprechen, das heißt, die minimale Ladelufteffizienz als Zustand des Auftretens des positiven Drehmoments, sowohl von der ersten Tabelle als auch der zweiten Tabelle ab, und erhält eine minimale Ladelufteffizienz beim Verdichtungsverhältnis zum Zeitpunkt der Fehlzündungsdiagnose durch die Interpolationsaktion von der minimalen Ladelufteffizienz A, die aus der ersten Tabelle erhalten wird, und einer minimalen Ladelufteffizienz B, die aus der zweiten Tabelle erhalten wird.
  • Wenn es einen Zustand der Ladelufteffizienz gibt, der höher als die minimale Ladelufteffizienz ist, die in der oben beschriebenen Weise berechnet ist, ermöglicht die Steuerungsvorrichtung 31 eine Fehlzündungsdiagnose durch Bestimmen, dass es einen Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments gibt. Andererseits, wenn es einen Zustand der Ladelufteffizienz gibt, der kleiner als die minimale Ladelufteffizienz ist, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 31, dass der Zustand eines Auftretens des negativen Drehmoments möglich ist, mit anderen Worten, ein Verzögerungszustand, und verhindert die Fehlzündungsdiagnose.
  • Auch wenn das Verdichtungsverhältnis geändert wird, ist es möglich, genau zu bestimmen, ob es ein Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments gibt, und es ist daher möglich, zu verhindern, dass die Diagnose versehentlich im Zustand eines negativen Drehmoments ausgeführt wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Fehlzündungsdiagnose versehentlich im Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments verhindert wird.
  • Das Ablaufdiagramm von 10 stellt den Ablauf des arithmetischen Verfahrens der minimalen Ladelufteffizienz dar, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob es einen Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments gibt.
  • Im Ablaufdiagramm von 10 liest die Steuervorrichtung 31 im Schritt S401 die Ladelufteffizienz und die Drehzahl des Motors und im Schritt S402 liest die Steuerungsvorrichtung 31 das Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt ein.
  • Außerdem fragt die Steuerungsvorrichtung 31 in Schritt S403 die minimalen Ladelufteffizienzen, die der Drehzahl des Motors zu diesem Zeitpunkt entsprechen, durch Bezugnahme auf sowohl die erste Tabelle, die für den Fall des maximalen Verdichtungsverhältnisses angepasst ist, als auch auf die zweite Tabelle, die für den Fall des minimalen Verdichtungsverhältnisses angepasst ist, ab, die Tabellen sind, die die minimale Ladelufteffizienz speichern, die die Grenze zwischen dem positiven Drehmomentbereich und dem negativen Drehmomentbereich für jede Drehzahl des Motors definiert.
  • Im Schritt S404 erhält die Steuerungsvorrichtung 31 die minimale Ladelufteffizienz, die dem Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt entspricht, durch die Interpolationsaktion von der minimalen Ladelufteffizienz, die für den Fall des maximalen Verdichtungsverhältnisses angepasst ist, und der minimalen Ladelufteffizienz, die für den Fall des minimalen Verdichtungsverhältnisses angepasst ist.
  • Die minimale Ladelufteffizienz, die im Schritt S404 erhalten wird, ist der Minimalwert der Ladelufteffizienz, die ein positives Drehmoment bei der Drehzahl des Motors und dem Verdichtungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt erzeugt, und die Steuerungsvorrichtung 31 ermöglicht die Fehlzündungsdiagnose durch Bestimmen, dass es einen Zustand eines Auftretens des positiven Drehmoments gibt, wenn hier die tatsächliche Ladelufteffizienz die minimale Ladelufteffizienz überschreitet.
  • Zündzeitpunktsteuerung
  • Außerdem weist die Steuerungsvorrichtung 31 als Steuerung gemäß der Motorlast eine Zündzeitpunktsteuerungsfunktion auf, die den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 1 in Abhängigkeit der Motorbetriebszustände einschließlich der Motorlast bestimmt, und führt die elektrische Leitsteuerung des Para-Transistors 43 in Abhängigkeit des bestimmten Zündzeitpunkts aus.
  • Der optimale Zündzeitpunkt variiert in Abhängigkeit des Innendrucks des Zylinders und der Drehzahl des Motors. Falls hier die Ladelufteffizienz als Zustandsgröße, die den Innendruck eines Zylinders darstellt, im Verbrennungsmotor 1, der mit dem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 ausgerüstet ist, verwendet wird, wird der Innendruck des Zylinders durch eine Änderung beim Verdichtungsverhältnis, auch bei derselben Ladelufteffizienz, geändert.
  • Wenn der Zündzeitpunkt aus dem gemessenen Wert der Ladelufteffizienz ohne Betrachtung der Änderung beim Verdichtungsverhältnis bestimmt wird, kann dadurch der Zündzeitpunkt, der nicht dem tatsächlichen Innendruck des Zylinders entspricht, festgelegt und die Abgabe einer Leistung oder dergleichen gesenkt werden.
  • Daher legt die Steuerungsvorrichtung 31 das Ergebnis, das durch Korrigieren des erfassten Wertes der Ladelufteffizienz auf der Basis des Verdichtungsverhältnisses erhalten wird, als Motorlast fest, die zum Bestimmen des Zündzeitpunkts verwendet wird, und bestimmt dadurch den Zündzeitpunkt auf der Basis der Motorlast und der Drehzahl des Motors.
  • Das Festlegen der Motorlast auf der Basis der Ladelufteffizienz und des Verdichtungsverhältnisses wird gemäß der folgenden Formel (3) als Beispiel ausgeführt. Motorlast = Ladelufteffizienz × Innendruckverh a ¨ ltnis eines Zylinders × volumetrische Effizienz a ¨ nderung .
    Figure DE112013004638B4_0004
  • Das Innendruckverhältnis des Zylinders ist ein Verhältnis des Innendrucks eines Zylinders beim Basis-Verdichtungsverhältnis und der Innendruck des Zylinders unterscheidet sich vom Basis-Verdichtungsverhältnis, wenn die Ladelufteffizienz konstant ist. Wie in 11A dargestellt, weil außerdem der Innendruck eines Zylinders durch eine Erhöhung beim Verdichtungsverhältnis größer wird, wenn das Verdichtungsverhältnis größer wird, wird das Innendruckverhältnis des Zylinders auf einen größeren Wert festgelegt.
  • Außerdem ist die volumetrische Effizienzänderung ein Korrekturausdruck, um der Änderung beim Restgas (volumetrische Effizienz) in Verbindung mit der Änderung beim Verdichtungsverhältnis zu entsprechen, wobei sich das Restgas durch eine Zunahme beim Verdichtungsverhältnis verringert und sich die volumetrische Effizienz erhöht, und es ist möglich, den Zündzeitpunkt auf den Verzögerungswinkel durch eine Abnahme beim Restgas als Inertgas festzulegen. Um die Ladelufteffizienz in die Zunahmerichtung der Motorlast als Verzögerungswinkelrichtung des Zündzeitpunkts zu korrigieren, wie in 11B dargestellt, wenn das Verdichtungsverhältnis größer wird, wird folglich die volumetrische Effizienzänderung auf einen größeren Wert festgelegt.
  • Außerdem ist die volumetrische Effizienzänderung ein Kehrwert des Verhältnisses der Restgasmenge, und wenn die Restgasmenge durch eine Erhöhung beim Verdichtungsverhältnis abnimmt, wird die Ladelufteffizienz erheblich vergrößert und korrigiert.
  • Wie in 12 dargestellt, umfasst die Steuerungsvorrichtung 31 einen Zündzeitpunkt-Kennfeld, das den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors speichert, die für den Fall des Basis-Verdichtungsverhältnisses angepasst sind, und legt den Zündzeitpunkt, wie oben beschrieben, durch Bezugnahme auf das Zündzeitpunkt-Kennfeld auf der Basis der Motorlast, die auf der Basis der Ladelufteffizienz, des Innendruckverhältnisses des Zylinders und der volumetrischen Effizienzänderung berechnet ist, fest.
  • Hier ist das Zündzeitpunkt-Kennfeld auf die Änderungseigenschaften des Zündzeitpunkts zum Verzögerungswinkel bezüglich der Erhöhung beim Innendruck des Zylinders festgelegt, und wenn der Innendruck des Zylinders durch einen Anstieg beim Verdichtungsverhältnis größer wird, auch wenn die Ladelufteffizienz dieselbe ist, wird der Zündzeitpunkt auf der weiter verzögerten Winkelseite festgelegt, und umgekehrt, wenn der Innendruck des Zylinders durch einen Abfall beim Verdichtungsverhältnis kleiner wird, wird der Zündzeitpunkt auf die Seite des weiter vorgeeilten Winkels festgelegt.
  • Als Änderungsablauf des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit der Änderung beim Verdichtungsverhältnis ist es auch möglich, den Zündzeitpunkt, der auf der Basis der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors festgelegt ist, auf der Basis des Innendruckverhältnisses eines Zylinders und der volumetrischen Effizienzänderung zu korrigieren.
  • Im Zündzeitpunkt-Kennfeld (siehe 13), dass für den Fall des Basis-Verdichtungsverhältnisses angepasst ist und den Zündzeitpunkt speichert, der der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors entspricht, wird der Basis-Zündzeitpunkt in diesem Fall durch Bezugnahme auf die Ladelufteffizienz als Motorlast festgelegt.
  • Außerdem wird der endgültige Zündzeitpunkt durch Korrigieren des Basis-Zündzeitpunkts gemäß der Formel (4) festgelegt. Z u ¨ ndzeitpunkt = Basis Z u ¨ ndzeitpunkt × Innendruckverh a ¨ ltnis des Zylin ders × volumetrische Effizienz a ¨ nderung .
    Figure DE112013004638B4_0005
  • Hier wird der Zündzeitpunkt als vorauseilender Winkelwert von der oberen Totpunkt-Verdichtung festgelegt, und wenn der Innendruck des Zylinders ansteigt, ist es erforderlich, den Zündzeitpunkt auf den Verzögerungswinkel festzulegen.
  • Wie in 14A und 14B dargestellt, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, sind dadurch das Innendruckverhältnis eines Zylinders und die volumetrische Effizienzminderung als kleinere Werte vorgegeben, und wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, wird der Basis-Zündzeitpunkt auf die Seite des weiter verzögerten Winkels korrigiert.
  • Wie oben beschrieben, wird der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit der Änderung beim Innendruck eines Zylinders infolge der Änderung beim Verdichtungsverhältnis festgelegt und zur Seite des verzögerten Winkels bezüglich der Erhöhung beim Innendruck des Zylinders infolge der Zunahme beim Verdichtungsverhältnis geändert, und folglich wird der Zündzeitpunkt, der dem tatsächlichen Innendruck des Zylinders entspricht, festgelegt, auch wenn das Verdichtungsverhältnis durch den variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 geändert wird, und dadurch ist es möglich, die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors 1, wenn möglich, zu verbessern.
  • Schätzen einer Katalysatortemperatur
  • Als Steuerung gemäß der Motorlast weist die Steuerungsvorrichtung 31 ferner eine Funktion zum Schätzen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators, der in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen ist, auf der Basis der Motorlast auf, und führt einen Wechsel des Verbrennungsmodus, wie zum Beispiel eine Korrektur eines Zündzeitpunkts, eine Reinigungssteuerung und einen Wechsel einer Schichtladeverbrennung / homogenen Verbrennung, auf der Basis der geschätzten Katalysatortemperatur aus.
  • Zusätzlich ist die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators im Wesentlichen zu einer Temperatur des Abgases äquivalent, das durch den Abgasreinigungskatalysator hindurchgeht.
  • Es gibt hier Eigenschaften, bei denen, wenn die Ladelufteffizienz ansteigt, die Katalysatortemperatur ansteigt und wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, die Katalysatortemperatur ansteigt. Auch wenn die Ladelufteffizienz dieselbe ist, wenn jedoch das Verdichtungsverhältnis und die theoretische Wärmeeffizienz ansteigen, fällt die Katalysatortem peratur.
  • Dadurch könnte beim Schätzen der Katalysatortemperatur aus der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors ein Fehler bei der Temperaturschätzung mit der Änderung beim Verdichtungsverhältnis bewirkt werden.
  • Daher korrigiert die Steuerungsvorrichtung 31 den gemessenen Wert der Ladelufteffizienz in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses und schätzt die Katalysatortemperatur auf der Basis der korrigierten Ladelufteffizienz.
  • Wie in 15 dargestellt, ist die Steuerungsvorrichtung 31 mit einem Katalysator-Temperaturkennfeld versehen, die die Katalysatortemperatur in Abhängigkeit der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors als Zustandsgröße speichert, die die Motorlast darstellt, und wobei das Katalysator-Temperaturkennfeld an einen Fall angepasst ist, in dem das Verdichtungsverhältnis der Basiswert ist.
  • Wenn die Katalysatortemperatur durch Bezugnahme auf das Katalysator-Temperaturkennfeld abgefragt wird, korrigiert die Steuerungsvorrichtung 31 außerdem den gemessenen Wert der Ladelufteffizienz in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses, und fragt die Katalysatortemperatur, die der korrigierten Ladelufteffizienz entspricht, aus dem Katalysator-Temperaturkennfeld ab.
  • Die Korrektur der Ladelufteffizienz gemäß dem Verdichtungsverhältnis wird gemäß der Formel (5) ausgeführt. Motorlast = Ladelufteffizienz × Abgastemperaturverh a ¨ ltnis
    Figure DE112013004638B4_0006
  • Das Abgastemperaturverhältnis ist ein Verhältnis aus der Abgastemperatur zum Zeitpunkt des Basis-Verdichtungsverhältnisses und der Abgastemperatur zum Zeitpunkt des Verdichtungsverhältnisses, dass sich von dem Basis-Verdichtungsverhältnis unterscheidet, wenn die Ladelufteffizienz konstant ist, und, wie in 16 dargestellt, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, wird das Abgastemperaturverhältnis auf einen kleineren Wert festgelegt.
  • Dies ermöglicht der Motorlast, die zum Schätzen der Katalysatortemperatur verwendet wird, auf eine niedrigere Temperatur korrigiert zu werden, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, auch bei derselben Ladelufteffizienz, sodass die Katalysatortemperatur, um niedriger zu sein, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, in Abhängigkeit einer Situation geschätzt wird, in der die theoretische Wärmeeffizienz mit einer Zunahme beim Verdichtungsverhältnis ansteigt, und die Abgastemperatur fällt.
  • Bei einer Korrektur gemäß dem Verdichtungsverhältnis im Schätzungsablauf der Katalysatortemperatur ist es möglich, wie oben beschrieben, die Motorlast zu korrigieren, die zum Schätzen der Katalysatortemperatur verwendet wird, und es ist möglich, die Katalysatortemperatur, die vom Katalysator-Temperaturkennfeld ( 17) abgefragt wird, auf der Basis der Ladelufteffizienz und der Drehzahl des Motors, die als ein Basis-Verdichtungsverhältnis angenommen werden, in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses zu korrigieren.
  • Der Korrekturablauf der Katalysatortemperatur, die vom Katalysator-Temperaturkennfeld in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses abgefragt wird, wird zum Beispiel gemäß der Formel (6) ausgeführt. Katalysatortemperatur = Kennfeld Katalysatortemperatur × Abgastem peraturverh a ¨ ltnis .
    Figure DE112013004638B4_0007
  • Das Abgastemperaturverhältnis ist ein Verhältnis der Abgastemperatur zum Zeitpunkt eines Basisverdichtungsverhältnisses und der Abgastemperatur zum Zeitpunkt des Verdichtungsverhältnisses, das sich vom Basis-Verdichtungsverhältnis unterscheidet, wenn die Ladelufteffizienz konstant ist, und, wie in 18 dargestellt, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, wird das Abgastemperaturverhältnis auf einen kleineren Wert festgelegt.
  • Wenn das Verdichtungsverhältnis höher als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist, wird somit die Katalysatortemperatur (Abgastemperatur), das bei der Annahme eines Basis-Verdichtungsverhältnisses geschätzt wird, auf eine niedrigere Temperatur korrigiert, und wenn das Verdichtungsverhältnis kleiner als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist, wird die Katalysatortemperatur auf eine höhere Temperatur korrigiert.
  • Durch Ausführen der Korrektur gemäß der Differenz bei einer theoretischen Wärmeeffizienz in Folge des Verdichtungsverhältnisses bei der Schätzung der Katalysatortemperatur auf der Basis der Ladelufteffizienz, wie oben beschrieben, kann die Steuerungsvorrichtung 31 die Katalysatortemperatur schätzen, auch wenn das Verdichtungsverhältnis geändert wird. Außerdem kann die Steuerungsvorrichtung 31 auf der Basis des geschätzten Wertes der Katalysatortemperatur die Steuerung des Verbrennungsmotors 1, zum Beispiel die Korrektur eines Zündzeitpunkts gemäß der Katalysatortemperatur, der Reinigungssteuerung und des Wechsels des Verbrennungsmodus genau ausführen und kann eine Verbesserung bei den Abgaseigenschaften, eine Verbesserung bei der Motorabgabe oder dergleichen erreichen.
  • Drehmomentsteuerung
  • Außerdem weist die Steuerungsvorrichtung 31 als Steuerung der Motorlast eine Drehmomentsteuerungsfunktion auf, die den Drehmoment-Befehlswert von der Gaspedalöffnung oder dergleichen festlegt, und steuert den Einstellmechanismus der Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 1 auf der Basis des Drehmoment-Befehlswerts.
  • Zusätzlich ist ein Beispiel des Einstellmechanismus der Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 1 eine elektronische Drosselsteuerung 41. Außerdem ist es möglich, den variablen Ventilmechanismus, zum Beispiel einen variablen Ventilhubmechanismus 21, und einen variablen Ventileinstellmechanismus 22 als Einstellmechanismus der Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 1 zu verwenden.
  • In der Drehmomentsteuerung wird zuerst der Drehmoment-Befehlswert von der Gaspedalöffnung, der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen berechnet. Der Drehmoment-Befehlswert wird in die Soll-Ladelufteffizienz umgewandelt. Danach wird ein Sollwert des Luftmengen-Einstellmechanismus von der Soll-Ladelufteffizienz berechnet, wodurch der Luftmengen-Einstellmechanismus in Abhängigkeit des Sollwerts gesteuert wird.
  • Wenn das Verdichtungsverhältnis im Fall des Verbrennungsmotors 1, der mit dem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 ausgerüstet ist, geändert wird, ändert sich das Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 durch eine Änderung bei der thermischen Wärmeeffizienz auch bei derselben Ladelufteffizienz. Wenn die Ansaugluftmenge so bezüglich einer Änderung beim Verdichtungsverhältnis nicht geändert wird, dann kann das tatsächliche Drehmoment vom Solldrehmoment abweichen.
  • Dadurch erhält die Steuerungsvorrichtung 31 die Soll-Ladelufteffizienz, die dem Drehmoment-Befehlswert entspricht, unter der Annahme, dass das Verdichtungsverhältnis das Basis-Verdichtungsverhältnis ist, und danach korrigiert die Steuerungsvorrichtung 31 die Soll-Ladelufteffizienz in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses, und berechnet einen Sollwert des Luftmengen-Einstellmechanismus von der korrigierten Soll-Ladelufteffizienz, die einer Korrektur auf der Basis des Verdichtungsverhältnisses unterliegt.
  • Die Korrektur der Soll-Ladelufteffizienz gemäß dem Verdichtungsverhältnis wird zum Beispiel gemäß einer Formel (7) ausgeführt. Soll Ladelufteffizienz = Soll Ladelufteffizienz × Verdichtungsverh a ¨ ltnis Korrekturausdruck .
    Figure DE112013004638B4_0008
  • Wie in 19A dargestellt, wenn die Ladelufteffizienz konstant ist, weil das Drehmoment größer wird, wenn das tatsächliche Verdichtungsverhältnis bezüglich des Basis-Verdichtungsverhältnisses größer wird, wird die Ansaugluftmenge kleiner, die zum Erzeugen desselben Drehmoments erforderlich ist, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt.
  • Dadurch wird der Verdichtungsverhältnis-Korrekturausdruck als kleinerer Wert festgelegt, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, wie in 19B dargestellt, und wenn das Verdichtungsverhältnis höher als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist, wird die Soll-Ladelufteffizienz korrigiert, um kleiner zu sein, und wenn das Verdichtungsverhältnis geringer als das Basis-Verdichtungsverhältnis ist, wird die Soll-Ladelufteffizienz korrigiert, um größer zu sein.
  • Wie oben beschrieben, wird die Steuerung der Drehmomentsteuerung in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses korrigiert, und folglich ist es möglich, auch wenn das Verdichtungsverhältnis durch einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus 23 geändert wird, das tatsächliche Drehmoment vom Abweichen vom Drehmoment-Befehlswert zu unterdrücken, und es ist möglich, dass tatsächliche Drehmoment auf den Drehmoment-Befehlswert genau zu steuern.
  • Als Korrektur gemäß dem Verdichtungsverhältnis in der Drehmomentsteuerung, anstatt eines Korrigierens der Soll-Ladelufteffizienz, kann es möglich sein, den Drehmoment-Befehlswert und den Sollwert des Luftmengen-Einstellmechanismus zu korrigieren, und folglich, wenn die Ansaugluftmenge korrigiert wird, um kleiner zu sein, wenn das Verdichtungsverhältnis ansteigt, wird das Korrektursoll nicht auf die Soll-Ladelufteffizienz begrenzt.
  • Der Basis-Drehmomentbefehlswert wird zum Beispiel beim Referenz-Verdichtungsverhältnis vom Gaspedalöffnungsausmaß oder dergleichen berechnet und wenn das tatsächliche Verdichtungsverhältnis höher als das Referenz-Verdichtungsverhältnis ist, wird der Basis-Drehmomentbefehlswert geändert, um kleiner zu sein, und wenn das tatsächliche Verdichtungsverhältnis niedriger als das Referenz-Verdichtungsverhältnis ist, wird der Basis-Drehmomentbefehlswert geändert, um größer zu sein, und die Soll-Ladelufteffizienz wird auf der Basis des geänderten Drehmoment-Befehlswerts berechnet. Wenn so das tatsächliche Verdichtungsverhältnis höher als das Referenz-Verdichtungsverhältnis ist, ist es möglich, die Soll-Ansaugluftmenge im Vergleich zu einem Referenz-Verdichtungsverhältnis zu reduzieren, um denselben Basis-Drehmomentbefehlswert zu erzeugen, und wenn das tatsächliche Verdichtungsverhältnis geringer als das Referenz-Verdichtungsverhältnis ist, ist es möglich, die Soll-Ansaugluftmenge im Vergleich zum Fall des Referenz-Verdichtungsverhältnisses zu erhöhen, um denselben Basis-Drehmomentbefehlswert zu erzeugen.
  • Wenn die Betriebsmenge des Luftmengen-Einstellmechanismus von der Soll-Ladelufteffizienz ohne Ändern des Drehmomentbefehlswerts und der Soll-Ladelufteffizienz auf der Basis des Drehmomentbefehlswertes gemäß dem Verdichtungsverhältnis festgelegt wird, ist es auch möglich, die Betriebsmenge des Luftmengen-Einstellmechanismus in Abhängigkeit, ob das tatsächliche Verdichtungsverhältnis höher oder niedriger als das Referenz-Verdichtungsverhältnis ist, zu korrigieren.
  • Die Steuerung gemäß der Motorlast ist nicht auf die Fehlzündungsdiagnose, die Zündzeitpunksteuerung und die Schätzung der Katalysatortemperatur, die als Beispiele angeführt sind, begrenzt, und umfasst auch eine Steuerung auf der Basis des gemessenen Wertes der bekannten Motorlast, einer Diagnosesteuerung oder dergleichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Motor
    4
    Kolben
    7
    Ansaugventil
    8
    Auslassventil
    15
    Zündkerze
    21
    variabler Ventilhubmechanismus
    22
    variabler Ventileinstellmechanismus
    23
    variabler Verdichtungsverhältnismechanismus
    31
    Steuerungsvorrichtung

Claims (2)

  1. Steuerungsvorrichtung (31) für einen Verbrennungsmotor (1), der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23), der ein Verdichtungsverhältnis verändern kann, ausgerüstet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (31) umfasst: Mittel zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) durch Vergleichen von Parametern, die eine Ausgabeschwankung des Verbrennungsmotors (1) bezeichnen, mit einem Bestimmungswert, der auf der Basis eines gemessenen Wertes der Ladelufteffizienz des Verbrennungsmotors (1) änderbar ist, wobei ein Ablauf zum Erhöhen des Bestimmungswertes ausführbar ist, wenn das Verdichtungsverhältnis, das im variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23) veränderlich ist, ansteigt.
  2. Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor (1), der mit einem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23), der ein Verdichtungsverhältnis verändern kann, ausgerüstet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) durch Vergleichen von Parametern, die eine Ausgabeschwankung des Verbrennungsmotors (1) bezeichnen, mit einem Bestimmungswert, der auf der Basis eines gemessenen Wertes der Ladelufteffizienz des Verbrennungsmotors (1) geändert wird, und - Ausführen eines Ablaufs zum Erhöhen des Bestimmungswertes, wenn das Verdichtungsverhältnis, das im variablen Verdichtungsverhältnismechanismus (23) veränderlich ist, ansteigt.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6489079B2 (ja) 2016-07-28 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR102406503B1 (ko) * 2016-12-14 2022-06-10 현대자동차주식회사 점화시기 보정을 통한 촉매 손상 방지 방법
US10077041B1 (en) * 2017-03-20 2018-09-18 Ford Global Technologies, Llc Variable compression ratio engine
US10378459B2 (en) * 2017-03-23 2019-08-13 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
US10378458B2 (en) * 2017-10-19 2019-08-13 Ford Global Technologies, Llc System and method for variable compression ratio engine
US10760514B2 (en) 2017-12-07 2020-09-01 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for operating an engine
CN110608105B (zh) * 2018-06-15 2021-11-23 上海汽车集团股份有限公司 一种充气效率的自动标定方法和装置
CN111608774B (zh) * 2020-04-09 2021-12-17 东风汽车集团有限公司 一种利用发动机点火效率加速催化器起燃过程的方法
JP7347392B2 (ja) 2020-10-14 2023-09-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火判定装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS627532A (ja) 1985-07-04 1987-01-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 歯付ベルトの製造方法
DE19531845A1 (de) 1995-08-29 1997-03-06 Bosch Gmbh Robert Verbrennungsaussetzererkennungsverfahren
JP2002276446A (ja) 2001-03-19 2002-09-25 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の起動制御装置
JP2003172112A (ja) 2001-12-04 2003-06-20 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の可変動弁装置
JP3627532B2 (ja) 1998-10-02 2005-03-09 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
DE602005003914T2 (de) 2004-12-28 2008-04-17 Honda Motor Co., Ltd. System zur Erkennung von Fehlzündungen für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62142859A (ja) * 1985-12-18 1987-06-26 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関の点火時期制御装置
JPH0240056A (ja) * 1988-07-28 1990-02-08 Fuji Heavy Ind Ltd 可変圧縮比式エンジンの点火時期制御装置
US5808186A (en) * 1992-06-09 1998-09-15 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Method for detecting misfire by fluctuation in crankshaft rotation
JPH08165936A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Nippondenso Co Ltd エンジンの制御装置
JPH0932625A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Nissan Motor Co Ltd エンジンの失火診断装置
DE10118264A1 (de) 2001-04-12 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
JP4400116B2 (ja) * 2003-07-08 2010-01-20 日産自動車株式会社 可変圧縮比機構付き内燃機関の点火制御装置
JP4487718B2 (ja) * 2003-10-27 2010-06-23 トヨタ自動車株式会社 失火検出装置
JP4170893B2 (ja) 2003-12-17 2008-10-22 本田技研工業株式会社 自在動弁系と可変圧縮機構を備えた内燃機関を制御する装置
JP4403958B2 (ja) * 2004-12-03 2010-01-27 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2008223501A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Mazda Motor Corp 制御装置
US7946260B2 (en) * 2007-06-22 2011-05-24 Von Mayenburg Michael Internal combustion engine with variable compression ratio
JP4450026B2 (ja) 2007-07-12 2010-04-14 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
JP2009047010A (ja) * 2007-08-14 2009-03-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009079545A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関
JP4483927B2 (ja) * 2007-10-26 2010-06-16 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の失火気筒特定装置
US7546820B2 (en) * 2007-10-31 2009-06-16 Ford Global Technologies, Llc Variable compression ratio engine with lost motion coupling
WO2009060997A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 制御装置
JP4428442B2 (ja) * 2007-11-08 2010-03-10 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
JP5332645B2 (ja) * 2008-03-03 2013-11-06 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式内燃機関
JP2009250163A (ja) 2008-04-09 2009-10-29 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関の制御装置
JP2010101197A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火時期制御システム
WO2010095258A1 (ja) * 2009-02-23 2010-08-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP5126181B2 (ja) * 2009-08-20 2013-01-23 三菱自動車工業株式会社 車両用エンジンの制御装置
JP2011106370A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2012002204A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2012225165A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Nissan Motor Co Ltd 可変圧縮比エンジンの制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS627532A (ja) 1985-07-04 1987-01-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 歯付ベルトの製造方法
DE19531845A1 (de) 1995-08-29 1997-03-06 Bosch Gmbh Robert Verbrennungsaussetzererkennungsverfahren
JP3627532B2 (ja) 1998-10-02 2005-03-09 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
JP2002276446A (ja) 2001-03-19 2002-09-25 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の起動制御装置
JP2003172112A (ja) 2001-12-04 2003-06-20 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の可変動弁装置
DE602005003914T2 (de) 2004-12-28 2008-04-17 Honda Motor Co., Ltd. System zur Erkennung von Fehlzündungen für eine Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6071370B2 (ja) 2017-02-01
JP2014062496A (ja) 2014-04-10
US20150267625A1 (en) 2015-09-24
US9822711B2 (en) 2017-11-21
CN104603428A (zh) 2015-05-06
DE112013004638T5 (de) 2015-06-18
WO2014046141A1 (ja) 2014-03-27
CN104603428B (zh) 2018-06-15

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