DE19606835A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung

Info

Publication number
DE19606835A1
DE19606835A1 DE19606835A DE19606835A DE19606835A1 DE 19606835 A1 DE19606835 A1 DE 19606835A1 DE 19606835 A DE19606835 A DE 19606835A DE 19606835 A DE19606835 A DE 19606835A DE 19606835 A1 DE19606835 A1 DE 19606835A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
control object
cylinder pressure
predetermined
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19606835A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19606835C2 (de
Inventor
Naoki Tomisawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Publication of DE19606835A1 publication Critical patent/DE19606835A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19606835C2 publication Critical patent/DE19606835C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/225Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Ver­ brennung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technologie zum Realisieren der Verhaltensgrenze eines Mo­ tors durch eine Rückkopplungssteuerung eines Steuerobjekts des Motors, beispielsweise des Luft/Kraftstoff-Verhältnis­ ses, des Zündzeitpunkts, oder der Abgasrückführungsmenge, die zum Verbrennungszustand beitragen, derart, daß sich Aus­ gabeschwankungen des Motors einem zulässigen Grenzwert nä­ hern.
Bisher hat die Motorausgabeschwankungs-Steuerung das Erfas­ sen von Ausgabeschwankungen des Motors und das Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des Zündzeitpunkts auf eine Verbrennungsgrenze basierend auf den erfaßten Ergebnis­ sen eingeschlossen.
Grundlegend schließt dies das Erfassen der Ausgabeschwankun­ gen des Motors unter Verwendung eines Verbrennungsdrucks und einer Motordrehzahl und das Verdünnen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses sowie das Verzögern des Zündzeitpunkts inner­ halb eines Bereichs, in dem die Ausgabeschwankungen eine vorbestimmte zulässige Grenze nicht überschreiten, ein.
Bei der Ausgabeschwankungssteuerung sind die Verdünnungs­ grenze für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Verzöge­ rungsgrenze für den Zündzeitpunkt durch das elementare Ver­ halten des Motors bestimmt. Da diese Änderungen jedoch von den Betriebsbedingungen zu dieser Zeit abhängen, kann eine Verbesserung des Motorverhaltens nicht immer vollständig re­ alisiert werden.
Beispielsweise wird in dem Fall, in dem während des Aufwärm­ betriebs, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bis zu der Verbren­ nungsgrenze verdünnt ist, um das Abgasverhalten zu verbes­ sern (insbesondere um die HC-, CO-Menge zu reduzieren), jede Verbesserung des Abgasverhaltens aufgrund der Verdünnung mi­ nimal sein, da in Regionen von besonders geringen Temperatu­ ren, beispielsweise während des Aufwärmens unmittelbar nach einem Anlaufen, die Verbrennungsgrenzen derart sind, daß das mögliche Verdünnungsausmaß vergleichsweise gering ist.
Andererseits wird in dem Fall, in dem zu der Zeit des Anlau­ fens der Zündzeitpunkt bis zu der Verbrennungsgrenze verzö­ gert ist, um die Aktivierung des Katalysators zu beschleu­ nigen, durch das Initiieren einer Verzögerungssteuerung ba­ sierend auf Ausgabeschwankungen von unmittelbar nach dem An­ laufen eine frühe Aktivierung des Katalysators möglich, da abhängig von den Bedingungen der Verzögerungsbetrag selbst in der Niedertemperaturregion unmittelbar nach dem Anlaufen erhöht werden kann, was stark zu einer Verbesserung des Ab­ gasverhaltens während des Aufwärmens beiträgt.
Wenn eine Verdünnungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhält­ nisses und eine Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts pa­ rallel während des Aufwärmens durchgeführt werden, ist unge­ achtet der Bedingungen, bei denen der Zündzeitpunkt um einen relativ großen Betrag verzögert werden kann, der Verzöge­ rungsbetrag aufgrund des Verdünnens des Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnisses reduziert. In gleicher Weise ist unter Bedingun­ gen, bei denen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stark verdünnt ist, um die HC-, CO-Menge zu reduzieren, der Verdünnungsbe­ trag aufgrund des Verzögerns des Zündzeitpunkts reduziert. Es existiert folglich das Problem, daß tatsächlich jede Ver­ besserung des Abgasverhaltens zur Zeit des Aufwärmens signi­ fikant reduziert ist.
Andererseits ist zur Reduzierung von NOx ein Abgasrückfüh­ rungssystem (EGR-System; EGR = exhaust gas recirculation) bekannt, das einen Teil des Abgases zu dem Ansaugsystem zu­ rückführt, bekannt. Bezüglich der Abgasrückführungssteuerung bei diesem System besteht eine Anforderung darin, die Abgas­ rückführungsmenge in der normalen Temperaturregion nach dem Aufwärmen so groß wie möglich zu machen, um das Abgasverhal­ ten (die NOx-Ausstoßmenge) und das Kraftstoffverbrauchsver­ halten zu verbessern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung zu schaffen, die in der Lage sind, innerhalb der Verbrennungsgrenzen Motorsteuerparameter, beispielsweise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, den Zündzeitpunkt und die Abgas­ rückführungsmenge, die zum Verbrennungsverhalten des Motors beitragen, bis zu der maximalen Grenze in der Richtung der Verbesserung des Motorverhaltens zu ändern, wodurch das Ab­ gasverhalten und das Kraftstoffverbrauchsverhalten des Mo­ tors verbessert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentan­ spruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu er­ möglichen, die Ausgabeschwankungen des Motors einfach und genau zu erfassen, und folglich zu ermöglichen, daß die Mo­ torsteuerparameter, beispielsweise das Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnis genau gesteuert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, das Abgas­ verhalten während des Aufwärmens zu verbessern, den NOx-Aus­ stoß bei normalen Temperaturen zu reduzieren und den Kraft­ stoffverbrauch zu verbessern.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, weisen die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung, bei denen ein Motor­ steuerobjekt, das zu dem Verbrennungszustand des Motors bei­ trägt, mittels einer Rückkopplung gesteuert wird, derart, daß sich Ausgabeschwankungen des Motors einem zulässigen Grenzwert nähern, das Schalten und Einstellen des Motorsteu­ erobjekts gemäß den Motorbetriebsbedingungen auf.
Bei einem solchen Aufbau kann die Verhaltensgrenze des Mo­ tors durch das Auswählen eines Steuerobjekts gemäß den Be­ triebsbedingungen des Motors, welches eine größere Steuer­ breite ermöglicht, oder eines Steuerobjekts, das stärker zu einer Verbesserung des Motorverhaltens beiträgt, wirksam er­ weitert werden.
Hierzu wird vorzugsweise der Zylinderdruck des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall integriert, und ba­ sierend auf dem Integralwert ein Parameter berechnet, der die Ausgabeschwankungen des Motors anzeigt.
Bei einem solchen Aufbau können die Ausgabeschwankungen des Motors basierend auf Schwankungen des Zylinderdrucks erfaßt werden.
Bei dem oben genannten Verfahren, das das Berechnen eines Parameters aus dem Integralwert des Zylinderdrucks ein­ schließt, der die Ausgabeschwankungen anzeigt, wird eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Zylinderdruck-Integralwerts während einer vorbestimmten Periode als der Parameter, der die Ausgabeschwankungen des Motors anzeigt, berechnet.
Bei einem derartigen Aufbau kann die Größe der Ausgabe­ schwankungen des Motors einfach als die Schwankungsamplitude des Zylinderdruck-Integralwerts erfaßt werden.
Außerdem kann das vorbestimmte Integrationsintervall zum In­ tegrieren des Zylinderdrucks ein vorbestimmter Kurbelwinkel­ bereich nach dem oberen Kompressionstodpunkt sein.
Wenn ein vorbestimmter Kurbelwinkelbereich nach dem oberen Kompressionstodpunkt als Integrationsintervall verwendet wird, können die Verbrennungsdruckschwankungen mit einer ho­ hen Genauigkeit erfaßt werden.
Das Motorsteuerobjekt, das gemäß den Motorbetriebsbedingun­ gen geschaltet und eingestellt wird, kann zumindest entweder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motoransauggemisches, den Zündzeitpunkt oder die Abgasrückführungsmenge einschließen.
Bei einem derartigen Aufbau kann das Verdünnen des Luft/- Kraftstoff-Verhältnisses, das Verzögern des Zündzeitpunkts oder das Erhöhen der Abgasrückführungsmenge gemäß den Motor­ betriebsbedingungen durchgeführt werden.
Hierbei können die Ausgabeschwankungen für jeden Zylinder erfaßt werden, wobei das Motorsteuerobjekt für jeden jewei­ ligen Zylinder basierend auf den erfaßten Ergebnissen mit­ tels einer Rückkopplung gesteuert wird.
Bei einem derartigen Aufbau ist es möglich, bis zu Verbren­ nungsgrenzen, die für jeden Zylinder unterschiedlich sind, zu steuern.
Die Motorbetriebsbedingungen zum Schalten des Motorsteuer­ objekts können zumindest entweder die verstrichene Zeit von einem Anlaufen des Motors an oder die Motortemperatur ein­ schließen.
Bei einem derartigen Aufbau wird ein Steuerobjekt, das zur Zeit des Anlaufens geeignet ist, ausgewählt, oder ein geeig­ neteres Steuerobjekt wird entsprechend der Motortemperatur ausgewählt.
Grundlegender kann der Aufbau derart sein, daß der Zündzeit­ punkt als das Steuerobjekt eingestellt wird, wenn die ver­ strichene Zeit von dem Anlaufen des Motors an innerhalb ei­ ner vorbestimmten Zeit liegt, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird als das Steuerobjekt eingestellt, wenn die verstrichene Zeit von dem Anlaufen des Motors an die vorbestimmte Zeit übersteigt, die Motortemperatur jedoch gleich oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist, und die Abgasrückfüh­ rungsmenge wird als das Steuerobjekt eingestellt, wenn die verstrichene Zeit von dem Anlaufen des Motors an die vorbe­ stimmte Zeit übersteigt und die Motortemperatur die vorbe­ stimmte Temperatur übersteigt.
Bei einem derartigen Aufbau kann unmittelbar nach dem An­ laufen die Abgastemperatur durch die Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts erhöht werden, wodurch die Aktivierung des Katalysators beschleunigt wird, so daß das Abgasverhal­ ten verbessert sein kann. Außerdem kann während der nachfol­ genden Aufwärmperiode das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ver­ dünnt werden, so daß der HC-, CO-Ausstoß reduziert ist. Fer­ ner kann bei normalen Temperaturen die Abgasrückführungsmen­ ge erhöht werden, so daß der NOx-Ausstoß reduziert ist und das Kraftstoffverbrauchsverhalten verbessert ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer elementaren Struktur einer Steuervorrichtung für einen Motor mit innerer Ver­ brennung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein schematisches Systemdiagramm eines Ausführungs­ beispiels;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Integralsteuerroutine für den Zylinderdruck bei dem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Rechensteuerroutine für Ausgabeschwankungsparameter bei dem Ausführungsbei­ spiel zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine Steuerroutine für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, den Zündzeitpunkt und die Abgasrückführungsmenge bei dem Ausführungsbei­ spiel zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, das das Verbrennungsdruck-Integra­ tionsintervall bei dem Ausführungsbeispiel zeigt; und
Fig. 7 ein Diagramm, das Aspekte der Ausgabeschwankungs­ erfassung bei dem Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine elementare Struktur einer Steuervorrichtung für einen Motor mit innerer Ver­ brennung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Aus­ gabeschwankungs-Erfassungsvorrichtung erfaßt Ausgabeschwan­ kungen des Motors, während eine Verbrennungsgrenzen-Steuer­ vorrichtung ein Steuerobjekt des Motors, das zu dem Motor­ verbrennungszustand beiträgt, mittels einer Rückkopplung derart steuert, daß sich die erfaßten Motorausgabeschwankun­ gen einem zulässigen Grenzwert nähern. Eine Steuerobjekt- Schaltvorrichtung schaltet und stellt das Steuerobjekt des Motors, das durch die Verbrennungsgrenzen-Steuervorrichtung mittels einer Rückkopplung gesteuert wird, gemäß den Motor­ betriebsbedingungen ein.
Ein momentanes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Steuern eines Motors mit innerer Ver­ brennung, das den oben genannten elementaren Aufbau auf­ weist, wird nachfolgend beschrieben.
Gemäß Fig. 2, die eine Systemstruktur des Ausführungsbei­ spiels zeigt, wird bei einem Motor 1 mit innerer Verbrennung Luft mittels eines Luftfilters 2, eines Ansaugrohrs 3 und eines Ansaugkrümmers 4 eingezogen.
Ein Flügeltyp-Drosselventil, das mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) verbunden ist, ist in dem Ansaugrohr 3 angeordnet, um die Ansaugluftmenge des Motors einzustellen.
Kraftstoffeinspritzventile 6 eines Solenoidtyps für jeden Zylinder sind in jeweiligen Verzweigungsabschnitten des An­ saugkrümmers 4 vorgesehen. Ein Gemisch eines vorbestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird durch eine elektronische Steuerung der Kraftstoffmenge, die von den Kraftstoffein­ spritzventilen 6 eingespritzt wird, erzeugt. Durch das ein­ zelne Steuern der Kraftstoffeinspritzventile 6 kann für je­ den Zylinder ein Gemisch eines unterschiedlichen Luft/Kraft­ stoff-Verhältnisses erzeugt werden.
Das Gemisch, das durch ein Ansaugventil 7 in den Zylinder gezogen wird, wird durch einen Funken von einer Zündkerze 8 gezündet. Die Verbrennungsabgase werden dann über ein Abgas­ ventil ausgestoßen und durch einen Auspuffkrümmer 10 zu ei­ nem Katalysator und einem Schalldämpfer (nicht gezeigt) ge­ leitet.
Eine Abgasrückführungsleitung 11, in der ein EGR-Steuerven­ til 12 angeordnet ist, ist für eine Verbindung zwischen dem Auspuffkrümmer 10 (Auspuffsystem) und dem Ansaugkrümmer 4 (Ansaugsystem) vorgesehen. Wenn das EGR-Steuerventil 12 of­ fen ist, fließt ein Teil des Abgases aufgrund der Druckdif­ ferenz zwischen dem Auspuffsystem und dem Ansaugsystem zu­ rück zu dem Motoransaugsystem. Infolge dieser Rückführung wird die Verbrennungstemperatur reduziert, wodurch die NOx- Ausstoßmenge reduziert wird.
Eine Steuereinheit 13, die die Kraftstoffeinspritzmenge von den Kraftstoffeinspritzventilen 6, den Zündzeitpunkt der Zündkerzen 8 und die Abgasrückführungsmenge unter Verwendung des EGR-Steuerventils 12 steuert, weist einen Mikrocomputer auf, in den Signale eingegeben werden, beispielsweise ein Ansaugluftmengensignal Q von einem Luftflußmesser 14 eines Heißdrahttyps, ein Drosselventilöffnungssignal TVO von einem Drosselsensor 15, ein Kurbelwinkelsignal von einem Kurbel­ winkelsensor 16, ein Kühlwassertemperatursignal Tw von einem Wassertemperatursensor 17 und ein Zylinderdrucksignal P von einem Zylinderdrucksensor 18.
Der Luftflußmesser 14 erfaßt die Ansaugluftmenge des Motors 1 direkt als eine Massenflußrate basierend auf einer Wider­ standsänderung eines temperaturempfindlichen Widerstands aufgrund der Ansaugluftmenge.
Der Drosselsensor 15 erfaßt die Öffnung TVO des Drosselven­ tils 5 mittels eines Potentiometers.
Der Kurbelwinkelsensor 16 erfaßt jeweils ein Einheitskurbel­ winkelsignal für jeden Einheitskurbelwinkel und ein Refe­ renzkurbelwinkelsignal für jede vorbestimmte Kolbenposition. Die Anzahl von Einheitskurbelwinkelsignalen in einer vorbe­ stimmten Periode oder der Periode der Referenzkurbelwinkel­ signale wird dann gemessen, um zu ermöglichen, die Motor­ drehzahl Ne zu berechnen.
Der Wassertemperatursensor 17 erfaßt die Kühlwassertempe­ ratur Tw innerhalb des Wassermantels des Motors 1 als eine Temperatur, die die Motortemperatur darstellt.
Der Zylinderdrucksensor 18 (die Zylinderdruck-Erfassungs­ vorrichtung) besteht aus einem piezoelektrischen Element, das als eine Unterlegscheibe an der Zündkerze 8 angebracht ist, wie in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterver­ öffentlichung Nr. 63-17432 offenbart ist. Indem ein solcher an jeder Zündkerze 8 der jeweiligen Zylinder angebracht wird, kann der Zylinderdruck P (der Verbrennungsdruck) für jeden Zylinder erfaßt werden. Statt des vorher genannten Typs, der als eine Unterlegscheibe zu jeder Zündkerze 8 an­ gebracht ist, kann der Zylinderdrucksensor 18 ein Typ sein, bei dem ein Sensorabschnitt direkt in die Verbrennungskammer ausgerichtet ist, um den Zylinderdruck als einen absoluten Wert zu erfassen.
Die Steuereinheit 13 bestimmt die elementare Abgasrückfüh­ rungsrate basierend auf den Motorbetriebsbedingungen, bei­ spielsweise der Motorlast und der Motordrehzahl, und steuert die Öffnung des EGR-Steuerventils 12 basierend auf dieser elementaren Abgasrückführungsrate. Überdies bestimmt diesel­ be den elementaren Zündzeitpunkt (den elementaren Zündvor­ verstellwinkelwert) basierend auf Motorbetriebsbedingungen, beispielsweise der Motorlast und der Motordrehzahl, und steuert den Zündzeitpunkt für die Zündkerzen 8.
Außerdem wird durch die Steuereinheit 13 eine Steuerung der Einspritzmenge von den Kraftstoffeinspritzventilen auf die folgende Art und Weise durchgeführt:
Eine elementare Kraftstoffeinspritzmenge Tp (= K×Q/Ne: wobei K eine Konstante ist), die einem Ziel-Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis entspricht, wird basierend auf der Ansaug­ luftmenge Q, die durch den Luftflußmesser 14 des Heißdraht­ typs erfaßt wird, und der Motordrehzahl Ne, die aus dem Er­ fassungssignal von dem Kurbelwinkelsensor 16 berechnet wird, berechnet. Eine Korrektur, die den Betriebsbedingungen, bei­ spielsweise der Kühlwassertemperatur Tw, entspricht, wird dann auf die elementare Kraftstoffeinspritzmenge Tp angewen­ det, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Ti zu er­ halten. Ein Treiberpulssignal einer Pulsbreite, die der Kraftstoffeinspritzmenge Ti entspricht, wird dann zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu den Kraftstoffeinspritzventilen 6 ausgegeben. Kraftstoff, der mittels eines Druckreglers (nicht gezeigt) auf einen vorbestimmten Druck geregelt ist, wird den Kraftstoffeinspritzventilen 6 zugeführt, um dadurch eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, die proportional zu der Pulsbreite des Treiberpulssignals ist, um ein Gemisch eines vorbestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu bilden.
Zusätzlich zu dem Steuern des elementaren Zündzeitpunkts, des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Abgasrückführungs­ menge erfaßt die Steuereinheit 13 ferner die Ausgabeschwan­ kungen des Motors basierend auf dem Zylinderdruck, der durch den Zylinderdrucksensor 18 erfaßt wird, und führt basierend auf den erfaßten Ergebnissen eine Rückkopplungssteuerung durch, um den Zündzeitpunkt zu verzögern, das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis zu verdünnen und die Abgasrückführungsmenge zu erhöhen, innerhalb eines Bereichs, in dem die Motoraus­ gabeschwankungen eine zulässige Grenze nicht überschreiten. Aspekte dieser Steuerungen werden nun detailliert den Fluß­ diagrammen der Fig. 3 bis 5 folgend beschrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Funktionen der Ausgabeschwankungs-Erfassungsvorrichtung (der Zylinder­ druck-Integrationsvorrichtung, der Ausgangsschwankungspara­ meter-Berechnungsvorrichtung), der Verbrennungsgrenzen-Steu­ ervorrichtung und der Steuerobjekt-Schaltvorrichtung durch eine Software realisiert, die durch die Flußdiagramme der Fig. 3 bis 5 dargestellt und in der Steuereinheit 13 gespei­ chert ist.
Die Routine, die durch das Flußdiagramm von Fig. 3 darge­ stellt ist, wird für jedes vorbestimmte kleine Intervall (beispielsweise 10 µs) ausgeführt. Anfänglich wird in einem Schritt 1 (wobei "Schritt" in den Figuren durch S bezeichnet ist) ein Zylinderdruckerfassungssignal P von dem Zylinder­ drucksensor 18 von einer analogen in eine digitale Form um­ gewandelt (A/D-gewandelt) und gelesen.
In einem Schritt 2 wird basierend auf dem Erfassungssignal von dem Kurbelwinkelsensor 16 beurteilt, ob eine Zeit vor dem oberen Kompressionstodpunkt vorliegt. Die Beurteilung des Schritts 2 dient zur Beurteilung dessen, ob der nächste obere Kompressionstodpunkt nach dem Abschluß einer Zylinder­ druckintegration über ein vorbestimmtes Integrationsinter­ vall mit einem Startpunkt an dem oberen Kompressionstodpunkt erreicht wurde. Wenn die Bedingungen derart sind, daß eine Zeit vor dem oberen Kompressionstodpunkt vorliegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 6, in dem der Zylinderdruck- Integralwert Pi in Vorbereitung für das nächste Integra­ tionsintervall auf Null rückgesetzt wird.
Andernfalls springt, wenn eine Zeit auf oder nach dem oberen Kompressionstodpunkt vorliegt, wobei das vorbestimmte Inte­ grationsintervall eingegeben ist, die Steuerung zu einem Schritt 3, in dem der momentane Zylinderdruck P, der im Schritt 1 gelesen wird, zu dem vorherigen Wert des Zylinder­ druck-Integralwerts Pi addiert wird, und das Additionsergeb­ nis aktualisierend als der neue Zylinderdruck-Integralwert Pi eingestellt wird.
Danach wird in einem Schritt 4 beurteilt, ob ein vorbestimm­ tes Intervall nach dem oberen Kompressionstodpunkt verstri­ chen ist. Hierbei beträgt das vorbestimmte Intervall bei­ spielsweise 100° CA. Daher ist in diesem Fall das Integra­ tionsintervall von dem Kommpressions-TDC (TCD = top dead center = oberer Todpunkt) bis 100° CA ATDC (ATDC = after TDC - nach dem oberen Todpunkt). Jedoch ist das Integrationsin­ tervall nicht auf dieses von dem Kompressions-TDC bis 100° CA ATDC begrenzt, und kann beispielsweise derart sein, daß der Zylinderdruck über einen Verbrennungszyklus integriert wird.
Die Integration des Zylinderdrucks P setzt sich fort, wobei die Routine unverändert endet, bis im Schritt 4 das Ver­ streichen des vorbestimmten Integrationsintervalls festge­ stellt wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das vorbestimmte In­ tervall verstrichen ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 5, in dem das Integrationsergebnis Pi bis dahin als der endgültige Zylinderdruck-Integralwert Pis (siehe Fig. 6) eingestellt wird. Wenn eine Zeit nach dem Verstreichen des vorbestimmten Intervalls vorliegt, springt die Steuerung ferner zu einem Schritt 6, in dem der Integralwert Pi in Vorbereitung für das nächste Integrationsintervall auf Null rückgesetzt wird.
Der Aufbau kann derart sein, daß die Berechnung des Inte­ gralwerts Pi für jeden Zylinder ausgeführt wird, basierend auf dem Erfassungssignal von dem Zylinderdrucksensor 18, der für jeden Zylinder vorgesehen ist, so daß Ausgangsschwankun­ gen für jeden jeweiligen Zylinder erfaßt werden können. Überdies kann der Aufbau derart sein, daß ein Zylinderdruck­ sensor 18 für nur einen repräsentativen Zylinder vorgesehen ist, wobei die Ausgabeschwankungen, die in diesem Zylinder auftreten, zu den repräsentativen Werten für die Ausgabe­ schwankungen des Motors gemacht werden. In dem Fall, in dem die Ausgabeschwankungen für jeden Zylinder erfaßt werden, können, wie später beschrieben wird, ein charakteristischer Verzögerungsbetrag und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Ver­ dünnungsbetrag für jeden Zylinder in der Steuerung für den Zündzeitpunkt und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden.
Die Routine, die durch die Flußdiagramme der Fig. 4 und 5 gezeigt ist, stellt den Inhalt der Verarbeitung für das Be­ rechnen eines Parameters ΔPis, der die Ausgabeschwankungen (die Drehmomentschwankung) anzeigt, unter Verwendung des Zy­ linderdruck-Integralwerts Pis und der Rückkopplungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, des Zündzeitpunkts und der Abgasrückführungsmenge basierend auf dem Parameter ΔPis dar.
In einem Schritt 11 wird beurteilt, ob der gegenwärtige Zeitpunkt innerhalb einer vorbestimmten Abtastperiode für den Zylinderdruck-Integralwert Pis (siehe Fig. 7) liegt. Wenn der Zeitpunkt innerhalb der vorbestimmten Abtastperiode liegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 12, in dem be­ urteilt wird, ob der letzte erhaltene Zylinderdruck-Inte­ gralwert Pis einen bisherigen maximalen Wert Pismax über­ schreitet. Wenn der maximale Wert Pismax überschritten ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 13, in dem der letzte Zylinderdruck-Integralwert Pis aktualisierend als der maxi­ male Wert Pismax eingestellt wird.
Andererseits springt, wenn der maximale Wert Pismax nicht überschritten ist, die Steuerung zu einem Schritt 14, in dem beurteilt wird, ob der letzte erhaltene Zylinderdruck-Inte­ gralwert Pis kleiner ist als der bisherige minimale Wert Pismin. Wenn derselbe kleiner als der minimale Wert Pismin ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 15, in dem der letzte Zylinderdruck-Integralwert Pis aktualisierend als der minimale Wert Pismin eingestellt wird.
Danach wird in einem Schritt 16 eine maximale Schwankungs­ amplitude des Zylinderdruck-Integralwerts Pis, die in einer vorbestimmten Abtastperiode (siehe Fig. 7) auftritt, durch das Berechnen einer Differenz ΔPis zwischen dem maximalen Wert Pismax und dem minimalen Wert Pismin (ΔPis = Pismax - Pismin) erhalten.
Wenn im Schritt 11 beurteilt wird, daß der gegenwärtige Zeitpunkt nicht innerhalb der vorbestimmten Abtastperiode liegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 17, in dem ein Zeitgeber zum Messen der vorbestimmten Abtastperiode auf Null rückgesetzt wird. Danach werden in dem nächsten Schritt 18 der maximale Wert Pismax und der minimale Wert Pismin je­ weils auf Null rückgesetzt.
Der vorher genannte Unterschied ΔPis ist ein Parameter, der die Ausgabeschwankungen des Motors anzeigt. Wenn diese Dif­ ferenz ΔPis größer ist, dann wird beurteilt, daß die Aus­ gabeschwankungen (die Drehmomentschwankungen) größer sind.
In einem Schritt 19 wird beurteilt, ob eine Zeit unmittelbar nach einem Anlaufen und innerhalb einer vorbestimmten Perio­ de (beispielsweise 30 Sekunden) seit einem Motoranlaufen vorliegt.
Wenn beurteilt wird, daß die gegenwärtige Zeit unmittelbar nach einem Anlaufen liegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 20, in dem beurteilt wird, ob der Unterschied Δ Pis, der die Ausgabeschwankungen anzeigt, gleich oder über einem vorbestimmten Wert (1) liegt, der dem zulässigen Grenzwert der Ausgabeschwankungen entspricht.
Wenn der Parameter ΔPis kleiner als der vorbestimmte Wert (1) ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 21, in dem der Zündzeitpunkt (das Steuerobjekt) um einen vorbestimmten Wert verzögert wird. Der Verzögerungswert für den elementa­ ren Zündzeitpunkt wird allmählich erhöht, indem der Verzö­ gerungskorrekturbetrag für den Zündzeitpunkt jedesmal um einen vorbestimmten Wert erhöht wird, bis die Differenz ΔPis gleich oder über dem vorbestimmten Wert (1) ist.
Wenn die Differenz ΔPis gleich oder größer als der vorbe­ stimmte Wert (1) wird, wird beurteilt, daß die Ausgabe­ schwankungen die zulässigen Grenzen überschritten haben. Da­ her wird in einem Schritt 22 der Zündzeitpunkt um einen vor­ bestimmten Wert zu der Vorverstellwinkelseite hin korrigiert (der Verzögerungskorrekturbetrag wird um einen vorbestimmten Wert reduziert), um die Verbrennungsstabilität wiederherzu­ stellen.
Die Rückkopplungssteuerung für den Zündzeitpunkt, die auf der Differenz ΔPis basiert, steuert derart, daß sich die Ausgabeschwankungen dem zulässigen Grenzwert nähern. Dies verzögert den Zündzeitpunkt wirksam zu einer maximalen Gren­ ze innerhalb eines Bereichs, in dem die Ausgangsschwankungen die zulässige Grenze nicht überschreiten.
Wenn der Zündzeitpunkt verzögert ist, kann die Aktivierung des Abgasreinigungskatalysators aufgrund einer Zunahme der Abgastemperatur beschleunigt werden, so daß das Abgasver­ halten während eines Aufwärmens verbessert sein kann. Da ein vergleichsweise großer Verzögerungsbetrag sogar unter Bedin­ gungen einer tiefen Motortemperatur unmittelbar nach einem Anlaufen möglich ist, kann speziell durch das Initiieren ei­ ner Verzögerungssteuerung von unmittelbar nach dem Anlaufen an, eine Katalysatoraktivierung in dem Frühstadium nach dem Anlaufen erreicht werden.
Hierbei ist der Aufbau derart, daß die Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts unabhängig durchgeführt wird, und daß dieselbe nicht gleichzeitig mit der Steuerung zur Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb der zulässigen Region der Ausgabeschwankungen durchgeführt wird. D.h., daß, da zu der Zeit geringer Temperaturen unmittelbar nach dem Anlaufen die Verbrennungsgrenzen derart sind, daß der mögli­ che Verdünnungsbetrag des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ver­ gleichsweise gering ist, jede Verbesserung des Abgasverhal­ tens aufgrund einer Verdünnung minimal sein wird. Wenn eine Verdünnungssteuerung parallel zu der Verzögerungssteuerung durchgeführt wird, wird überdies der mögliche Verzögerungs­ betrag begrenzt, so daß die Wirkung des Aktivierens des Ka­ talysators beeinträchtigt ist. Folglich ist jede Verbesse­ rung des Abgasverhaltens aufgrund der Rückkopplungssteue­ rung, die basierend auf den Ausgabeschwankungen durchgeführt wird, signifikant beeinträchtigt. Daher wird von dem Anlau­ fen an, bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nur die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung durchgeführt.
Wenn die vorbestimmte Periode von dem Anlaufen an verstri­ chen ist, springt die Steuerung von dem Schritt 19 zu einem Schritt 23, in dem beurteilt wird, ob die Kühlwassertempe­ ratur Tw, die die Motortemperatur darstellt, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 76°C) ist.
Wenn die Kühlwassertemperatur Tw gleich oder kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, d. h., daß ein Zustand nicht un­ mittelbar nach dem Anlaufen sondern einer, bei dem das An­ laufen noch nicht abgeschlossen ist, vorliegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 24, in dem die Differenz ΔPis und ein vorbestimmter Wert (2) verglichen werden. Wenn die Differenz ΔPis kleiner als der vorbestimmte Wert (2) ist, wird in einem Schritt 25 das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das das Steuerobjekt ist, allmählich verdünnt, die Differenz ΔPis gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (2) ist. Wenn die Differenz ΔPis gleich oder größer als der vorbe­ stimmte Wert (2) wird, wird die Verdünnung als übermäßig be­ trachtet. Daher wird in einem Schritt 26 das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis zu der Fettseite hin korrigiert. D.h., daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bis zu der maximalen Grenze in der Region, in der die Ausgabeschwankungen die zulässige Grenze nicht überschreiten, angereichert wird.
Das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird bei­ spielsweise durch das Reduzieren eines Multiplikationskor­ rekturterms für die Kraftstoffeinspritzmenge Ti um aufeinan­ derfolgende vorbestimmte Werte durchgeführt.
Bei dem Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unter Bedingungen einer tiefen Motortemperatur unmittelbar nach einem Anlaufen wird die Verbrennungsgrenze mit nur einer leichten Verdünnung überschritten, weshalb der Effekt gering ist. Sobald die Motortemperatur jedoch um einen vorbestimm­ ten Betrag gestiegen ist, ist der zulässige Bereich für die Verdünnung erhöht, so daß ein größerer Effekt sichergestellt werden kann. Wenn eine vorbestimmte Periode nach dem Anlau­ fen verstrichen ist und ein Anstieg der Motortemperatur beo­ bachtet wird, so daß die Bedingungen derart sind, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis über einen bestimmten Betrag ver­ dünnt werden kann, wird bei der vorliegenden Erfindung daher die Steuerung von der für das Verzögern des Zündzeitpunkts auf eine maximale Grenze zu der für das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu der maximalen Grenze ge­ schaltet, wodurch eine Verbesserung des Abgasverhaltens wäh­ rend des Aufwärmens, speziell mit der Reduzierung des HC- und CO-Ausstoßes erreicht wird.
D.h., daß, sobald ein bestimmter Betrag einer Katalysator­ aktivierung aufgrund einer Verzögerungssteuerung des Zünd­ zeitpunkts beobachtet wird, die Steuerung auf die für eine Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geschaltet wird, und folglich die erzeugte Menge von HC, CO unterdrückt ist. Da zur Zeit des Verdünnens des Luft/Kraftstoff-Verhält­ nisses keine Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts durch­ geführt wird, kann die Verdünnung bis zu der maximalen Gren­ ze durchgeführt werden, so daß der HC-, CO-Reduzierungsef­ fekt vollständig erhalten werden kann.
Auf diese Weise ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Aufwärmbetriebsperiode in zwei Perioden unterteilt, näm­ lich die Periode vom Anlaufen bis zum Verstreichen einer vorbestimmten Zeit und die nachfolgende Periode, in der die Kühlwassertemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur an­ steigt. In der erstgenannten Periode wird durch eine Verzö­ gerungssteuerung des Zündzeitpunkts eine Katalysatorakti­ vierung durchgeführt, während in der letztgenannten Periode eine Unterdrückung der HC-, CO-Menge durch ein Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erreicht wird. Folglich ist basierend auf diesem das Abgasverhalten während des Aufwär­ mens verbessert.
Wenn andererseits im Schritt 23 beurteilt wird, daß die Kühlwassertemperatur Tw eine vorbestimmte Temperatur über­ schreitet (beispielsweise 76°C) springt die Steuerung zu einem Schritt 27, in dem beurteilt wird, ob der Motor 1 in einem stabilen Zustand ist, basierend auf einer Änderungs­ rate der Drehzahl Ne und/oder der elementaren Kraftstoffein­ spritzmenge Tp.
Zur Zeit eines Übergangsbetriebs wird die Abgasrückführungs­ menge nicht gesteuert, um dieselbe auf das maximale Ausmaß in der Region, in der die Ausgabeschwankungen die zulässige Grenze nicht überschreiten, zu erhöhen, wird jedoch norma­ lerweise basierend beispielsweise auf der Motorlast und der Drehzahl vorwärts geregelt.
Zu der Zeit eines stabilen Betriebs springt die Steuerung zu einem Schritt 28, in dem die Differenz ΔPis und ein vorbe­ stimmter Wert (3) verglichen werden. Wenn diese kleiner als der vorbestimmte Wert (3) ist, wird in einem Schritt 29 die Abgasrückführungsmenge, die das Steuerobjekt ist, allmählich erhöht, bis der Unterschied ΔPis gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (3) ist. Wenn der Unterschied ΔPis gleich oder größer als der vorbestimmte Wert (3). ist, wird in einem Schritt 30 die Abgasrückführungsmenge verringernd korri­ giert, um die Betriebsstabilität wiederherzustellen. D.h., daß die Abgasrückführungsmenge in der Region, in der die Ausgabeschwankungen die zulässige Grenze nicht überschrei­ ten, auf die maximale Grenze erhöht wird.
Bei Bedingungen, in denen trotz eines stabilen Betriebs die Abgasrückführung durch eine Normalsteuerung gestoppt wird, wird die oben genannte Steuerung der Abgasrückführungsmenge basierend auf den Ausgabeschwankungen nicht durchgeführt.
Wenn die Abgasrückführungsmenge innerhalb der Grenze, in der die Ausgabeschwankungen den zulässigen Pegel nicht über­ schreiten, auf die obige Art und Weise erhöht ist, können der NOx-Reduzierungs- und der Kraftstoffverbrauch-Verbes­ serungs-Effekt aufgrund der Abgasrückführung bis zu maxima­ len Grenze erhalten werden. Speziell im Normaltemperatur­ zustand kann durch das alleinige Durchführen der Steuerung der Abgasrückführungsmenge ohne die Verdünnungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und die Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts die Abgasrückführungsmenge erhöhend bis zur maximalen Grenze gesteuert werden, so daß der NOx-Redu­ zierungs- und der Kraftstoffverbrauch-Verbesserungs-Effekt wesentlich ist.
Wenn der Integralwert Pi wie oben erwähnt für jeden Zylinder berechnet wird, wird die Steuerung, die sich auf den Zünd­ zeitpunkt und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezieht, wie in Fig. 5 gezeigt ist, für jeden Zylinder durchgeführt, so daß der Zündzeitpunkt und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (die Kraftstoffeinspritzmenge) unabhängig für jeden jeweiligen Zylinder gesteuert werden können. Aufgrund dieser Zündzeit­ punkt- und Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für jeden Zylinder kann die Steuerung bis zu Verzögerungsgrenzen und Verdünnungsgrenzen durchgeführt werden, die sich für jeden Zylinder unterscheiden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung mit einer Ausgabeschwankungs-Erfassungs­ einrichtung zum Erfassen von Ausgabeschwankungen des Motors und einer Verbrennungsgrenzen-Steuereinrichtung zur Rückkopplungssteuerung eines Motorsteuerobjekts, das zu dem Verbrennungszustand des Motors beiträgt, so daß Ausgabeschwankungen, die durch die Ausgabeschwan­ kungs-Erfassungseinrichtung erfaßt werden, sich einem zulässigen Grenzwert nähern, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerobjekt-Schalteinrichtung vorgesehen ist, um das Motorsteuerobjekt, das mittels einer Rückkopp­ lung durch die Verbrennungsgrenzen-Steuereinrichtung gesteuert wird, gemäß den Motorbetriebsbedingungen zu schalten und einzustellen.
2. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschwankungs-Erfassungseinrichtung fol­ gende Merkmale aufweist:
eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (18) zum Er­ fassen des Zylinderdrucks des Motors,
eine Zylinderdruck-Integrationseinrichtung zum Inte­ grieren des Zylinderdrucks, der durch die Zylinder­ druck-Erfassungseinrichtung (18) erfaßt wird, über ein vorbestimmte Integrationsintervall, um einen Zylinder­ druck-Integralwert (Pi) zu erhalten, und
eine Ausgabeschwankungsparameter-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Parameters (ΔPis), der die Ausga­ beschwankungen anzeigt, basierend auf dem Zylinder­ druck-Integralwert (Pi), der durch die Zylinderdruck- Integrationseinrichtung erhalten wird.
3. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschwankungsparameter-Berechnungseinrich­ tung eine Differenz zwischen einem Maximalwert (Pismax) und einem Minimalwert (Pismin) des Zylinderdruck-Inte­ gralwerts (Pi) während einer vorbestimmten Periode als den Parameter (ΔPis), der die Ausgabeschwankungen an­ zeigt, berechnet.
4. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das vorbestimmte Intervall zum Integrieren des Zy­ linderdrucks in der Zylinderdruck-Integrationseinrich­ tung ein vorbestimmter Kurbelwinkelbereich nach dem oberen Kompressionstodpunkt ist.
5. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Motorsteuerobjekt, das gemäß den Motorbetriebs­ bedingungen durch die Steuerobjekt-Schalteinrichtung geschaltet und eingestellt wird, zumindest entweder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motoransauggemisches, den Zündzeitpunkt oder die Abgasrückführungsmenge ein­ schließt.
6. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschwankungs-Erfassungseinrichtung die Ausgabeschwankungen für jeden Zylinder erfaßt, und daß die Verbrennungsgrenzen-Steuereinrichtung das Motor­ steuerobjekt mittels einer Rückkopplung für jeden je­ weiligen Zylinder steuert.
7. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbetriebsbedingungen zum Schalten und Ein­ stellen des Motorsteuerobjekts in der Steuerobjekt- Schalteinrichtung zumindest entweder die verstrichene Zeit vom Anlaufen des Motors an oder die Motortempera­ tur einschließen.
8. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerobjekt-Schalteinrichtung den Zündzeit­ punkt als das Steuerobjekt einstellt, wenn die verstri­ chene Zeit vom Anlaufen des Motors an innerhalb einer vorbestimmten Zeit ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das Steuerobjekt einstellt, wenn die verstrichene Zeit von dem Anlaufen des Motors an die vorbestimmte Zeit übersteigt, die Motortemperatur jedoch gleich oder unter einer vorbestimmten Temperatur ist, und die Ab­ gasrückführungsmenge als das Steuerobjekt einstellt, wenn die verstrichene Zeit von dem Anlaufen des Motors an die vorbestimmte Zeit übersteigt und die Motortem­ peratur die vorbestimmte Temperatur übersteigt.
9. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, bei dem ein Motorsteuerobjekt, das zu dem Verbrennungszustand des Motors (1) beiträgt, mittels einer Rückkopplung gesteuert wird, derart, daß Ausgabe­ schwankungen des Motors sich einem zulässigen Grenzwert nähern, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den Schritt des Schaltens und Ein­ stellens des Motorsteuerobjekts gemäß den Motorbe­ triebsbedingungen aufweist.
10. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch fol­ gende Schritte:
Integrieren (S1-S6) des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, und
Berechnen (S16) eines Parameters (ΔPis), der die Aus­ gabeschwankungen des Motors basierend auf dem Integral­ wert anzeigt.
11. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz zwischen einem Maximalwert (Pismax) und einem Minimalwert (Pismin) des Zylinderdruck-Inte­ gralwerts (Pi) während einer vorbestimmten Periode (S16) als der Parameter (ΔPis), der die Ausgabeschwan­ kungen des Motors anzeigt, berechnet wird.
12. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das vorbestimmte Integrationsintervall zum Inte­ grieren des Zylinderdrucks ein vorbestimmter Kurbel­ winkelbereich nach dem oberen Kompressionstodpunkt ist.
13. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorsteuerobjekt, das gemäß den Motorbetriebs­ bedingungen geschaltet und eingestellt wird, zumindest entweder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motoran­ sauggemisches, den Zündzeitpunkt oder die Abgasrückfüh­ rungsmenge einschließt.
14. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschwankungen für jeden Zylinder erfaßt werden, und daß das Motorsteuerobjekt basierend auf den erfaßten Ergebnissen für jeden jeweiligen Zylinder mit­ tels einer Rückkopplung gesteuert wird.
15. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbetriebsbedingungen zum Schalten und Ein­ stellen des Motorsteuerobjekts zumindest entweder die verstrichene Zeit vom Anlaufen des Motors an oder die Motortemperatur einschließen.
16. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündzeitpunkt als das Steuerobjekt eingestellt (S21, S22) wird, wenn die verstrichene Zeit vom Anlau­ fen des Motors an innerhalb einer vorbestimmten Zeit ist, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das Steuer­ objekt eingestellt (S25, S26) wird, wenn die verstri­ chene Zeit vom Anlaufen des Motors an die vorbestimmte Zeit übersteigt, die Motortemperatur jedoch gleich oder unter einer vorbestimmten Temperatur ist, und daß die Abgasrückführungsmenge als das Steuerobjekt eingestellt (S29, S30) wird, wenn die verstrichene Zeit vom Anlau­ fen des Motors an die vorbestimmte Zeit übersteigt und die Motortemperatur die vorbestimmte Temperatur über­ steigt.
DE19606835A 1995-02-24 1996-02-23 Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung Expired - Fee Related DE19606835C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03721695A JP3314294B2 (ja) 1995-02-24 1995-02-24 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19606835A1 true DE19606835A1 (de) 1996-09-05
DE19606835C2 DE19606835C2 (de) 1998-07-09

Family

ID=12491400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19606835A Expired - Fee Related DE19606835C2 (de) 1995-02-24 1996-02-23 Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5664544A (de)
JP (1) JP3314294B2 (de)
DE (1) DE19606835C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011018270A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Daimler Ag Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine
WO2017055121A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine für ein kraftfahrzeug und ein system für eine brennkraftmaschine

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001140681A (ja) * 1999-11-18 2001-05-22 Osaka Gas Co Ltd 予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法
JP3792506B2 (ja) * 2000-12-01 2006-07-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US6876917B1 (en) 2002-10-11 2005-04-05 Polaris Industries Inc. Exhaust pipe heater
US7472687B2 (en) * 2002-11-01 2009-01-06 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for pre-processing ionization signal to include enhanced knock information
US7690352B2 (en) 2002-11-01 2010-04-06 Visteon Global Technologies, Inc. System and method of selecting data content of ionization signal
US7134423B2 (en) * 2002-11-01 2006-11-14 Visteon Global Technologies, Inc. Ignition diagnosis and combustion feedback control system using an ionization signal
JP4155807B2 (ja) * 2002-12-03 2008-09-24 富士通テン株式会社 ノッキング検出装置
JP2006194147A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置および制御方法
US9038580B2 (en) 2012-02-21 2015-05-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine dilution control
JP6304937B2 (ja) * 2013-04-25 2018-04-04 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置
US9581114B2 (en) 2014-07-17 2017-02-28 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for dedicated EGR cylinder exhaust gas temperature control
CN111302654A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 深圳市东丽华科技有限公司 单面优势压应力玻璃及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2944166A1 (de) * 1979-11-02 1981-05-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur steuerung der zusammensetzung des betriebsgemisch bei brennkraftmaschinen
DE3011107A1 (de) * 1980-03-22 1981-10-01 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur regelung des betriebsverhaltens einer brennkraftmaschine in der katlstart- und warmlaufphase
DE2449836C2 (de) * 1974-10-19 1989-06-29 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2951321A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Verfahren und einrichtung zum betrieb einer fremdgezuendeten gemischverdichtenden brennkraftmaschine
JPS57143164A (en) * 1981-02-26 1982-09-04 Nippon Denso Co Ltd Ignition timing controller
JPS6317432A (ja) * 1986-07-09 1988-01-25 Hitachi Ltd 平面デイスプレイ装置
JPH036063U (de) * 1989-06-08 1991-01-22

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2449836C2 (de) * 1974-10-19 1989-06-29 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE2944166A1 (de) * 1979-11-02 1981-05-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur steuerung der zusammensetzung des betriebsgemisch bei brennkraftmaschinen
DE3011107A1 (de) * 1980-03-22 1981-10-01 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur regelung des betriebsverhaltens einer brennkraftmaschine in der katlstart- und warmlaufphase

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011018270A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Daimler Ag Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine
WO2017055121A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine für ein kraftfahrzeug und ein system für eine brennkraftmaschine
US10767581B2 (en) 2015-10-02 2020-09-08 Vitesco Technologies GmbH Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle, and a system for an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
US5664544A (en) 1997-09-09
DE19606835C2 (de) 1998-07-09
JP3314294B2 (ja) 2002-08-12
JPH08232745A (ja) 1996-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69836361T2 (de) Steuerung des Luftkraftstoffgemisches in einer Brennkraftmaschine
DE19908454B4 (de) Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung sowie Verfahren für ihre Steuerung
DE19606680C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Motors
DE102011116971B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor
DE69830818T2 (de) Übergangsregelsystem zwischen zwei funkengezündeten Brennzuständen in einem Motor
DE19829303C2 (de) Regeleinrichtung für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung
DE19606835C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung
DE69831838T2 (de) Brennstoffeinspritzsteuerungssystem für Brennkraftmaschine
DE102011118269B4 (de) Verfahren zum steuern der verbrennung in einem mehrzylinder-verbrennungsmotor mit zündfunkenunterstützung und direkteinspritzung
DE19631923C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE102013200495B4 (de) Verfahren zum Steuern des Betriebs eines in einem HCCI-Verbrennungsmodus arbeitenden Verbrennungsmotors
DE10157104A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Betriebsübergängen bei Brennkraftmaschinen
DE19829308A1 (de) Regeleinrichtung für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung
DE102011100291A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Zeiteinstellung einer Mehrfacheinspritzung
DE102006020675A1 (de) Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus
DE19737375A1 (de) Steuergerät für einen Motor mit innerer Verbrennung, Direkt-Einspritzung und Funkenzündung
DE102011109482A1 (de) Modellbasierte Methodik zur Steuerung einer Übergangs-Zeiteinstellung der Kraftstoffeinspritzung
DE10043694A1 (de) Verfahren zur adaptiven Klopfregelung einer Benzindirekteinspritzenden Brennkraftmaschine und entsprechende Vorrichtung
DE10239065A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102005004121A1 (de) Steuerungseinrichtung für eine Direkteinspritzbrennkraftmaschine
DE69822702T2 (de) Steuerungssystem für Brennkraftmaschine
DE10131927A1 (de) Kraftstoffeinspritzzeitsteuersystem für Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Verfahren dafür
DE10146504B4 (de) Zündzeitpunkt-Steuervorrichtung und Zündzeitpunkt-Steuerverfahren für Verbrennungsmotoren
DE19607154A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung und Vorrichtung und Verfahren zum Steuern des Motors
DE102011008210B4 (de) Verfahren zum einstellen von kraftstoff-einspritzungsmengen in einem verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HITACHI, LTD., TOKIO/TOKYO, JP

8339 Ceased/non-payment of the annual fee