DE112022001219T5 - Steuervorrichtung für Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die in der Lage ist, einen Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand, in dem eine Verdünnung in der Nähe eines Grenzwerts ist, zu verwirklichen. Ein Prozessor (CPU 23a) der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine berechnet den Änderungsbetrag eines Parameters (z. B. einer Verbrennungsschwerpunktposition), der einen Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt (Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32). Der Prozessor (CPU 23a) korrigiert einen Betriebsbetrag eines Aktuators (z. B. eines AGR-Ventils), der eine Verdünnung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs reguliert, in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, und einem Zielwert des Änderungsbetrags und bringt den Änderungsbetrag in die Nähe des Zielwerts (Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33).

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
• Stand der Technik
• Es gibt verschiedene Verfahren, um das Kraftstoffverbrauchsverhalten eines Kraftfahrzeugs zu verbessern, wobei es aber wichtig ist, den Kraftstoffverbrauch einer Brennkraftmaschine zu verringern. Um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, ist es wirksam, verschiedene Verluste wie etwa einen Pumpverlust, einen Kühlverlust und einen Abgasverlust, die während eines Betriebs der Brennkraftmaschine erzeugt werden, zu verringern. Als Mittel zum Verringern des Pumpverlusts und des Kühlverlusts gibt es eine Magerverbrennung, in der ein Verhältnis eines Kraftstoffs und der Luft im Vergleich zu einem stöchiometrischen Mischungsverhältnis (theoretischen Mischungsverhältnis) mager ist, und ein Verbrennungsverfahren unter Nutzung eines Abgasrückführungsgases (AGR-Gases), in dem ein Teil eines Verbrennungsgases zu einer Einlassseite zurückgeführt wird, um ein Gemisch des Kraftstoffs und der Luft zu verdünnen. Im Folgenden werden die Magerverbrennung und ein Verbrennungsverfahren unter Nutzung eines AGR-Gases zusammen als „Verdünnungsverbrennung“ bezeichnet.
• Wenn diese Verdünnungsverbrennung verwendet wird, kann ein Einlassrohrdruck im Vergleich zu einem Fall, in dem die Verdünnungsverbrennung nicht verwendet wird, erhöht sein, sodass der Pumpverlust unter der Bedingung, dass eine Last an der Brennkraftmaschine niedrig ist, verringert werden kann. Da die Wärmekapazität zur Zeit der Verbrennung derselben Menge Kraftstoff im Vergleich zu dem Fall, in dem die Verdünnungsverbrennung nicht verwendet wird, erhöht sein kann, kann eine Verbrennungstemperatur eines Luft-Kraftstoff-Gemischs abgesenkt werden, um den Kühlverlust zu verringern. Unter der Bedingung, dass eine Last an der Brennkraftmaschine hoch ist, wird ein Reaktionsfortschritt, der zu einer Selbstzündungsreaktion führt, durch Einführen des AGR-Gases unterdrückt, sodass das Auftreten einer anomalen Verbrennung unterdrückt werden kann. Im Ergebnis kann der Abgasverlust verringert werden, da ein Zündzeitpunkt nach früh verstellt werden kann, um ihn an den optimalen Zeitpunkt anzunähern.
• Um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, ist es notwendig, eine geeignete Verdünnung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs (eines im Folgenden beschriebenen Gas-Kraftstoff-Verhältnisses) gemäß den Betriebsbedingungen einzustellen. Die Verdünnung des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird häufig durch ein Verhältnis zwischen einer Summe der Masse des gemischten Gases, das Luft oder ein AGR-Gas enthält, und der Masse eines Kraftstoffs (Gas-Kraftstoff-Verhältnis G/F), durch ein Masseverhältnis zwischen Luft und einem Kraftstoff (Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F) und durch ein Verhältnis der AGR in einem Einlassgas (AGR-Verhältnis) bewertet. Üblicherweise werden das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das AGR-Verhältnis für jeden Fahrzeugtyp im Voraus eingestellt und werden verschiedene Aktuatoren betrieben, um eingestellte Werte des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des AGR-Verhältnisses zu verwirklichen, um den eingestellten Zustand zu erfüllen. Zur Zeit der Einstellung werden das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das AGR-Verhältnis unter Berücksichtigung von Abweichungen von Maschinendifferenzen von Fahrzeugen, die auf dem Markt erscheinen, und Änderungen des Verhaltens wegen Alterung nicht auf einen Grenzwert eingestellt, sondern in gewissem Umfang mit einem Spielraum (Sollspielraum) eingestellt. Somit ist die Einstellung der Verdünnung kleiner als ein Grenzwert der Verdünnung für jedes Einzelfahrzeug und kann ein Potential für die Verbesserung der Effizienz bleiben.
• Um das durch Bereitstellen des Spielraums des Verdünnungsgrenzwerts verbleibende Potential für eine Effizienzverbesserung vollständig zu nutzen, ist es wirksam, den Grenzwert der Verdünnung durch Detektieren eines Verbrennungszustands während der Fahrt und Betreiben der Verdünnung auf der Grundlage des detektierten Zustands für jedes Einzelfahrzeug einzustellen.
• Eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung ist z. B. in JP 2020-190234 A (PTL 1) beschrieben. PTL 1 schlägt eine Verbrennungssteuerung einer Brennkraftmaschine vor, in der eine Verbrennungsphase, in der ein auf der Grundlage einer Ausgabe eines Kurbelwinkelsensors geschätztes Verbrennungsmassenverhältnis ein Sollwert ist, geschätzt wird und eine Verdünnung und ein Zündzeitpunkt so eingestellt werden, dass die geschätzte Verbrennungsphase die Sollphase ist.
• Liste der Entgegenhaltungen
• Patentliteratur
• PTL 1: JP 2020-190234 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Da eine Verdünnung in der Patentliteratur auf der Grundlage der Verbrennungsphase eingestellt werden kann, kann z. B. eine im Voraus definierte Verdünnung, die eine Verdünnungsphase verwirklicht, als ein Zielwert verwirklicht werden. Andererseits wird der Zielwert der Verdünnung grundsätzlich mit einem Spielraum eingestellt und wird er nicht zu einem Grenzwert der Verdünnung. Die verwirklichte Verbrennungsphase ist ein Durchschnittszustand und es ist nicht sichergestellt, dass eine Abweichung des Verbrennungszustands für jeden Takt ausreichend klein ist.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand, in dem eine Verdünnung in der Nähe eines Grenzwerts ist, zu verwirklichen.
• Lösung des Problems
• Zur Lösung der obigen Aufgabe enthält eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung einen Prozessor, der konfiguriert ist zum Berechnen eines Änderungsbetrags eines Parameters, der einen Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt, und zum Korrigieren eines Betriebsbetrags eines Aktuators, der eine Verdünnung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs einstellt, in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, und einem Zielwert des Änderungsbetrags, und zum Annähern des Änderungsbetrags an den Zielwert.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand, in dem die Verdünnung in der Nähe des Grenzwerts ist, zu verwirklichen. Andere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen als die oben beschriebenen gehen durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen hervor.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Systemkonfiguration einer Brennkraftmaschine darstellt.
• 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine darstellt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist.
• 3 ist ein Steuerblockschaltplan gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 4A ist der Steuerablaufplan zur Beschreibung eines Steuerschritts, der durch den Steuerblock gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 4B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer AGR-Ventil-Öffnung und einem relativen Durchflusswert darstellt.
• 5 ist ein Zeitablaufplan, der einen Verbrennungszustand und Zustände verschiedener Aktuatoren darstellt, wenn die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 6 ist ein Steuerablaufplan zur Beschreibung eines Steuerschritts, der durch den Steuerblock gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 7 ist ein Zeitablaufplan, der einen Verbrennungszustand und Zustände verschiedener Aktuatoren darstellt, wenn die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 8 ist ein Steuerablaufplan zur Beschreibung eines Steuerschritts, der durch den Steuerblock gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 9 ist ein Zeitablaufplan, der einen Verbrennungszustand und Zustände verschiedener Aktuatoren darstellt, wenn die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 10 ist ein Steuerblockschaltplan gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 11 ist ein Steuerablaufplan zur Beschreibung eines Steuerschritts, der durch den Steuerblock gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 12 ist ein Steuerblockschaltplan gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 13 ist ein Steuerblockschaltplan gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 14 ist ein Steuerablaufplan zur Beschreibung eines Steuerschritts, der durch den Steuerblock gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Änderungsbeispiele und Anwendungsbeispiele ebenfalls in dem technischen Konzept der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
• Die vorliegende Ausführungsform betrifft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und betrifft insbesondere die Steuerung einer Verdünnung eines Luft-Kraftstoffs-Gemischs gemäß einem Verbrennungszustand in einem Abgasrückführungssystem oder in einem System zur Verdünnung und Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs aus Luft und einem Kraftstoff wie etwa in der Magerverbrennung und die Steuerung einer Zündvorrichtung. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die z. B. durch Schätzen eines Änderungsbetrags eines Verbrennungszustands während der Fahrt und durch Betreiben einer Verdünnung und einer Zündvorrichtung auf der Grundlage des geschätzten Änderungsbetrags in der Lage ist, einen Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand in der Nähe eines Grenzwerts einer Verdünnung, der z. B. für jeden Kraftmaschinenkörper eingestellt werden kann, zu verwirklichen.
• [Erste Ausführungsform]
• Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und wird anhand von 1 bis 3 eine für die folgenden Ausführungsformen gemeinsame Konfiguration beschrieben.
• 1 stellt eine Systemkonfiguration einer Brennkraftmaschine vom Fremdzündungstyp dar, die in einem Kraftfahrzeug verwendet ist, das ein Kraftstoffeinspritzventil im Zylinder, das einen Benzinkraftstoff in einen Zylinder direkt einspritzt, enthält.
• Eine Brennkraftmaschine ENG ist eine Brennkraftmaschine eines Typs mit Zylinderinneneinspritzung für ein Kraftfahrzeug, das eine Fremdzündungsverbrennung ausführt. An geeigneten Positionen des Einlassrohrs sind ein Luftströmungssensor 1, der eine Einlassluftmenge und eine Einlasstemperatur misst, ein Verdichter 4a eines Laders zum Laden von Einlassluft, ein Zwischenkühler 7 zum Kühlen der Einlassluft und eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 2 zum Einstellen eines Einlassrohrdrucks vorgesehen.
• Ein Feuchtigkeitssensor 3 ist hier ein Sensor, der in der Lage ist, die relative Feuchtigkeit und die absolute Feuchtigkeit zu detektieren. Die Brennkraftmaschine ENG enthält eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 13 (Einspritzeinrichtung), die Kraftstoff in einen Zylinder 14 jedes Zylinders einspritzt, und eine Zündvorrichtung (im Folgenden eine Zündspule 16 und eine Zündkerze 17), die für jeden Zylinder Zündenergie zuführt.
• Ein Zylinderkopf ist mit einem variablen Ventil 5 versehen, das ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in den Zylinder strömt, oder ein von dem Zylinder ausgestoßenes Abgas einstellt. Eine Einlassmenge und eine interne AGR-Menge aller Zylinder werden durch Einstellen des variablen Ventils 5 eingestellt.
• Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 13 mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 13 über ein Kraftstoffrohr verbunden und ist in dem Kraftstoffrohr ein Kraftstoffdrucksensor zum Messen eines Kraftstoffeinspritzdrucks vorgesehen. Es ist ein Kurbelwinkelsensor 19 zum Detektieren einer Kolbenposition der Brennkraftmaschine angebracht. Ausgangsinformationen des Kurbelwinkelsensors 19 werden an eine ECU 20 gesendet.
• An jeder geeigneten Position des Abgasrohrs 15 sind ein Turbinenrad 4b zum Anlegen einer Drehkraft an den Verdichter 4a des Laders durch Abgasenergie, ein elektronisch gesteuertes Ladedruckregelventil 11 zum Einstellen eines Abgasdurchflusses, der zu dem Turbinenrad 4b strömt, ein Dreiwegekatalysator 10 zum Reinigen eines Abgases und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 9, der ein Aspekt eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektors ist und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases auf eine oberstromigen Seite des Dreiwegekatalysator 10 detektiert, vorgesehen. Es ist ein Temperatursensor 18 vorgesehen, der die Temperatur von Kühlwasser, das in der Brennkraftmaschine umgewälzt wird, misst. Obwohl diese nicht dargestellt sind, sind AGR-Rohre zum Rückführen des Abgases von der unterstromigen Seite des Dreiwegekatalysators 10 des Abgasrohrs zu der oberstromigen Seite des Verdichters 4a des Einlassrohrs vorgesehen. An dem AGR-Rohr ist an einer geeigneten Position jedes der AGR-Rohre ein AGR-Ventil (AGR-Mechanismus) zum Steuern eines AGR-Durchflusses angebracht.
• Ausgangsinformationen, die von dem Luftströmungssensor 1, von dem Temperatursensor 18 und von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 9 erhalten werden, werden an eine Steuereinheit (ECU 20) gesendet, die die Brennkraftmaschine steuert. Ausgangsinformationen, die von einem Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensor 12 erhalten werden, werden an die ECU 20 gesendet. Der Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensor 12 detektiert einen Niederdrückungsbetrag eines Fahrpedals, d. h. einen Fahrpedalniederdrückungsgrad.
• Die ECU 12 berechnet auf der Grundlage der Ausgangsinformationen des Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensors 12 ein gefordertes Drehmoment. Das heißt, der Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensor 12 wird als ein Sensor für die Detektion eines geforderten Drehmoments verwendet, der ein gefordertes Drehmoment für die Brennkraftmaschine detektiert. Die ECU 20 berechnet auf der Grundlage der Ausgangsinformationen des Kurbelwinkelsensors eine Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die ECU 20 berechnet auf der Grundlage des von den Ausgangsinformationen der verschiedenen Sensoren erhaltenen Betriebszustands der Brennkraftmaschine optimal Hauptbetriebsbeträge der Brennkraftmaschine wie etwa einen Luftdurchfluss, eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkt und einen Kraftstoffdruck.
• Die durch die ECU 20 berechnete Kraftstoffeinspritzmenge wird in ein Ventilöffnungs-Impulssignal umgesetzt und an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 13 gesendet. Ein Zündsignal wird in der Weise an die Zündspule 16 gesendet, dass die Zündung zu dem durch die ECU 20 berechneten Zündzeitpunkt ausgeführt wird. Die durch die ECU 20 berechnete Drosselklappenöffnung wird als ein Drosselklappen-Ansteuersignal an die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 2 gesendet.
• Durch das Einlassventil wird ein Kraftstoff in die von dem Einlassrohr in den Zylinder 14 strömende Luft eingespritzt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch explodiert wegen eines Zündfunkens, der zu einem vorgegebenen Zündzeitpunkt von der Zündkerze 17 erzeugt wird, und der Kolben wird durch den Verbrennungsdruck nach unten geschoben, um eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Ein Abgas nach der Explosion wird über das Abgasrohr 15 an den Dreiwegekatalysator 10 gesendet und in dem Dreiwegekatalysator 10 werden Abgaskomponenten gereinigt und nach außen ausgestoßen.
• Nachfolgend werden Einzelheiten der vorliegenden Ausführungsform in einem derartigen Brennkraftmaschinensystem beschrieben. 2 stellt einen Steuerblock dar, der eine Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist, darstellt. In eine Eingangsschaltung 21 der ECU 20, die ein Steuermittel ist, werden Eingangssignale wie etwa Luftmengeninformationen von dem Luftströmungssensor 1, Fahrpedalniederdrückungsgrad-Informationen von dem Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensor 12 und Winkelinformationen von den Kurbelwinkelsensor 19 eingegeben. Da das Eingangssignal nicht auf diese Signale beschränkt ist, werden aber Eingangssignale nach Bedarf hinzugefügt und beschrieben.
• Das Eingangssignal, das von jedem Sensor eingegeben worden ist, wird an einen Eingabeport eines Eingabe/Ausgabe-Ports 22 gesendet. Die an den Eingabeport gesendeten Eingangsinformationen werden vorübergehend in einem RAM 23c gespeichert und in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Steuerprogramm einem Berechnungsprozess durch die CPU 23a ausgesetzt. Ein Steuerprogramm, das den Inhalt des Berechnungsprozesses beschreibt, ist im Voraus in einen ROM 23b geschrieben worden.
• Ausgangsinformationen, die eine Betriebsmenge für das Kraftstoffeinspritzventil oder für die Zündspule zum Steuern der Brennkraftmaschine angeben, die in Übereinstimmung mit dem Steuerprogramm berechnet werden, werden vorübergehend in dem RAM 23c gespeichert, daraufhin an einen Ausgangsport des Eingabe/Ausgabe-Ports 22 gesendet und über jeweilige Ansteuerschaltungen an das Kraftstoffeinspritzventil und an die Zündspule gesendet. Obwohl in der Brennkraftmaschine ebenfalls andere Aktuatoren als diese verwendet sind, ist ihre Beschreibung weggelassen.
• Im Fall der vorliegenden Ausführungsform sind eine Zündsteuereinheit 24 und eine AGR-Verhältnis-Steuereinheit 25 als Ansteuerschaltungen dargestellt, steuert die Zündsteuereinheit 24 einen Spannungsanlegezeitpunkt, einen Betrag der Entladeenergie und dergleichen für die Zündspule und steuert die AGR-Verhältnis-Steuereinheit eine Öffnung des AGR-Ventils. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in der ECU 20 eine Zündsteuereinheit 24 zum Steuern einer Spannungsanlegezeit und eines Betrags der Entladeenergie für die Zündspule vorgesehen, wobei die vorliegende Erfindung darauf aber nicht beschränkt ist und ein Teil der Zündsteuereinheit 24 oder die gesamte Steuereinheit 24 in einer anderen Vorrichtung als der ECU 20 montiert sein kann. Dasselbe betrifft die AGR-Verhältnis-Steuereinheit 25.
• Die ECU 20 berechnet die Entladungsenergie der Zündkerze in Übereinstimmung mit der detektierten Luftmenge, dem Kurbelwinkel, der Kühlwassertemperatur, der Einlasstemperatur und dergleichen, legt zu einem geeigneten Zeitpunkt (einer Spannungsanlegezeit oder einem Zündzeitpunkt) eine Spannung an die Zündspule an, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder zu zünden, und legt eine Spannung an einen Motor an, der das Öffnen des AGR-Ventils betreibt, um das Öffnen des AGR-Ventils zu steuern.
• 3 ist der Steuerblock, der eine Übersicht einer Entladeenergiesteuerung darstellt, die durch die Zündsteuereinheit 24 und durch die AGR-Verhältnis-Steuereinheit 25 in der ECU 20, die eine Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine ist, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Eine Einheit 31 zur Bestimmung eines stationären Zustands bestimmt auf der Grundlage von Aktuatorbetriebsbeträgen des Einlasssystems wie etwa des detektierten Luftdurchflusses, der Drosselklappenöffnung und der AGR-Ventilöffnung und von Detektionswerten, ob ein Betriebszustand der Kraftmaschine ein stationärer Zustand ist. Das Bestimmungsergebnis wird an eine Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 gesendet.
• Die Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 berechnet auf der Grundlage des Kurbelwinkelsensorsignals, insbesondere der Umgebung des Zündzeitpunkts vor dem Abgasventil-Öffnungszeit, Indizes in Bezug auf die Betriebsbedingungen (einen Einlassdruck, eine Einlasstemperatur, einen Zündzeitpunkt und einen Ventilzeitpunkt wie etwa einen variablen Ventilzeitpunkt) und Indizes in Bezug auf die Luft-Kraftstoff-Gemisch-Verdünnung (ein AGR-Verhältnis, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis und eine Feuchtigkeit), einen Änderungsbetrag einer Verbrennungsschwerpunktposition. Der berechnete Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition wird in eine Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33 eingegeben. Die Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33 stellt Betriebsbeträge wie etwa eine AGR-Ventil-Öffnung, einen Zündzeitpunkt und einen Primärspulen-Spannungsanlegebetrag auf der Grundlage eines geschätzten Änderungsbetrags der Verbrennungsschwerpunktposition oder einer Verbrennungsschwerpunktposition ein.
• 4A stellt einen Steuerablauf eines Berechnungsprozesses für die Verdünnungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform dar. Der Schritt S401 ist ein Prozess, der durch die Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 ausgeführt wird, der Schritt S402 ist ein Prozess, der durch die Einheit 31 zur Bestimmung eines stationären Zustands ausgeführt wird, und die Schritte S403 bis 406 sind Prozesse, die durch die Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit ausgeführt werden.
• [Schritt S401]
• In Schritt S401 wird auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit und verschiedener Parameter ein Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition berechnet. Der ausführliche Prozess wird hier getrennt beschrieben.
• [Schritt S402]
• In Schritt S402 wird auf der Grundlage der Aktuatorbetriebsbeträge und der Luftmengen-Detektionswerte eine Bestimmung eines stationären Zustands ausgeführt. Genauer wird die Bestimmung auf der Grundlage der Tatsache ausgeführt, dass ein Änderungsbetrag jedes der Aktuatorbetriebsbeträge und der Luftmengen-Detektionswerte innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Falls der Änderungsbetrag innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird ein Merker der Bestimmung eines stationären Zustands auf 1 gesetzt, und falls die Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Merker der Bestimmung eines stationären Zustands auf 0 gesetzt. Zum Beispiel kann die vorgegebene Zeitdauer auf 500 ms eingestellt werden und kann der vorgegebene Wert auf 10 % eingestellt werden.
• [Schritt S403]
• In Schritt S403 wird bestimmt, ob von der Öffnung des AGR-Ventils eine stationäre Bedingung und eine Verdünnungsverbrennungsbedingung hergestellt worden sind. Ob die stationäre Bedingung hergestellt worden ist, wird auf der Grundlage des in Schritt S402 gesetzten Merkers der Bestimmung eines stationären Zustands bestimmt. Ob der Verdünnungsverbrennungszustand hergestellt worden ist, wird auf der Grundlage dessen bestimmt, ob das AGR-Ventil vollständig geschlossen ist. Wenn das AGR-Ventil vollständig geschlossen ist, wird bestimmt, dass die Verdünnungsbedingung nicht hergestellt worden ist. Somit geht der Prozess zu Schritt S404 über, falls der Merker der Bestimmung eines stationären Zustands 1 ist und die AGR-Ventil-Öffnung nicht vollständig geschlossen ist. Falls der Merker der Bestimmung eines stationären Zustands 0 ist oder die AGR-Ventil-Öffnung vollständig geschlossen ist, wird der Ablauf beendet.
• [Schritt S404]
• In Schritt S404 wird bestimmt, ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition und einem Änderungsbetrag-Zielwert kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Die Tatsache, dass der Absolutwert der Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist, gibt an, dass der Betrieb unter einer Bedingung in der Nähe des zulässigen Änderungsbetrags ausgeführt werden kann. Falls der Absolutwert der Differenz gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S405 über. Andererseits wird der Ablauf beendet, falls der Absolutwert der Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist.
• [Schritt S405]
• In Schritt S405 wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Änderungsbetragsziel des Verbrennungszustands und dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands ein AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Ziel berechnet. Falls der Änderungsbetrag kleiner als das Änderungsbetragsziel ist (falls die Differenz zwischen dem Änderungsbetragsziel und dem Änderungsbetrag positiv ist), wird der AGR-Durchfluss dafür betrieben, erhöht zu werden. Falls der Änderungsbetrag größer als das Änderungsbetragsziel ist (falls die Differenz zwischen dem Änderungsbetragsziel und dem Änderungsbetrag negativ ist), wird der AGR-Durchfluss dafür betrieben, verringert zu werden. Der AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Raten-Zielwert kann z. B. in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet werden. $$\begin{array}{l}\text{AGR}-\text{Durchfluss}-\text{Erh}\ddot{\text{o}}\text{hungs/Verringerungs}-\text{Raten}-\text{Zielwert}=\text{C}\cdot \text{Luftdurch}-\\ \text{fluss}\cdot \left(\ddot{\text{A}}\text{nderungsbetragsziel}-\ddot{\text{A}}\text{nderungsbetrag}\right)\end{array}$$

  
• C ist hier ein Anpassungskoeffizient und der Parameter kann auf der Grundlage eines Experiments bestimmt werden. Wie oben beschrieben wurde, kann durch Bestimmen des AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Ziels auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Änderungsbetragsziel des Verbrennungszustands und dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands die AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Rate in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands und dem Änderungsbetragsziel geändert werden und kann der Zeitpunkt zum Erreichen einer besseren Bedingung verringert werden. Zum Beispiel kann unter einer Bedingung, dass eine Ausgangsfluktuationsrate der Kraftmaschine ein zulässiger Wert ist, ein Änderungsbetrag des Verbrennungszustands als der Änderungsbetrag-Zielwert des Verbrennungszustands eingestellt werden.
• [Schritt S406]
• In Schritt S406 wird auf der Grundlage des in Schritt S405 bestimmten AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Raten-Zielwerts ein AGR-Ventil-Betriebsbetrag berechnet. Im Folgenden sind Beispiele gezeigt. 4B stellt eine Beziehung zwischen einer AGR-Ventil-Öffnung und einem Durchfluss dar. In 4B wird durch Einstellen eines Werts des Durchflusses der Ventilöffnung, der dem vollständigen Öffnen entspricht, auf 1 und des Werts der Ventilöffnung, der dem vollständigen Schließen entspricht, auf 0 ein Durchfluss auf 0 bis 1 normiert. Änderungsbeträge der AGR-Ventil-Öffnung und des normierten Durchflusses können durch einen Kraftmaschinentest oder durch Simulation im Voraus gemessen werden und können dadurch, dass sie als ein Kennfeld des Durchflusses mit der AGR-Ventil-Öffnung als eine Achse in der ECU gespeichert sind, für die Steuerung verwendet werden. In der folgenden Beschreibung ist eine Beziehung zwischen der Ventilöffnung und dem normierten Durchfluss wie folgt ausgedrückt. $$\text{Relativer Durchflusswert}=\text{F}\left(\text{AGR}-\text{Ventil}\ddot{\text{o}}\text{ffnung}\right)$$

  
• Der in Schritt S405 berechnete AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Raten-Zielwert ist durch ΔRegr bezeichnet und die AGR-Ventilöffnung zu der aktuellen Zeit ist durch θ bezeichnet. In diesem Fall ist ein Zielwert des AGR-Durchflusses durch die folgende Beziehung ausgedrückt. $$\text{Zielwert des AGR}-\text{Durchflusses}=\text{F}\left(\mathrm{\theta }\text{c}\right)\cdot \left(1+\Delta \text{Regr}\right)$$

  
• Zunächst wird als einer der Fälle ein Fall beschrieben, dass ein Betrieb für das AGR-Ventil diskret ausgeführt werden kann. Ein schwarzer Kreis in 4B gibt hier eine Beziehung zwischen einer AGR-Ventil-Öffnung und einem Durchfluss, die diskret eingestellt werden kann, an. Im vorliegenden Fall ist angenommen, dass eine Beziehung zwischen einer einstellbaren Öffnung und einem Durchfluss als ein Kennfeld gespeichert ist. Das heißt, der schwarze Kreis in 4B bedeutet eine einstellbare AGR-Ventil-Öffnungsbedingung und einen in dem Kennfeld gespeicherten Wert. Falls das AGR-Ventil diskret betrieben werden kann, ist es wichtig, die Öffnung des AGR-Ventils innerhalb eines Bereichs einzustellen, der diesen Zielwert nicht übersteigt, wenn die Öffnung des AGR-Ventils geändert wird.
• Zum Beispiel ist es in dem in 4B dargestellten Fall notwendig, den Zielwert der AGR-Ventil-Öffnung auf θ_C+1 einzustellen, um den AGR-Durchfluss gleich oder größer als der Zielwert zu machen und den Verbrennungszustand nicht instabil zu machen, da der Zielwert (F(θ_C) · (1 + ΔRegr)) des AGR-Durchflusses größer als der Durchfluss (F(θ_C+1)) der Ventilöffnung θ_C+1 ist. Somit kann der Zielwert der AGR-Ventil-Öffnung in dem vorliegenden Fall θ_C+1 sein. Durch Einstellen der Öffnung des AGR-Ventils wie oben beschrieben kann die AGR-Ventil-Öffnung innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, in dem der verwirklichte AGR-Durchfluss den Zielwert nicht übersteigt, und kann der instabile Verbrennungszustand zur Zeit des Betreibens des AGR-Ventils unterdrückt werden.
• Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, dass ein Betriebsbetrag des AGR-Ventils kontinuierlich eingestellt werden kann. In diesem Fall kann die Öffnung des AGR-Ventils feiner eingestellt werden. In der folgenden Beschreibung bedeuten die schwarzen Kreise in 4B Werte, die in dem Kennfeld gespeichert sind. Da ein Zielwert des AGR-Durchflusses in dem Kennfeld zwischen F(θ_C+2) und F(θ_C+1) liegt, kann ein Zielwert θ' der AGR-Ventilöffnung in Übereinstimmung mit der folgenden Beziehung unter Verwendung dieser Werte und θ_C+2 und θ_C+1 gegeben sein. $$\begin{array}{l}\text{Zielwert }\mathrm{\theta }\text{'}=\text{A}\cdot \left(\text{Zielwert des AGR}-\text{Durchflusses}-\text{F}\left({\mathrm{\theta }}_{\text{C}+1}\right)\right)+{\mathrm{\theta }}_{\text{C}+1}\\ \text{A}=\left({\mathrm{\theta }}_{\text{C}+2}-{\mathrm{\theta }}_{\text{C}+1}\right)÷\left(\text{F}\left({\mathrm{\theta }}_{\text{C}+2}\right)-\text{F}\left({\mathrm{\theta }}_{\text{C}+1}\right)\right)\end{array}$$

  
• Durch Einstellen des Zielwerts der AGR-Ventilöffnung wie oben beschrieben kann der verwirklichte AGR-Durchfluss in die Nähe des in Schritt S405 angenommenen Zielwerts gebracht werden. Im Ergebnis kann der AGR-Durchfluss innerhalb eines Bereichs, in dem die Verbrennungsinstabilität unterdrückt werden kann, erhöht werden und kann die Effizienz weiter verbessert werden.
• Es wird angemerkt, dass die Verarbeitung in der obigen Beschreibung unter der Annahme eines Falls beschrieben worden ist, dass eine Beziehung zwischen der AGR-Ventil-Öffnung und dem AGR-Durchfluss in Übereinstimmung mit dem Kennfeld gegeben ist, wobei dasselbe Konzept aber ebenfalls auf einen Fall angewendet werden kann, dass eine Beziehung zwischen der AGR-Ventil-Öffnung und dem AGR-Durchfluss in Übereinstimmung mit einer Gleichung gegeben ist.
• Gemäß der obigen Verarbeitung ist es möglich, eine Verdünnung in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands zu betreiben, ist es möglich, die Verdünnung auf der Grundlage eines Verdünnungsbereichs, der für jedes Einzelfahrzeug eingestellt werden kann, einzustellen, und ist es möglich, die optimale Verdünnung an Bord einzustellen. Durch Bestimmen des Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Ziels auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Änderungsbetragsziel des Verbrennungszustands und dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands kann die AGR-Durchfluss-Erhöhungs/Verringerungs-Rate in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands und dem Änderungsbetragsziel geändert werden und kann der Zeitpunkt zum Erreichen einer optimaleren Bedingung verringert werden.
• 5 stellt ein Beispiel eines Ergebnisses der oben beschriebenen Verarbeitung dar. Von oben sind eine Drosselklappenöffnung, eine Luftmenge (Detektionswert), ein Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts, ein Merker der Bestimmung eines stationären Zustands, eine AGR-Ventil-Öffnung und ein AGR-Verhältnis dargestellt. Während die Zeit verstreicht, treten in 5 verschiedene Operationen wie etwa zum Zeitpunkt t1 eine Änderung einer Drosselklappenöffnung, zum Zeitpunkt t2 eine Bestimmung eines stationären Zustands, zum Zeitpunkt t3 ein Beginn einer AGR-Erhöhungsoperation auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Verbrennungsschwerpunkts, zum Zeitpunkt t4 eine Bestimmung eines stationären Zustands nach der Operation und zum Zeitpunkt t5 der Beginn einer AGR-Verringerungsoperation auf der Grundlage des Änderungsbetrags der Verbrennungsschwerpunktposition auf.
• Da es zum Zündzeitpunkt t1 keine verschiedenen Änderungen der Drosselklappenöffnung, des AGR-Ventils und der Luftmenge nach der Änderung der Drosselklappenöffnung gibt, wird zum Zeitpunkt t2 bestimmt, dass der Zustand stationär ist, und wird der Merker eines stationären Zustands auf EIN (= 1) gesetzt. Da das AGR-Ventil geöffnet ist, wird hier bestimmt, dass die Verdünnungsverbrennung ausgeführt wird, und da der Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag kleiner als der durch die Strichlinie angegebene Zielwert ist, wird vom Zeitpunkt t3 die Operation zum Öffnen des AGR-Ventils und zum Erhöhen der Verdünnung begonnen.
• Wenn zum Zeitpunkt t4 die Bestimmung eines stationären Zustands erneut ausgeführt wird, wird bestimmt, dass der Absolutwert der Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts und dem Zielwert den vorgegebenen Bereich übersteigt, und nimmt die Verdünnung vom Zeitpunkt t5 ab. Da die Änderung (ΔST3) der AGR-Ventilöffnung zum Zeitpunkt t3 und die Änderung (ΔST5) der AGR-Ventilöffnung zum Zeitpunkt t5 in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts und dem Zielwert betrieben werden, sind die Änderung (ΔST3) der AGR-Ventil-Öffnung zum Zeitpunkt t3 und die Änderung (ΔST5) der AGR-Ventil-Öffnung zum Zeitpunkt t5 nicht notwendig aneinander angepasst.
• 6 stellt einen Steuerablauf eines Berechnungsprozesses zum Steuern einer Verdünnung, eines Zündzeitpunkts und einer Zündenergie gemäß der ersten Ausführungsform dar. Der Schritt S601 ist ein Prozess, der durch die Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 ausgeführt wird, der Schritt S602 ist ein Prozess, der durch die Einheit 31 zur Bestimmung eines stationären Zustands ausgeführt wird, und die Schritte S603 bis S612 sind Prozesse, die durch die Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33 ausgeführt werden.
• [Schritt S601]
• Der Schritt S601 ist derselbe Prozess wie der Schritt S401 in 4A.
• [Schritt S602]
• Der Schritt S602 ist derselbe Prozess wie der Schritt S402 in 4A.
• [Schritt S603]
• Der Schritt S603 ist derselbe Prozess wie der Schritt S403 in 4A.
• [Schritt S604]
• In Schritt S604 wird bestimmt, ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition und dem Änderungsbetrag-Zielwert kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Die Tatsache, dass der Absolutwert der Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist, gibt an, dass die Operation unter einer Bedingung in der Nähe des zulässigen Änderungsbetrags ausgeführt werden kann. Falls der Absolutwert der Differenz gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S605 über. Andererseits endet der Ablauf, falls der Absolutwert der Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist.
• [Schritt S605]
• In Schritt S605 wird bestimmt, ob der Änderungsbetrag größer als das Änderungsbetragsziel ist. Der Schritt S605 ist ein Block zur Bestimmung der Destabilisierung und Stabilisierung des Verbrennungszustands. Falls der Änderungsbetrag größer als das Änderungsbetragsziel ist, geht der Prozess zu Schritt S606 über, um das Zündsystem zu steuern. Falls der Änderungsbetrag gleich oder kleiner als das Änderungsbetragsziel ist, geht der Prozess zu Schritt S611 über und geht er zum Steuern der Verdünnung über.
• [Schritt S606]
• In Schritt S606 wird bestimmt, ob ein Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker 0 ist. Der Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker ist ein Merker, der angibt, ob unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen bewertet wird, ob der Änderungsbetrag durch Verstellen des Zündzeitpunkts nach früh verringert wird, wenn der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands groß ist. Der Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker = 0 gibt an, dass der Zündzeitpunkt nach früh verstellt ist und dass die Operation nicht ausgeführt wird, und der Merker = 1 gibt einen Zustand an, in dem der Zündzeitpunkt nach früh verstellt ist und die Bewertung, ob sich der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands geändert hat, abgeschlossen ist. Falls der Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker 1 ist, geht der Prozess zu Schritt S607 über, und falls der Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker 0 ist, geht der Prozess zu Schritt S613 über.
• [Schritt S607]
• Es wird bestimmt, ob sich der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands durch Steuern des Zündzeitpunkts, damit der nach früh verstellt wird, verringert hat. Zum Beispiel wird bestimmt, dass es eine Verbesserung gibt, und geht der Prozess zu Schritt S609 über, falls der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands mehr als ein vorgegebener Wert vor oder nach dem Verstellen des Zündzeitpunkts nach früh ist (falls der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands erheblich abnimmt). Falls der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands kleiner als ein vorgegebener Wert vor und nach dem Verstellen des Zündzeitpunkts nach früh ist, wird bestimmt, dass es keine Verbesserung gibt, und geht der Prozess zu Schritt S608 über.
• [Schritt 608]
• Da es in Schritt S608 vor und nach dem Verstellen des Zündzeitpunkts nach früh keine Änderung des Verbrennungszustands gibt, wird bestimmt, dass es keine Wirkung der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh gibt, und wird der Zündzeitpunkt auf den Zustand vor der Verstellung nach früh (Referenzzündzeitpunkt) zurückgestellt. Nachfolgend geht der Prozess zu Schritt S609 über.
• [Schritt S609]
• In Schritt S609 wird bestimmt, ob Energie, die durch die Zündspule erzeugt werden kann, eine Obergrenze eines Energiebetrags erreicht hat. Diese Bestimmung soll bestimmen, ob die Energie, die in der Spule erzeugt werden kann, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung eines Spannungsanlegebetrags der Spule erhöht werden kann. Zum Beispiel wird im Fall einer normalen Spule bestimmt, ob eine Einstellung eines Primärspulen-Spannungsanlegebetrags eine Obergrenze des Primärspulen-Spannungsanlegebetrags ist. Der Spulenspannungsanlegebetrag ist durch Wärmeerzeugung der Spule, magnetische Sättigung der Spule und dergleichen begrenzt.
• Die Obergrenze des Spannungsanlegebetrags der Spule, der für jede Betriebsbedingung zulässig ist, wird abgebildet und die Bestimmung wird von dem Kennfeld, von der aktuellen Drehzahl und von der Drosselklappenöffnung ausgeführt. Im Ergebnis ist es möglich zu bestimmen, ob die Obergrenze des Energiebetrags, der durch die Zündspule erzeugt werden kann, von der Obergrenze des Spannungsanlegebetrags der Spule auf der Grundlage der Betriebsbedingungen erreicht worden ist. Falls ein System bei einem Strom unterstützt werden kann, während an die Spule eine Spannung angelegt ist, wird eine einstellbare Obergrenze, die den Höchstbetrag enthält, bestimmt. Falls die Einstellung nicht die Obergrenze ist, geht der Prozess zu Schritt S610 über, um die Zündenergie zu erhöhen. Falls die Einstellung die Obergrenze erreicht hat, geht der Prozess zu Schritt S611 über, um die Verdünnung zu steuern.
• [Schritt S611]
• Der Schritt S611 ist derselbe Prozess wie der Schritt S405 in 4.
• [Schritt S612]
• Der Schritt S612 ist derselbe Prozess wie der Schritt S406 in 4.
• [Schritt S613]
• In Schritt 613 wird der Zündzeitpunkt korrigiert, damit er um einen vorgegebenen Wert nach früh verstellt ist, und wird der Zündzeitpunktbetrachtung-abgeschlossen-Merker auf 1 gesetzt. Für jede Betriebsbedingung wird ein vorgegebener Wert des Betrags der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh im Voraus abgebildet. Zum Beispiel kann der vorgegebene Wert in einem Bereich von etwa 2 Grad bis 5 Grad eingestellt werden.
• Gemäß der obigen Verarbeitung ist es möglich, eine Verdünnung gemäß einem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands zu betreiben, ist es möglich, die Verdünnung auf der Grundlage eines Verdünnungsbereichs, der für jedes Einzelfahrzeug eingestellt werden kann, einzustellen, und ist es möglich, die optimale Verdünnung an Bord einzustellen. Da der Zündzeitpunkt und die Zündenergie unter der Bedingung betrieben werden können, dass der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands groß ist, ist es möglich, unter Verwendung eines Aktuators mit schneller Reaktionsfähigkeit ein Bewältigen auszuführen. Es ist möglich, die Verdünnung unter Berücksichtigung der Steuerung geeignet einzustellen, und es ist möglich, die Effizienz für jedes Einzelfahrzeug unter Berücksichtigung einer Einzelfahrzeugdifferenz zu verbessern.
• 7 stellt ein Beispiel eines Ergebnisses der oben beschriebenen Verarbeitung dar. Von oben sind eine Drosselklappenöffnung, eine Luftmenge (Detektionswert), ein Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts, der einer der Verbrennungszustände ist, ein Merker der Bestimmung eines stationären Zustands, eine AGR-Ventilöffnung und ein AGR-Verhältnis dargestellt. In 7 wird zum Zeitpunkt t1 eine Operation der Verstellung der Zündung nach früh begonnen und wird auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Verbrennungsschwerpunkts zum Zeitpunkt t2 eine AGR-Erhöhungsoperation ausgeführt, während die Zeit verstreicht. Auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungsschwerpunkts zum Zeitpunkt t5 wird bestimmt, dass es keine Wirkung der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh zum Zündzeitpunkt t4 gibt, werden eine Korrektur des Zündzeitpunkts und eine Operation zum Erhöhen der Zündenergie (Primärspulen-Spannungsanlegezeitdauer) ausgeführt und wird eine AGR-Verringerungsoperation ausgeführt.
• Da der Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition durch eine Operation für den Zündzeitpunkt, die vom Zeitpunkt t1 beginnt, abnimmt, wird bestimmt, dass die Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh eine Wirkung hat. Da eine Differenz zwischen dem Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag und dem durch die Strichlinie angegebenen Zielwert von der Verringerung des Änderungsbetrags der Verbrennungsschwerpunktposition wegen der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh zugenommen hat, wird zum Zeitpunkt t2 auf der Grundlage der Differenz die AGR-Erhöhungsoperation begonnen. Wie oben beschrieben wurde, gibt es dadurch, dass die Operation auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands ausgeführt wird, eine Möglichkeit, dass ein Zustand der Verdünnung auf einen hohen Zustand eingestellt werden kann und dass eine Effizienzverbesserung verwirklicht werden kann.
• Zum Zeitpunkt t4 wird bestimmt, dass ein Änderungsbetrag des Verbrennungszustands wegen der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh klein ist, und wird die Zündenergie erhöht, sodass die Primärspulen-Spannungsanlegezeitdauer zuzunehmen beginnt. Obwohl der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands wegen der Erhöhung der Spannungsanlegezeitdauer abnimmt, erreicht der Zielbetrag nicht den durch die Strichlinie angegebenen Zielwert, sodass die Operation für die Verdünnung von dem Zeitpunkt t5 beginnt. In diesem Fall wird die Einstellung der Primärspulen-Spannungsanlegezeit auf die ursprüngliche Einstellung zurückgestellt, wobei aber die Zündenergie aufrechterhalten werden kann, ohne geändert zu werden.
• Durch die obige Einstellung können Mittel zum Verringern des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands in der Reihenfolge der frühsten Reaktionsfähigkeit implementiert werden, und kann ein Zustand, in dem der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands groß ist, früher vermieden werden. Falls das Problem nur durch das Zündsystem nicht gelöst werden kann, können verschiedene Betriebsbeträge unter Berücksichtigung des Verhaltens des Zündsystems durch den Betrieb der Verdünnung auf einen optimalen Zustand eingestellt werden.
• 8 ist ein Steuerablauf eines Berechnungsprozesses zum Steuern einer Verdünnung, eines Zündzeitpunkts und einer Zündenergie gemäß der ersten Ausführungsform, wobei aber eine teilweise Bestimmung nicht auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Verbrennungszustands, sondern eines Durchschnittswerts des Verbrennungszustands ausgeführt wird. Der Schritt S801 ist ein Prozess, der durch die Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 ausgeführt wird, der Schritt S802 ist ein Prozess, der durch die Einheit 31 zur Bestimmung eines stationären Zustands ausgeführt wird, und die Schritte S803 bis S810 sind Prozesse, die durch die Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33 ausgeführt werden.
• [Schritt S801]
• Der Schritt S801 ist derselbe Prozess wie der Schritt S401 in 4A.
• [Schritt S802]
• Der Schritt S802 ist derselbe Prozess wie der Schritt S402 in 4A.
• [Schritt S803]
• Der Schritt S603 ist derselbe Prozess wie der Schritt S403 in 4A.
• [Schritt S804]
• In Schritt S804 wird dieselbe Bestimmung wie in Schritt S604 in 6 ausgeführt. Falls ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition und dem Änderungsbetrag-Zielwert gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S805 über. Andererseits wird bestimmt, dass der Zustand optimal ist, und wird der Ablauf beendet, falls der Absolutwert der Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist.
• [Schritt S805]
• In Schritt S805 wird bestimmt, ob ein Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition, der ein Durchschnittswert der Verbrennungszustände ist, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Es wird betrachtet, dass sich die Verbrennungsschwerpunktposition in einem Bereich von näherungsweise 10 Grad nach dem oberen Totpunkt befinden muss, um den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Zum Beispiel kann der vorgegebene Bereich auf 10 Grad nach dem oberen Totpunkt eingestellt werden. Ein Einstellbereich (vorgegebener Bereich) ist nicht auf diesen Zahlenwert beschränkt und kann in Abhängigkeit von einer Kraftmaschine oder einer Verdünnung geeignet eingestellt werden. Falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, wird bestimmt, dass der Zündzeitpunkt auf einen geeigneten Zustand eingestellt ist, und geht der Prozess zu Schritt S806 über. Falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, geht der Prozess zu Schritt S811 über und wird der Zündzeitpunkt korrigiert.
• [Schritt S806]
• In Schritt S806 wird dieselbe Bestimmung wie in Schritt S605 in 6 ausgeführt. Falls der Änderungsbetrag größer als das Änderungsbetragsziel ist, geht der Prozess zu Schritt S807 über, um des Zündsystem zu steuern. Falls der Änderungsbetrag gleich oder kleiner als das Änderungsbetragsziel ist, geht der Prozess zu Schritt S809 über und geht er zur Steuerung der Verdünnung über.
• [Schritt S807]
• In Schritt S807 wird dieselbe Bestimmung wie in Schritt S609 in 6 ausgeführt. Falls die Einstellung der Zündenergie nicht die Obergrenze ist, geht der Prozess zu Schritt S807 über, um die Zündenergie zu erhöhen. Falls die Obergrenze erreicht worden ist, geht der Prozess zu Schritt S809 über, um die Verdünnung zu steuern.
• [Schritt S808]
• Der Schritt S808 ist derselbe Prozess wie der Schritt S610 in 6.
• [Schritt S809]
• Der Schritt S809 ist derselbe Prozess wie der Schritt S405 in 4.
• [Schritt S810]
• Der Schritt S810 ist derselbe Prozess wie der Schritt S406 in 4.
• [Schritt S811]
• Da die Verbrennungsschwerpunktposition in einem ungeeigneten Zustand ist, ist der Schritt S811 ein Prozess zum Steuern der Verbrennungsschwerpunktposition unter Verwendung eines Zündzeitpunkts. Zum Beispiel wird der Zündzeitpunkt nach spät verstellt, wenn die Verbrennungsschwerpunktposition vor dem oberen Totpunkt kommt, und wird der Zündzeitpunkt nach früh verstellt, wenn die Verbrennungsschwerpunktposition später als 10 Grad nach dem oberen Totpunkt ist. Zum Beispiel kann ein Korrekturbetrag des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung bestimmt werden. $$\begin{array}{l}\text{Z}\ddot{\text{u}}\text{ndzeitpunkt}-\text{Korrekturbetrag}=\text{Durchschnittswert der Verbrennungs}-\\ \text{schwerpunktposition}-\text{Ziel}-\text{Verbrennungsschwerpunktposition}\end{array}$$

  
• Ein positiver Wert des Zündzeitpunkt-Korrekturbetrags bedeutet eine Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät und ein negativer Wert davon gibt eine Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh an. Die Ziel-Verbrennungsschwerpunktposition kann z. B. 5 Grad sein. Die Ziel-Verbrennungsschwerpunktposition braucht kein konstanter Wert zu sein und kann für jede Kraftmaschine oder für jede Betriebsbedingung geändert werden. Durch die obige Einstellung ist es möglich, den geeigneten Zündzeitpunkt auf der Grundlage des Verbrennungszustands leicht zu betreiben.
• Gemäß der obigen Verarbeitung ist es möglich, eine Verdünnung in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands zu betreiben, ist es möglich, die Verdünnung auf der Grundlage eines Verdünnungsbereichs, der für jedes Einzelfahrzeug eingestellt werden kann, einzustellen, und ist es möglich, die optimale Verdünnung an Bord einzustellen. Unter der Bedingung, dass der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands groß ist, kann der Zündzeitpunkt durch Betreiben des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit einem Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktpositionen quantitativ eingestellt werden. Da die Zündenergie betrieben werden kann, ist es möglich, das Bewältigen unter Verwendung eines Aktuators mit schneller Reaktionsfähigkeit auszuführen. Unter Berücksichtigung der Steuerung ist möglich, die Verdünnung geeignet einzustellen, und ist es möglich, die Effizienz für jedes Einzelfahrzeug unter Berücksichtigung einer Einzelfahrzeugdifferenz zu verbessern.
• 9 stellt ein Beispiel eines Ergebnisses der oben beschriebenen Verarbeitung dar. Von oben sind eine Drosselklappenöffnung, eine Luftmenge (Detektionswert), eine Verbrennungsschwerpunktposition, die einer der Verbrennungszustände ist, ein Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts, der einer der Verbrennungszustände ist, ein Merker der Bestimmung eines stationären Zustands, eine AGR-Ventilöffnung und ein AGR-Verhältnis dargestellt. In 9 wird die Operation der Verstellung des Zündzeitpunkts nach früh zum Zeitpunkt t1 begonnen und wird auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Verbrennungsschwerpunkts zum Zeitpunkt t2 eine AGR-Erhöhungsoperation ausgeführt, während die Zeit verstreicht. Zum Zeitpunkt t4 beginnt die Zündenergie zuzunehmen (eine Verlängerung der Spannungsanlegezeit der Primärspule), obwohl die Verbrennungsschwerpunktposition in einem vorgegebenen Bereich liegt, der von einer Strichlinie umgeben ist, da der Änderungsbetrag des Verbrennungsschwerpunkts größer als der Zielwert ist. Zum Zündzeitpunkt t5 wird auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungsschwerpunkts eine AGR-Verringerungsoperation ausgeführt.
• Die Verbrennungsschwerpunktposition liegt durch Ausführen der Operation für den Zündzeitpunkt, die vom Zeitpunkt t1 beginnt, innerhalb eines vorgegebenen Werts. Da der Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition abnimmt und die Differenz zwischen dem Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag und dem durch die Strichlinie angegebenen Zielwert zunimmt, beginnt zum Zeitpunkt t2 auf der Grundlage der Differenz die AGR-Erhöhungsoperation. Wie oben beschrieben wurde, besteht durch Ausführen der Operation auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands eine Möglichkeit, dass ein Zustand der Verdünnung auf einen hohen Zustand eingestellt werden kann und eine Effizienzverbesserung verwirklicht werden kann, selbst nachdem im Ergebnis der Einstellung des Zündzeitpunkts auf einen geeigneten Zustand ein stabiler Zustand erhalten worden ist.
• Zum Zeitpunkt t4 liegt die Verbrennungsschwerpunktposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs, wobei aber die Zündenergie zunimmt, sodass die Primärspulen-Spannungsanlegezeitdauer zuzunehmen beginnt, da der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands größer als der vorgegebene Wert ist. Ein Änderungsbetrag des Verbrennungszustands wegen des Spannungsanlegens an die Zündspule, der durch die Erhöhung der Spannungsanlegezeitdauer verursacht ist, nimmt ab, erreicht aber nicht den durch die Strichlinie angegebenen Zielwert, sodass vom Zeitpunkt t5 die Operation für die Verdünnung beginnt. In diesem Fall wird die Einstellung der Primärspulen-Spannungsanlegezeit nicht geändert und wird die Zündenergie aufrechterhalten.
• Durch die obige Einstellung kann der Zündzeitpunkt auf der Grundlage eines stärker quantitativen Index auf einen geeigneten Zustand eingestellt werden, können die Zündenergie und die Verdünnung auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands betrieben werden, können geeignete Mittel schnell ausgewählt werden und ist es möglich, einen Übergang zu einem hocheffizienten Zustand schnell auszuführen.
• 10 stellt Blöcke zur Ausführung der Verarbeitung in der Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32 in 3 dar. Eine Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustands-Schätzeinheit 1001 schätzt auf der Grundlage verschiedener Eingaben wie etwa eines Einlassdrucks, eines AGR-Verhältnisses, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, einer Feuchtigkeit, einer Einlasstemperatur und eines Mechanismus für variablen Ventilzeitpunkt (variables Ventil 5) einen Zustand des Luft-Kraftstoff-Gemischs. Eine Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit 1002 schätzt auf der Grundlage des durch die Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustandsschätzeinheit geschätzten Ergebnisses und von Informationen hinsichtlich einer Winkelgeschwindigkeit bei einem Kurbelwinkel einen Verlauf von Zylinderinnendrücken oder einen Zylinderinnendruck bei mehreren Kurbelwinkeln.
• Eine Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit 1003 schätzt auf der Grundlage der durch die Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit geschätzten Zylinderinnendruckinformationen und einer Verbrennungsmodellgleichung die Schwerpunktposition. Eine Verbrennungsschwerpunktpositions-Veränderungs-Berechnungseinheit 1004 berechnet auf der Grundlage der Schätzwerte der Verbrennungsschwerpunktposition in mehreren Takten einen Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition. Der oben beschriebene Änderungsbetrag des Verbrennungszustands bedeutet einen Änderungsbetrag der Verbrennungsschwerpunktposition.
• 11 ist ein Ablaufplan, der eine in jedem Block in 10 ausgeführte Verarbeitung darstellt. Der Schritt S1101 wird durch die Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustandsschätzeinheit ausgeführt, die Schritte S1102 und S1103 werden durch die Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit 1002 ausgeführt, der Schritt S1104 wird durch die Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit 1003 ausgeführt und der Schritt S1105 wird durch die Verbrennungsschwerpunktpositions-Veränderungs-Berechnungseinheit 1004 ausgeführt.
• [Schritt S1101]
• In Schritt S1101 wird aus Informationen wie etwa dem Einlassdruck unter Verwendung der folgenden Gleichung eine Menge des in einem Zustand des Luft-Kraftstoff-Gemischs eingegebenen Kraftstoffs (ein Betrag der Eingangsenergie) geschätzt.
  [Mathematik 1] $$Q_{\text{R}\text{.inp}}=\frac{p_{int}\left\{V\left({\theta }_{\text{IVC}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)\right\}}{R{T}_{\text{int}}\left(1+\frac{1}{AFR}+\frac{r_{\text{EGR}}}{1-r_{\text{EGR}}}\right)}\frac{1}{AFR}{H}_L$$

  
• Q_R,inp[] [J] ist hier ein Eingangsenergiebetrag, p_int [Pa] ist ein Einlassdruck, V(θ_IVC) [m³] ist ein Volumen [m³] zu einem Einlassventil-Schließzeitpunkt, V(θ_TDC) ist ein Volumen [m³] bei dem oberen Totpunkt, R ist eine Gaskonstante [J/kG/K], T_int ist eine Einlasstemperatur [K], AFR ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis [-], r_EGR ist ein AGR-Verhältnis [-] und H_L ist ein niedriger spezifischer Heizwert [J] des Kraftstoffs.
• [Schritt S1103]
• In Schritt S1103 werden aus einem Relationsausdruck zwischen der Winkelgeschwindigkeit und dem Zylinderinnendruck ein Kurbelwinkel ((ii), der später beschrieben wird) und ein maximaler Zylinderinnendruckwert ((iii), der später beschrieben wird) berechnet.
• (i) Zylinderinnenvolumen V(θ_pmax), bei dem der Zylinderinnendruck maximal ist
  [Mathematik 2] $$\begin{array}{l}\frac{\omega \left({\theta }_2\right)-\omega \left({\theta }_1\right)}{t\left({\theta }_2\right)-t\left({\theta }_1\right)}\\ =\frac{p\left({\theta }_1\right)V\left({\theta }_1\right)}{1-\gamma }\left\{{\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}{V\left({\theta }_1\right)}\right)}^{1-\gamma }-1\right\}\\ +p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right){\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}\right)}^{\gamma }\left\{V\left({\theta }_{\text{M}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)\right\}\\ +\{p\left({\theta }_2\right){\left(\frac{V\left({\theta }_2\right)}{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}\right)}^{{\gamma }_{\text{b}}}\\ -p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}\right){}^{\gamma }\}\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}{{\text{C}}_{\text{pmax}}}\right)\\ +\frac{p\left({\theta }_2\right)V\left({\theta }_2\right)}{1-{\gamma }_{\text{b}}}\left\{1-{\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)}{V\left({\theta }_2\right)}\right)}^{1-{\gamma }_{\text{b}}}\right\}-p_{\text{atm}}\left\{V\left({\theta }_2\right)-V\left({\theta }_1\right)\right\}\end{array}$$

  

  ω(θ_k) ist hier eine Winkelgeschwindigkeit [rad/s], t(θ_k) ist eine Zeit [s] bei dem Kurbelwinkel θ_k, p(θ_k) ist ein Zylinderinnendruck [Pa] bei dem Kurbelwinkel θ_k, p_atm ist der Atmosphärendruck [Pa], γ ist ein spezifisches Wärmeverhältnis [-] eines unverbrannten Gases und γ_b ist ein spezifisches Wärmeverhältnis [-] eines verbrannten Gases. Das spezifische Wärmeverhältnis des unverbrannten Gases und das spezifisches Wärmeverhältnis des verbrannten Gases ändern sich in Abhängigkeit von einem Zustand des Gases, können aber auf einen Wert von etwa 1,2 bis 1,4 eingestellt werden. p(θ_k) kann unter Verwendung einer Schätzgleichung geschätzt werden. Zum Beispiel gibt es die folgende Schätzgleichung.
  [Mathematik 3] $$p\left({\theta }_1\right)=C_{int}{p}_{int}{\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{IVC}}\right)}{V\left({\theta }_1\right)}\right)}^{\gamma }$$

  

  
  [Mathematik 4] $$p\left({\theta }_2\right)=\frac{p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)+{\eta }_{\text{E}}{Q}_{\text{R}\text{,inp}}}{V\left({\theta }_2\right)}$$

  
• Cint ist hier eine Modellkonstante und ηE ist ein Verhältnis [-] der Abwärme zur Eingangsenergie. Diese Werte können durch einen Kraftmaschinentest oder durch Simulation im Voraus bestimmt werden.
• (ii) Kurbelwinkel, bei dem der Zylinderinnendruck maximal ist
  [Mathematik 5] $$V\left(\theta \right)=V_{cc}+\frac{\pi D^2}{4}r\left\{\left(1-cos\theta \right)+\frac{1}{\lambda }\left(1-cos2\theta \right)\right\}$$

  
• Das Zylinderinnenvolumen V(θ_pmax), bei dem der Zylinderinnendruck in (i) das Maximum ist, wird in V(θ) eingesetzt und die nichtlineare Gleichung wird gelöst, um θ_pmax zu berechnen.
• (iii) Der Zylinderinnendruck-Maximalwert
  [Mathematik 6] $$p_{\text{max}}=p\left({\theta }_2\right){\left(\frac{V\left({\theta }_2\right)}{V\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)}\right)}^{\gamma \text{b}}$$

  
• Das Zylinderinnenvolumen V(θ_pmax), bei dem der Zylinderinnendruck in (i) das Maximum ist, wird in V(θ) eingesetzt, um p_max zu berechnen.
• [Schritt S1104]
• Unter Verwendung des in Schritt S1103 berechneten (i) bis (iii) wird die Verbrennungsschwerpunktposition berechnet.
• (iv) Formel des Verbrennungsverhältnisses bei Maximaldruck
  [Mathematik 7] $$\begin{array}{l}MFB\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)=\frac{1}{{\eta }_{\text{IE}}\left(\gamma -1\right)Q_{\text{R}\text{.inp}}}\left[p_{\text{max}}V\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)-p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)\right]\\ +\frac{1}{{\eta }_{\text{IE}}{Q}_{\text{R}\text{.inp}}}[\frac{p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}{1-\gamma }\left\{{\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}{V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}\right)}^{1-\gamma }-1\right\}\\ +p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right){\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}\right)}^{\gamma }\left\{V\left({\theta }_{\text{M}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)\right\}\\ +\left\{p_{max}-p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right){\left(\frac{V\left({\theta }_{ADV}\right)}{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}\right)}^{\gamma }\right\}\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}{{\text{C}}_{\text{pmax}}}\right)]\end{array}$$

  
• Hier ist ηIE ein Verhältnis (-) zwischen der Ausgabe für die Eingangsenergie und für das Abgas und ist Cpmax eine Modellkonstante [-]. Diese Werte können durch einen Kraftmaschinentest oder durch Simulation im Voraus bestimmt werden.
• Das Verbrennungsverhältnis bei dem Maximaldruck wird durch Einsetzen des in Schritt S1103 berechneten (i) bis (iii) berechnet.
• (v) Formel der Verbrennungszeitdauer auf der Grundlage des Verbrennungsverhältnisses bei Maximaldruck
  [Mathematik 8] $$\Delta {\theta }_{CD}=\left({\theta }_{\text{pmax}}-{\theta }_{\text{ADV}}\right){\left(\frac{-a}{\text{ln}\left(1-MFB\left({\theta }_{\text{pmax}}\right)\right)}\right)}^{\frac{1}{m+1}}$$

  

  a und m sind hier Modellkonstanten. Diese Werte können durch einen Kraftmaschinentest oder durch Simulation im Voraus bestimmt werden.
• Das in (iv) berechnete Verbrennungsverhältnis und der in (ii) berechnete Kurbelwinkel werden eingesetzt, um die Verbrennungszeitdauer zu berechnen.
• (vi) Formel der Schwerpunktposition
• [Mathematik 9] $${\theta }_{\text{MFB}50}={\theta }_{\text{ADV}}+\Delta {\theta }_{CD}{\left(\frac{-a}{ln\left(1-0.5\right)}\right)}^{-\frac{1}{m+1}}$$

  
• Die in (v) berechnete Verbrennungszeitdauer wird eingesetzt, um die Verbrennungsschwerpunktposition zu berechnen.
• [Schritt S1105]
• Aus den angesammelten Informationen der Verbrennungsschwerpunktposition wird der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands berechnet. Als der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands kann z. B. eine Standardabweichung der Verbrennungsschwerpunktposition verwendet werden. Die Standardabweichung weist eine starke Korrelation mit einer Standardabweichung oder mit einem Änderungsbetrag des Kraftmaschinendrehmoments auf und ist als ein Index des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands geeignet.
• Durch Berechnen der Verbrennungsschwerpunktposition wie oben beschrieben können die Verbrennungsschwerpunktposition und der Änderungsbetrag davon mit hoher Genauigkeit berechnet werden, ohne einen Zylinderinnendrucksensor oder eine ihm äquivalente Detektionsvorrichtung zu verwenden. Zusammengefasst wird die Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage des Kurbelwinkelsensors an zwei Punkten vor und nach dem Zündzeitpunkt und nach dem oberen Totpunkt detektiert. Da die Verbrennung zwischen den zwei Bedingungen auftritt, sich die Kurbelwinkelgeschwindigkeit stark ändert und eine Änderung wegen der Verbrennung als Informationseinheit enthalten ist, ist es geeignet, unter den zwei Bedingungen die Kurbelwinkelgeschwindigkeit zu verwenden.
• Hauptmerkmale der vorliegenden Ausführungsform können ebenfalls wie folgt zusammengefasst werden.
• Ein Prozessor (die CPU 23a, 2) einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine berechnet einen Änderungsbetrag eines Parameters (z. B. einer Verbrennungsschwerpunktposition), der einen Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt (Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 32, 3). Der Prozessor (die CPU 23a) korrigiert einen Betriebsbetrag des Aktuators (z. B. des AGR-Ventils), der eine Verdünnung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs einstellt, in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Parameters, der einen Verbrennungszustand angibt, und einem Zielwert des Änderungsbetrags und bringt den Änderungsbetrag in die Nähe des Zielwerts (Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit 33, 3).
• Im Ergebnis wird die Verdünnung eingestellt und nähert sich der Änderungsbetrag (eine Veränderung des Verbrennungszustands) des Parameters (z. B. die Verbrennungsschwerpunktposition), der den Verbrennungszustand angibt, dem Zielwert (einer Obergrenze der Veränderung in dem Verbrennungszustand) an. Somit kann ein Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand verwirklicht werden, in dem die Verdünnung in der Nähe des Grenzwerts ist. Im Ergebnis kann der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verringert werden.
• Der Aktuator ist z. B. ein AGR-Ventil. Falls der Änderungsbetrag des Parameters (z. B. die Verbrennungsschwerpunktposition) angibt, dass der Verbrennungszustand kleiner als der Zielwert ist, erhöht der Prozessor (die CPU 23a) eine Öffnung des AGR-Ventils, während eine Differenz zwischen dem Änderungsbetrag und dem Zielwert zunimmt (Zeitpunkt t3, 5). Falls der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, andererseits größer als der Zielwert ist, wird die Öffnung des AGR-Ventils verringert, während die Differenz zwischen dem Änderungsbetrag und dem Zielwert zunimmt (Zeitpunkt t5, 5).
• Im Ergebnis kann die Öffnung des AGR-Ventils eingestellt werden und kann der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, in die Nähe des Zielwerts gebracht werden.
• Obwohl die AGR der vorliegenden Ausführungsform eine externe AGR ist, kann die AGR eine interne AGR sein, die ein Abgas durch Verzögern eines Zeitpunkts des Schließens des Auslassventils mit einem Mechanismus des variablen Ventilzeitpunkts (des variablen Ventils 5) in eine Verbrennungskammer zurückführt. In diesem Fall ist der Aktuator, der die Verdünnung des Luft-Kraftstoff-Gemischs einstellt, ein Mechanismus des variablen Ventilzeitpunkts, wobei aber ebenfalls gesagt werden kann, dass das Abgasventil ebenfalls als das AGR-Ventil fungiert.
• Falls der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, größer als der Zielwert ist, verstellt der Prozessor (die CPU 23a) den Zündzeitpunkt (Zeitpunkt t1, 7) nach früh. Im Ergebnis kann der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, schneller verringert werden und in die Nähe des Zielwerts gebracht werden.
• Falls der Änderungsbetrag nicht abnimmt, nachdem der Zündzeitpunkt nach früh verstellt worden ist, erhöht der Prozessor (die CPU 23a) die in der Zündvorrichtung erzeugte Entladungsenergie (Zeitpunkt t4, 7). Im Ergebnis wird der Verbrennungszustand stabilisiert und kann der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, verringert werden. Da die Entladungsenergie nur erhöht wird, falls es keine Wirkung der Verstellung nach früh gibt, kann ein Verschleiß der Elektrode der Zündkerze unterdrückt werden.
• Der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, ist z. B. ein Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition. Falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, verstellt der Prozessor (die CPU 23a) den Zündzeitpunkt (Zeitpunkt t1, 9) nach früh. Im Ergebnis kann der Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit dem Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktpositionen nach früh verstellt werden.
• Falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt und der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, größer als der Zielwert ist, erhöht der Prozessor die in der Zündvorrichtung erzeugte Entladungsenergie (Zeitpunkt t4, 9). Im Ergebnis kann der Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit dem Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition nach früh verstellt werden und gibt der Änderungsbetrag des Parameters den Verbrennungszustand an.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, ein Kurbelwinkel (Verbrennungsschwerpunktposition), bei dem ein Verbrennungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs ein vorgegebener Wert (0,5) ist, wobei er aber ein Index, der mit dem Verbrennungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs korreliert ist, ein Maximalwert des Zylinderinnendrucks oder ein Kurbelwinkel, bei dem der Zylinderinnendruck das Maximum ist, sein kann.
• Im Ergebnis kann ein Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand verwirklicht werden, in dem die Verdünnung in der Nähe eines Grenzwerts ist.
• Genauer ist der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, die Verbrennungsschwerpunktposition. Der Prozessor (die CPU 23a) schätzt einen Zylinderinnendruck der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ω1) bei einem ersten Zeitpunkt nach dem Zündzeitpunkt und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ω2) bei einem zweiten Zeitpunkt, bevor das Auslassventil geöffnet wird, und schätzt die Verbrennungsschwerpunktposition unter Verwendung des geschätzten Zylinderinnendrucks (11). Folglich ist es möglich, die Verbrennungsschwerpunktposition ohne Verwendung eines Zylinderinnensensors (Drucksensors) zu schätzen. Da der Zylinderinnensensor nicht verwendet ist, können die Herstellungskosten verringert sein.
• Wie in einer zweiten Ausführungsform beschrieben wird, kann die Verbrennungsschwerpunktposition unter Verwendung des durch den Sensor (13) detektierten Zylinderinnendrucks geschätzt werden. Im Ergebnis kann z. B. die Last an den Prozessor verringert sein.
• Wenn ein Einlasssystemzustand ein stationärer Zustand ist, korrigiert der Prozessor (die CPU 23a) gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Betriebsbetrag des Aktuators (4A), kann er aber den Betriebsbetrag korrigieren, wenn ein Fahrzustand ein Zustand konstanter Geschwindigkeit ist oder wenn der Fahrzustand ein Zustand konstanter Beschleunigung ist. Im Ergebnis kann der Betriebsbetrag des Aktuators in einem Zustand, in dem der Betriebsbetrag (Korrekturwert) des Aktuators nicht so weit wie möglich variiert, korrigiert werden.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Standardabweichung als der Änderungsbetrag verwendet, wobei der Änderungsbetrag aber eine Abweichung sein kann, die eine Differenz von einem Referenzwert angibt. Der Referenzwert kann ein Wert eines Parameters (z. B. der Verbrennungsschwerpunktposition), der anstelle des Durchschnittswerts einen Verbrennungszustand in einem vorhergehenden Verbrennungstakt angibt, sein. Das heißt, der Änderungsbetrag kann ein Taktänderungsbetrag sein, der einen Änderungsbetrag in jedem Verbrennungstakt angibt. Als ein Ergebnis wird die Verdünnung für jeden Verbrennungstakt eingestellt und nähert sich der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt (eine Veränderung des Verbrennungszustands), dem Zielwert (einer Obergrenze einer Veränderung des Verbrennungszustands) an. Somit kann ein Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Zustand, in dem die Verdünnung in der Nähe des Grenzwerts ist, verwirklicht werden.
• [Zweite Ausführungsform]
• 12 ist ein Steuerblock, der eine Übersicht einer Entladungsenergiesteuerung darstellt, die durch eine Zündsteuereinheit 24 und durch eine AGR-Verhältnis-Steuereinheit 25 in einer ECU 20, die eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird und die eine 2. Ausführungsform ist. Ein Unterschied gegenüber der Ausführungsform in 3 ist, dass ein Detektionswert eines Zylinderinnendrucks verwendet wird, um einen Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag zu berechnen. Die Einheit zur Bestimmung eines stationären Zustands und die Aktuatorbetriebsbetrag-Korrektureinheit in 3 und 12 sind dieselben. Ein Unterschied ist, dass ein Teil der Eingabe der Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit von einem Wert des Kurbelwinkelsensors zu einem Zylinderinnendruck geändert ist.
• 13 stellt eine Blockkonfiguration einer Verbrennungsschwerpunkt-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1202 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Eine Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustandsschätzeinheit 1301 ist dieselbe wie die Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustandsschätzeinheit 1001 in 10.
• Eine Schwerpunktpositions-Veränderungs-Berechnungseinheit 1303 ist dieselbe wie die Verbrennungsschwerpunktpositions-Veränderungs-Berechnungseinheit 1004 in 10. Ein Unterschied gegenüber 3 ist, dass es keine Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit gibt, da ein Detektionswert des Zylinderinnendrucks eingegeben werden kann, und dass die Verarbeitung der Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit anders ist, da der Detektionswert des Zylinderinnendrucks eingegeben wird.
• Die Verarbeitung der Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit 1302 gemäß der zweiten Ausführungsform wird anhand von 14 beschrieben.
• [Schritt S1401]
• (vii) Formel des Verbrennungsverhältnisses zu einem Zylinderinnendruck-Detektionszeitpunkt θ_M
  [Mathematik 10] $$\begin{array}{l}MFB\left({\theta }_{\text{M}}\right)=\frac{1}{{\eta }_{\text{IE}}\left(\gamma -1\right)Q_{\text{R}\text{.inp}}}\left[p\left({\theta }_{\text{M}}\right)V\left({\theta }_{\text{M}}\right)-p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)\right]\\ +\frac{1}{{\eta }_{\text{IE}}{Q}_{\text{R}\text{.inp}}}[\frac{p\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}{1-\gamma }\left\{{\left(\frac{V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)}{V\left({\theta }_{\text{ADV}}\right)}\right)}^{1-\gamma }-1\right\}\\ +p\left({\theta }_{\text{M}}\right)\left\{V\left({\theta }_{\text{M}}\right)-V\left({\theta }_{\text{TDC}}\right)\right\}]\\ \end{array}$$

  
• Es werden ein Zylinderinnendruck vor dem Öffnen des Auslassventils und ein Zylinderinnendruck zu einem Zündzeitpunkt eingegeben und es wird ein Verbrennungsverhältnis zu einem Zylinderinnendruck-Detektionszeitpunkt berechnet.
• [Schritt S1402]
• (viii) Formel der Verbrennungszeitdauer auf der Grundlage des Verbrennungsverhältnisses des Zylinderinnendruck-Detektionszeitpunkts
  [Mathematik 11] $$\Delta {\theta }_{CD}=\left({\theta }_{\text{M}}-{\theta }_{\text{ADV}}\right){\left(\frac{-a}{\text{ln}\left(1-MFB\left({\theta }_{\text{M}}\right)\right)}\right)}^{\frac{1}{m+1}}$$

  
• Das in (vii) berechnete Verbrennungsverhältnis zu dem Zylinderinnendruck-Detektionszeitpunkt wird eingesetzt, um eine Verbrennungszeitdauer zu berechnen.
• [Schritt S1403]
• (ix) Formel der Verbrennungsschwerpunktposition
• [Mathematik 12] $$\theta ={\theta }_{\text{ADV}}+\Delta {\theta }_{CD}{\left(\frac{-a}{ln\left(1-MFB\left({\theta }_{\text{M}}\right)\right)}\right)}^{\frac{-1}{m+1}}$$

  
• Die in (viii) berechnete Verbrennungszeitdauer wird eingesetzt, um eine Verbrennungsschwerpunktposition zu berechnen.
• Durch Berechnen der Verbrennungsschwerpunktposition wie oben beschrieben können die Verbrennungsschwerpunktposition und ihr Änderungsbetrag mit hoher Genauigkeit mit weniger Informationen berechnet werden, wenn der Zylinderinnendrucksensor oder eine ihm äquivalente Detektionsvorrichtung verwendet wird. Zusammengefasst wird der Zylinderinnendruck an zwei Punkten vor und nach dem Zündzeitpunkt und nach dem oberen Totpunkt detektiert. Die Punkte nach dem oberen Totpunkt weisen einen Verbrennungsfortschrittszustand zu einem vorgegebenen Zeitpunkt auf, und es ist geeignet, einen Zustand so weit wie möglich in der Mitte der Verbrennung auszuwählen. Der Zylinderinnendruck kann unter Verwendung eines Zylinderinnendrucksensors detektiert werden oder kann aus Informationen hinsichtlich eines mit dem Zylinderinnendruck korrelierten Index (z. B. einer Sekundärspannung der Zündspule) indirekt detektiert werden.
• Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Änderungsbeispiele enthält. Zum Beispiel sind die oben beschriebenen Ausführungsformen zum leichten Verständnis der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden und nicht notwendig auf jene, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen, beschränkt. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und die Konfiguration einer anderen Ausführungsform kann zu der Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Es ist möglich, für einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform andere Konfigurationen hinzuzufügen, zu entfernen und zu ersetzen.
• Einige oder alle der oben beschriebenen Konfigurationen, Funktionen und dergleichen können z. B. durch Hardware, dadurch, dass die Konfigurationen mit einer integrierten Schaltung entworfen werden, verwirklicht werden. Jede der oben beschriebenen Konfigurationen, Funktionen und dergleichen kann durch Software durch einen Prozessor (Mikrocomputer), der ein Programm zur Verwirklichung jeder Funktion interpretiert und ausführt, verwirklicht werden. Informationen wie etwa ein Programm, eine Tabelle und eine Datei zum Verwirklichen jeder Funktion können in einer Aufzeichnungsvorrichtung wie etwa einem Speicher, einer Festplatte und einem Solid-State-Drive (SSD) oder einem Aufzeichnungsmedium wie etwa einer IC-Karte, einer SD-Karte und einer DVD gespeichert sein.
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die folgenden Aspekte aufweisen.
• (1) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die enthält: eine Verbrennungszustands-Schätzeinheit, die einen Verbrennungszustand in der Brennkraftmaschine schätzt; und eine Betriebsbetrag-Korrektureinheit, die eine Verdünnung auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Verbrennungszustands betreibt.
• (2) Steuervorrichtung nach (1), in der der Verbrennungszustand ein Index ist, der eine Korrelation mit einem Verbrennungsverhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Kraftmaschine aufweist.
• (3) Steuervorrichtung nach (1) oder (2), in der der Verbrennungszustand ein Kurbelwinkel ist, bei dem ein Verbrennungsverhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Kraftmaschine ein vorgegebener Wert ist.
• (4) Steuervorrichtung nach (1) oder (2), in der der Verbrennungszustand ein Maximalwert eines Zylinderinnendrucks oder ein Kurbelwinkel, bei dem der Zylinderinnendruck maximal ist, ist.
• (5) (Schätzung des Verbrennungszustands auf der Grundlage von zwei Kurbelwinkelsensoreingaben)
• Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (4), in der die Verbrennungszustands-Schätzeinheit eine Verbrennungszustands-Schätzeinheit ist, die den Verbrennungszustand auf der Grundlage eines Kurbelwinkelsensorsignals schätzt, und die die Schätzeinheit, die eine Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit enthält, die einen Zylinderinnenverlauf der Brennkraftmaschine auf der Grundlage einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit bei einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem Zündzeitpunkt und einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit bei einem vorgegebenen Zeitpunkt, bevor ein Auslassventil geöffnet wird, schätzt, und eine Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit, die den Verbrennungszustand auf der Grundlage des geschätzten Zylinderinnendruckverlaufs schätzt, enthält.
• (6) (Schätzung des Verbrennungszustands auf der Grundlage von zwei Zylinderinnendruck-Detektionswerten oder Schätzwerten)
• Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (4), in der die Verbrennungszustands-Schätzeinheit eine Verbrennungszustands-Schätzeinheit ist, die den Verbrennungszustand auf der Grundlage eines Schätzwerts oder eines Detektionswerts eines Zylinderinnendrucks schätzt und die Steuervorrichtung die Schätzeinheit enthält, die enthält: eine Zylinderinnendruckverlaufs-Schätzeinheit, die einen Zylinderinnenverlauf der Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Schätzwerts oder eines Detektionswerts des Zylinderinnendrucks bei einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem Einspritzzeitpunkt und eines Schätzwerts oder eines Detektionswerts des Zylinderinnendrucks bei einem vorgegebenen Zeitpunkt, bevor ein Auslassventil geöffnet wird, schätzt; und eine Verbrennungsschwerpunkt-Schätzeinheit, die den Verbrennungszustand auf der Grundlage des geschätzten Zylinderinnendruckverlaufs schätzt.
• (7) (Verkörperung, dass die Verdünnungsoperation proportional zur Differenz zwischen Veränderungsziel und Veränderungsbetrag ist)
• Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (6), in der die Betriebsbetrag-Korrektureinheit eine positive Korrelation mit einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Verbrennungszustands und einem Zielwert des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands und einem Betriebsbetrag der Verdünnung aufweist.
• (8) (Verkörperung des Bewältigens einer Verbrennungsinstabilität durch Erhöhen der Zündenergie zur Zeit der Verbrennungsinstabilität)
• Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (7), in der die Betriebsbetrag-Korrektureinheit Mittel enthält, um dafür betrieben zu werden, eine durch eine in der Brennkraftmaschine vorgesehene Zündvorrichtung erzeugte Entladungsenergie zu erhöhen, falls der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands größer als eine zulässige Obergrenze des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands ist.
• (9) Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (8), in der die Betriebsbetrag-Korrektureinheit einen Zeitpunkt, zu dem die Entladungsenergie durch eine in der Brennkraftmaschine vorgesehene Zündvorrichtung erzeugt wird, nach früh verstellt, falls der Änderungsbetrag des Verbrennungszustands größer als eine zulässige Obergrenze des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands ist.
• (10) Steuervorrichtung nach einem von (1) bis (8), in dem die Betriebsbetrag-Korrektureinheit einen Zeitpunkt, zu dem die Entladungsenergie durch eine in der Brennkraftmaschine vorgesehene Zündvorrichtung erzeugt wird, betreibt, falls ein Durchschnittswert des Verbrennungszustands nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
• (11) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem von (1) bis (9), die eine Einheit zur Bestimmung eines stationären Zustands enthält, die bestimmt, ob ein Einlasssystemzustand ein stationärer Zustand ist, in dem Operationen verschiedener Aktuatoren ausgeführt werden, wenn die Einheit zur Bestimmung eines stationären Zustands bestimmt, dass der Einlasssystemzustand der stationäre Zustand ist.
• (12) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem von (1) bis (9), die eine Fahrzustands-Bestimmungseinheit enthält, die bestimmt, ob ein Fahrzustand ein Zustand konstanter Geschwindigkeit ist, in dem Operationen verschiedene Aktuatoren ausgeführt werden, wenn bestimmt wird, dass der Fahrzustand der konstante Zustand ist.
• (13) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem von (1) bis (9), die eine Fahrzustand-Bestimmungseinheit enthält, die bestimmt, ob ein Fahrzustand ein Zustand konstanter Beschleunigung ist, in dem Operationen verschiedener Aktuatoren ausgeführt werden, wenn bestimmt wird, dass der Zustand der Zustand konstanter Beschleunigung ist.
• Da die Verdünnung gemäß (1) bis (13) auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Verbrennungszustands in der Brennkraftmaschine betrieben werden kann, kann die Verdünnung unter Berücksichtigung der Änderung des Verbrennungszustands in Übereinstimmung mit der Verdünnung auf die Obergrenze innerhalb des zulässigen Bereichs der Änderung des Verbrennungszustands eingestellt werden. Da die Verdünnung auf die Obergrenze innerhalb des Bereichs der Änderung des zulässigen Verbrennungszustands eingestellt werden kann, ist es möglich, auf der Grundlage einer Veränderung für jeden Kraftmaschinenkörper für jedes Einzelfahrzeug unterschiedliche Verdünnungen einzustellen, und ist es somit möglich, die Effizienz zur Zeit des tatsächlichen Fahrens für jeden Kraftmaschinenkörper zu verbessern.
• Bezugszeichenliste

1

Luftströmungssensor

2

elektronisch gesteuerte Drosselklappe

4

Lader

4a

Verdichter

4b

Turbinenrad

5

variables Ventil

6

Einlasskrümmer

7

Zwischenkühler

9

Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor

10

Dreiwegekatalysator

11

elektronisch gesteuertes Ladedruckregelventil

12

Fahrpedalniederdrückungsgrad-Sensor

13

Kraftstoffeinspritzvorrichtung

14

Zylinder

15

Auspuffrohr

16

Zündspule

17

Zündkerze

18

Temperatursensor

19

Kurbelwinkelsensor

20

ECU

21

Eingangsschaltung

22

Eingabe/Ausgabe-Port

23a

CPU

23b

ROM

23c

RAM

24

Zündsteuereinheit

25

AGR-Verhältnis-Steuereinheit

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2020190234 A [0006, 0007]

Claims (10)

1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Steuervorrichtung einen Prozessor umfasst, der konfiguriert ist zum: Berechnen eines Änderungsbetrags eines Parameters, der einen Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt, und Korrigieren eines Betriebsbetrags eines Aktuators, der eine Verdünnung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs einstellt, in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, und einem Zielwert des Änderungsbetrags, und Annähern des Änderungsbetrags an den Zielwert.
2. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Aktuator ein AGR-Ventil ist, und der Prozessor konfiguriert ist zum: Erhöhen einer Öffnung des AGR-Ventils, während die Differenz zunimmt, falls der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, kleiner als der Zielwert ist, und Verringern der Öffnung des AGR-Ventils, während die Differenz zunimmt, falls der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, größer als der Zielwert ist.
3. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, einen Zündzeitpunkt nach früh zu verstellen, falls der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, größer als der Zielwert ist.
4. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, die in einer Zündvorrichtung erzeugte Entladungsenergie zu erhöhen, falls der Änderungsbetrag nicht abnimmt, nachdem der Zündzeitpunkt nach früh verstellt worden ist.
5. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, wobei: der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, ein Durchschnittswert von Verbrennungsschwerpunktpositionen ist, und der Prozessor dafür konfiguriert ist, einen Zündzeitpunkt nach früh zu verstellen, falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktpositionen außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
6. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, die in einer Zündvorrichtung erzeugte Entladungsenergie zu erhöhen, falls der Durchschnittswert der Verbrennungsschwerpunktposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt und der Änderungsbetrag des Parameters, der den Verbrennungszustand angibt, größer als der Zielwert ist.
7. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, Folgendes ist: ein Index, der eine Korrelation mit einem Verbrennungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs aufweist ein Kurbelwinkel, bei dem das Verbrennungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs einen vorgegebenen Wert annimmt, ein Maximalwert eines Zylinderinnendrucks, oder ein Kurbelwinkel, bei dem der Zylinderinnendruck maximal ist.
8. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Parameter, der den Verbrennungszustand angibt, eine Verbrennungsschwerpunktposition ist, und der Prozessor konfiguriert ist zum: Schätzen eines Zylinderinnendrucks der Brennkraftmaschine auf der Grundlage einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit zu einem ersten Zeitpunkt nach einem Zündzeitpunkt und einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit zu einem zweiten Zeitpunkt, bevor ein Auslassventil geöffnet wird, und Schätzen der Verbrennungsschwerpunktposition unter Verwendung des geschätzten Zylinderinnendrucks, oder Schätzen der Verbrennungsschwerpunktposition unter Verwendung eines durch einen Sensor detektierten Zylinderinnendrucks.
9. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, den Betriebsbetrag des Aktuators zu korrigieren, falls ein Einlasssystemzustand ein stationärer Zustand ist, ein Fahrzustand ein Zustand konstanter Geschwindigkeit ist oder der Fahrzustand ein Zustand konstanter Beschleunigung ist.
10. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Änderungsbetrag eine Abweichung ist, die eine Differenz von einem Referenzwert angibt, und der Referenzwert ein Wert des Parameters ist, der den Verbrennungszustand in einem vorhergehenden Verbrennungstakt angibt.

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