DE19607154A1

DE19607154A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung und Vorrichtung und Verfahren zum Steuern des Motors

Info

Publication number: DE19607154A1
Application number: DE19607154A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Machida
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2016-02-27
Also published as: DE19607154C2; JP3323974B2; JPH08232752A; US5652380A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung und auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Motors. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Technologie zum Be urteilen einer Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf einem Integralwert des Zylinderdrucks über einem vorbestimmten In tervall und zum Steuern des Motors basierend auf den Beur teilungsergebnissen.

Bisher wurde bei Motorsteuersystemen das Motorstoßdrehmoment (Drehmomentschwankungen) erfaßt, wobei das Luft/Kraftstoff- Verhältnis und der Zündzeitpunkt basierend auf dem Stoßdreh moment optimal eingestellt wurden.

Wenn beispielsweise in einem Leerlaufzustand unmittelbar nach einem Anlaufen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ge macht und der Zündzeitpunkt verzögert ist, innerhalb eines Bereichs, in dem das Stoßdrehmoment die Betriebsgrenzen nicht überschreitet, kann die Emissionsmenge der Abgasschad stoffe aufgrund des verdünnten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unterdrückt werden und die Abgastemperatur aufgrund des ver zögerten Zündzeitpunkts erhöht werden, um dadurch die Akti vierung des Abgasreinigungskatalysators zu beschleunigen. Folglich können die Abgaseigenschaften unmittelbar nach dem Anlaufen verbessert sein.

Das Stoßdrehmoment wird basierend auf Schwankungen der Mo tordrehzahl oder Schwankungen des Zylinderdrucks oder eines Integralwerts des Zylinderdrucks erfaßt.

Es ist jedoch schwierig, mit dem Stoßdrehmoment (den Drehmo mentschwankungen), beispielsweise hinsichtlich seiner Korre lation zu dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, da dasselbe einen schnellen Anstieg mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zeigt, sobald ein bestimmtes Luft/Kraftstoff- Verhältnis überschritten ist, die Grenze der Ausgabeschwan kungen nach diesem Anstieg genau zu erfassen. Somit wird das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bis zu der maxi malen Grenze schwierig.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Mo tors mit innerer Verbrennung zu schaffen, die eine Grenze der Ausgabeschwankungen des Motors basierend auf einem Mo torzylinderdruck beurteilen, um in der Lage zu sein, die Ausgabeschwankungsgrenze mit einer hohen Genauigkeit zu be urteilen.

Diese Aufgabe wird durch Vorrichtungen gemäß Anspruch 1 und 4 sowie Verfahren gemäß Anspruch 11 und 14 gelöst.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum exakten Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des Zündzeitpunkts eines Motors basierend auf den Beurteilungsergebnissen für die Ausgabeschwankungsgrenze zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 17 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden in der Vorrichtung und bei dem Verfahren zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung folgende Schritte durchgeführt: Integrieren des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, jeweiliges Berech nen der Standardabweichung und des Mittelwerts des Zylinder druck-Integralwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, und Beurteilen einer Grenze der Ausgabeschwankungen unter Verwendung eines Werts der Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

In Anbetracht der Korrelation des Indexwerts, der durch das Teilen der Standardabweichung durch den Mittelwert erhalten wird, mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Verbren nungszustand darstellt, nimmt der Indexwert allmählich mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu, da der vorher genannte Mittelwert mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abnimmt, selbst in einer Re gion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, in der die Standard abweichung (die Drehmomentschwankungen) praktisch keine Än derung zeigen. Andererseits arbeiten in einer Region des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, in der die Standardabweichung mit einer Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu nimmt, die Reduktion des Mittelwerts mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und die Reduktion des Mittel werts aufgrund dessen, daß die Verbrennung instabil wird, zusammen, so daß ein plötzlicher Anstieg des Indexwerts un terdrückt ist. Folglich zeigt der Indexwert eine vergleichs weise mäßige Änderung in dem gesamten Bereich von vor bis hinter der Ausgabeschwankungsgrenze, wodurch die Spezifika tion der Ausgabeschwankungsgrenze erleichtert ist. Selbst wenn eine Streuung in dem Zylinderdruck-Integralwert auf tritt, kann, indem die vorbestimmte Anzahl von Zyklen für das Berechnen der Standardabweichung und des Mittelwerts vergleichsweise groß eingestellt wird, der Einfluß dieser Streuung ausgeschlossen werden.

Ferner werden in der Vorrichtung und bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erfassen der Ausgabeschwan kungen eines Motors mit innerer Verbrennung folgende Schrit te durchgeführt: Integrieren des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, Berechnen ei nes maximalen Werts, eines minimalen Werts und eines Mittel werts des Zylinderdruck-Integralwerts für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen, und Beurteilen einer Grenze der Ausgabe schwankungen unter Verwendung eines Differenzwerts zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

Bei einem solchen Aufbau zeigt die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert eine Änderung, die virtuell der Standardabweichung entspricht. Daher zeigt der Indexwert in dem gesamten Bereich von vor bis hinter der Ausgabe schwankungsgrenze eine vergleichsweise mäßige Änderung, wo durch die Spezifikation der Ausgabeschwankungsgrenze er leichtert ist.

Überdies wird in der Vorrichtung und bei dem Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vor liegenden Erfindung zumindest entweder der Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors mit innerer Verbrennung basierend auf den Beurteilungsergebnissen der Ausgabeschwankungsgrenze, die auf dem Indexwert basieren, gesteuert.

Bei einem solchen Aufbau kann der Zündzeitpunkt bis zu der Grenze der Ausgabeschwankungen verzögert werden, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kann bis zu derselben verdünnt werden.

Hierbei ist der Aufbau vorzugsweise derart, daß zumindest entweder der Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhält nis des Motors mit innerer Verbrennung nur in einem nicht aktiven Zustand eines Abgasreinigungskatalysators und wäh rend eines Leerlaufs des Motors gesteuert werden.

Bei einem derartigen Aufbau wird in dem Leerlaufzustand un mittelbar nach dem Anlaufen der Zündzeitpunkt bis zu der Grenze der Ausgabeschwankungen verzögert und das Luft/Kraft stoff-Verhältnis bis zu derselben verdünnt. Daher kann die Katalysatoraktivität erhöht werden, so daß die Abgaseigen schaften unmittelbar nach dem Anlaufen verbessert sein kön nen.

Überdies werden in der Vorrichtung und bei dem Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vor liegenden Erfindung folgende Schritte durchgeführt: Inte grieren des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, Berechnen der Standardabweichung des Zylinderdruck-Integralwertes während einer vorbestimmten An zahl von Zyklen, Berechnen des Mittelwerts des Zylinder druck-Integralwerts während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen, nachfolgendes Berechnen für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen einen Wert der Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert zum Beur teilen der Ausgabeschwankungsgrenze, Beurteilen der Ausgabe schwankungsgrenze basierend auf dem Indexwert, und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraft stoff-Verhältnisses des Motors mit innerer Verbrennung ba sierend auf dem Beurteilungsergebnis. Überdies werden fol gende Schritte durchgeführt: Berechnen des Mittelwerts des Indexwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen, die größer ist als die Anzahl der Aktualisierungszyklen des In dexwertes, Beurteilen der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Mittelwert des Indexwerts, und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses des Motors mit innerer Verbrennung basierend auf den Beurteilungsergebnissen.

Bei einem derartigen Aufbau wird der Indexwert, der durch das Teilen der Standardabweichung durch den Mittelwert er halten wird, für die vergleichsweise kleine Anzahl von Zyk len aktualisiert/berechnet, während das Luft/Kraftstoff-Ver hältnis und/oder der Zündzeitpunkt für jede Aktualisierung gesteuert werden. Andererseits wird der Mittelwert des In dexwerts für die Anzahl von Zyklen, die größer als die An zahl der Aktualisierungs/Berechnungs-Zyklen für den Index wert ist, berechnet, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und/oder der Zündzeitpunkt für jede Aktualisierung des Mit telwerts des Indexwerts gesteuert wird.

Um den Einfluß einer Streuung in dem Zylinderdruck-Integral wert zu vermeiden, ist es notwendig, den Indexwert basierend auf einem Zylinderdruck-Integralwert während der größeren Anzahl von Zyklen zu berechnen. Folglich wird es notwendig, eine große Anzahl von Zylinderdruck-Integralwerten zu spei chern. Daher wird statt des Berechnens des Indexwerts basie rend auf dem Zylinderdruck-Integralwert während der ver gleichsweise geringen Anzahl von Zyklen der Mittelwert des Indexwerts berechnet, was einen Wert ergibt, bei dem der Einfluß einer Streuung in dem Zylinderdruck-Integralwert ausreichend beseitigt wurde. Ferner kann die Beseitigung des Teils, der durch eine Streuung beeinflußt ist, erreicht wer den, indem der Motor für eine relativ lange Steuerperiode basierend auf dem Mittelwert des Indexwerts gesteuert wird, während eine Steuerantwort sichergestellt wird, indem der Motor für relativ kurze Steuerperioden basierend auf dem In dexwert gesteuert wird.

Hierbei werden vorzugsweise folgende Schritte durchgeführt: Beurteilen der Ausgabeschwankungsgrenze durch Vergleichen des Indexwerts oder eines Mittelwerts des Indexwerts mit ei nem vorbestimmten Wert und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors mit innerer Verbrennung, so daß sich der Indexwert oder der Mittelwert des Indexwerts dem vorbestimmten Wert nähert.

Folglich kann die Verzögerung des Zündzeitpunkts oder die Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bis zur maxi malen Grenze durchgeführt werden, indem der vorbestimmte Wert auf einen Wert, der der Grenze der Ausgabeschwankungen entspricht, eingestellt wird.

Überdies kann der Aufbau ein solcher sein, daß, wenn basie rend auf dem Mittelwert des Indexwerts beurteilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten wurde, die Steue rung, die auf dem Indexwert basiert, bis zum nächsten Aktua lisierungs/Berechnungs-Zeitpunkt des Mittelwerts des Index werts beendet wird.

Bei einem derartigen Aufbau sind durch das Berechnen des Mittelwerts, der auf einer großen Anzahl von Zylinderdruck- Integralwerten basiert, als dem Indexwert Daten einer höhe ren Zuverlässigkeit möglich. Wenn daher basierend auf dem Mittelwert des Indexwerts beurteilt wird, daß die Ausgabe schwankungsgrenze überschritten wurde, wird die Steuerung, die auf dem Indexwert basiert, beendet, so daß eine Steue rung, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu verdünnen und den Zündzeitpunkt zu verzögern, nicht weiter durch die Steue rung, die auf dem Indexwert basiert, ausgeführt wird.

Ferner werden vorzugsweise folgende Schritte durchgeführt: Beurteilen einer Grenze der Ausgabeschwankungen nur in einem nicht-aktiven Zustand des Abgasreinigungskatalysators und zu der Leerlaufzeit des Motors, und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors mit innerer Verbrennung.

Folglich können durch das Verzögern des Zündzeitpunkts und das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Leerlaufzustand unmittelbar nach dem Anlaufen die Aktivie rung des Katalysators erhöht werden und die Abgaseigenschaf ten unmittelbar nach dem Anlaufen verbessert werden, bis die Grenze der Ausgabeschwankungen erreicht ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausgabeschwankungs-Erfas sungsvorrichtung gemäß Anspruch 1;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausgabeschwankungs-Erfas sungsvorrichtung gemäß Anspruch 4;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung gemäß An spruch 7;

Fig. 4 ein schematisches Systemdiagramm eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß einem Ausführungsbei spiel;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Steuerinhalt eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 6 einen Graph, der die Charakteristik eines Index werts des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, um die Ausgabeschwankungen darzustellen;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das den Steuerinhalt eines zwei ten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 8 ein weiteres Flußdiagramm, das den Steuerinhalt des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt; und

Fig. 9 einen Graph, der eine Korrelation zwischen einem Stoßdrehmoment und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis zeigt.

Fig. 1 und Fig. 2 sind Blockdiagramme, die jeweils den ele mentaren Aufbau einer Vorrichtung zum Erfassen von Ausgabe schwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß den Ansprüchen 1 und 4 zeigen.

Bei dem Aufbau von Fig. 1 erfaßt eine Zylinderdruck-Erfas sungsvorrichtung den Zylinderdruck des Motors, während eine Zylinderdruck-Integrationsvorrichtung den Zylinderdruck, der durch die Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall integriert, um einen Zylinderdruck-Integralwert zu erhalten.

Ferner berechnet eine Standardabweichung-Berechnungsvorrich tung eine Standardabweichung des Zylinderdruck-Integralwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen.

Überdies berechnet eine Mittelwert-Berechnungsvorrichtung einen Mittelwert des Zylinderdruck-Integralwerts während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen.

Schließlich beurteilt eine Ausgabeschwankungsgrenze-Beurtei lungsvorrichtung eine Ausgabeschwankungsgrenze unter Verwen dung eines Werts der Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

Bei dem Aufbau von Fig. 2 erfaßt eine Zylinderdruck-Erfas sungsvorrichtung den Zylinderdruck des Motors, während eine Zylinderdruck-Integrationsvorrichtung den Zylinderdruck, der durch die Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall integriert, um einen Zylinderdruck-Integralwert zu erhalten.

Überdies erfaßt eine Maximal- und Minimal-Wert-Erfassungs vorrichtung jeweilige Maximal- und Minimal-Werte des Zylin derdruck-Integralwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen.

Ferner berechnet eine Mittelwert-Berechnungsvorrichtung ei nen Mittelwert des Zylinderdruck-Integralwerts während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen.

Schließlich beurteilt eine Ausgabeschwankungsgrenze-Beurtei lungsvorrichtung eine Ausgabeschwankungsgrenze unter Verwen dung eines Werts der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das den elementaren Aufbau ei ner Steuervorrichtung für einen Motor mit innerer Verbren nung gemäß Anspruch 7 zeigt.

Bei dem Aufbau von Fig. 3 erfaßt eine Zylinderdruck-Erfas sungsvorrichtung den Zylinderdruck des Motors, während eine Zylinderdruck-Integrationsvorrichtung den Zylinderdruck, der durch die Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall integriert, um einen Zylinderdruck-Integralwert zu erhalten.

Ferner berechnet eine Standardabweichung-Berechnungsvorrich tung eine Standardabweichung des Zylinderdruck-Integralwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, während eine Mittelwert-Berechnungsvorrichtung einen Mittelwert des Zy linderdruck-Integralwerts während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen berechnet.

Hierbei berechnet eine Indexwert-Berechnungsvorrichtung ei nen Wert der Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen als einen Indexwert zum Beurteilen der Ausgabeschwankungsgrenze.

Danach führt eine erste Steuervorrichtung eine Beurteilung der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Indexwert durch und steuert zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors mit innerer Ver brennung basierend auf den Beurteilungsergebnissen.

Andererseits berechnet eine Indexmittelwert-Berechnungsein richtung einen Mittelwert des Indexwerts während einer vor bestimmten Anzahl von Zyklen für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen, die größer ist als die Anzahl von Aktualisierungszyklen für den Indexwert in der Indexwert-Be rechnungsvorrichtung.

Nachfolgend führt eine zweite Steuervorrichtung eine Beur teilung der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Mit telwert des Indexwerts durch, und steuert zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors mit innerer Verbrennung basierend auf den Beurtei lungsergebnissen.

Es folgt eine Beschreibung eines elementaren Ausführungsbei spiels einer Ausgabeschwankungs-Erfassungsvorrichtung und einer Steuervorrichtung für einen Motor mit innerer Verbren nung, die den oben genannten elementaren Aufbau aufweisen, ebenso wie eine Beschreibung eines Ausgabeschwankungs-Erfas sungsverfahrens und eines -Steuerverfahrens.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, wird Luft von einem Luftfilter 2 durch ein Ansaugrohr 3, ein Drosselventil 4 und einen Ansaugkrümmer 5 in einen Motor 1 mit innerer Verbrennung gezogen. Kraftstoffein spritzventile 6 sind in jeweiligen Verzweigungsabschnitten des Ansaugkrümmers 5 für jeden Zylinder vorgesehen. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind Kraftstoffeinspritzventile eines Solenoidtyps, die öffnen, wenn ein Solenoid mit Lei stung versorgt wird, und die schließen, wenn die Leistung abgeschaltet wird. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind elektrisch gesteuert, um als Reaktion auf ein Treiberpuls signal von einer Steuereinheit 12 (die nachfolgend beschrie ben werden soll) zu öffnen, derart, daß ein Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) unter Druck ge setzt und mittels eines Druckreglers auf einen vorbestimmten Druck gesteuert ist, stoßweise in den Motor 1 eingespritzt wird.

Zündkerzen 7 sind für jede Verbrennungskammer des Motors 1 für eine Funkenzündung eines Gemischs in demselben vorgese hen. Abgas von dem Motor 1 wird dann durch einen Auspuff krümmer 8, ein Abgasrohr 9, einen Katalysator 10 und einen Schalldämpfer 11 ausgestoßen.

Die Steuereinheit 12, die für die elektrische Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor vorgesehen ist, weist einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem A/D-Wandler und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle auf. Eingangssignale von den verschiedenen Sensoren werden durch die Steuereinheit 12 empfangen und eine Rechenverarbeitung wird durchgeführt (wie nachfolgend beschrieben wird), um da durch den Betrieb der Kraftstoffeinspritzventile 6 zu steu ern.

Bezüglich der verschiedenen Sensoren ist in dem Ansaugrohr 3 ein Luftflußmesser 13 vorgesehen, der ein Signal ausgibt, das einer Ansaugluftflußrate Q des Motors 1 entspricht.

Ferner ist ein Kurbelwinkelsensor 14 vorgesehen, der ein Re ferenzkurbelwinkelsignal REF für jede Referenzkurbelwinkel position (beispielsweise für jeden TDC; TDC = top dead cen ter = oberer Todpunkt) und ein Einheitskurbelwinkelsignal POS für alle 1° oder 2° ausgibt. Die Periode des Referenz kurbelwinkelsignals REF, oder die Anzahl von Einheitskurbel winkelsignalen POS in einer vorbestimmten Periode wird ge messen, um die Motordrehzahl Ne zu berechnen.

Außerdem ist ein Wassertemperatursensor 15 vorgesehen, um die Kühlwassertemperatur Tw in einem Wassermantel des Motors 1 zu erfassen.

Ferner ist für jede der Zündkerzen 7 ein Zylinderdrucksensor 16 (eine Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung, siehe Fig. 1 bis 3) vorgesehen, der aus einem piezoelektrischen Element hergestellt ist, das als eine Beilagscheibe an der Zündkerze 7 angebracht ist, wie in der ungeprüften Japanischen Ge brauchsmusterveröffentlichung Nr. 63-17432 offenbart ist, um den Zylinderdruck (Verbrennungsdruck) jedes Zylinders zu er fassen. Anstelle des oben genannten Typs, der als eine Bei lagscheibe an der Zündkerze 7 angebracht ist, können die Zy linderdrucksensoren 16 von einem Typ sein, bei dem der Sen sorabschnitt direkt in die Verbrennungskammer ausgerichtet ist, um den Zylinderdruck als einen Absolutwert zu erfassen.

Für das Drosselventil 4 ist ein Leerlaufschalter 17 vorge sehen, der eingeschaltet wird, wenn das Drosselventil 4 in der vollständig geschlossenen Stellung (Leerlaufstellung) ist.

Die CPU des Mikrocomputers, der in der Steuereinheit 12 ent halten ist, berechnet eine elementare Kraftstoffeinspritz menge Tp basierend auf der Ansaugluftflußrate Q und der Mo tordrehzahl Ne und korrigiert die elementare Kraftstoffein spritzmenge Tp basierend auf Betriebsbedingungen, beispiels weise der Kühlwassertemperatur Tw und dergleichen, um da durch eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Ti zu berech nen. Ein Einspritzpulssignal einer Pulsbreite, die der end gültigen Kraftstoffeinspritzmenge Ti entspricht, wird dann zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu den Kraftstoffeinspritz ventilen 6 ausgegeben, um dadurch ein Gemisch eines vorbe stimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu bilden.

Der Zündzeitpunkt ADV (ADV = ignition advance angle = Zünd vorverstellwinkel) wird basierend auf der elementaren Kraft stoffeinspritzmenge Tp, die darstellend für die Motordreh zahl Ne und die Motorlast ist, eingestellt. Der Zündzeit punkt für die Zündkerzen 7 wird dann basierend auf dem Zünd zeitpunkt ADV gesteuert.

Wenn der Kondensator 10 keine vorbestimmte Aktivierungstem peratur erreicht, wird kein gewünschter Umwandlungswirkungs grad erreicht. Daher wird unter Bedingungen unmittelbar nach dem Anlaufen des Motors und vor der Aktivierung des Kataly sators eine große Menge von Abgasschadstoffen ausgestoßen. Folglich ist es erwünscht, daß unmittelbar nach dem Anlaufen ein bestimmter Anstieg der Katalysatortemperatur existiert, so daß die Menge von Abgasschadstoffen, die von dem Motor ausgestoßen wird, reduziert ist.

Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung während eines Leerlaufbetriebs, in dem der Katalysator 10 in dem nicht-ak tiven Zustand ist, und in dem keine Leistungsausgabe erfor derlich ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager gemacht und der Zündzeitpunkt verzögert, innerhalb eines Bereichs, in dem die Ausgabeschwankungsgrenze nicht überschritten wird, um dadurch einen bestimmten Anstieg der Katalysator temperatur zu bewirken und die Menge von erzeugten Abgas schadstoffen zu reduzieren.

Die relevante Steuerung ist elementar in dem Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Funktionen der Zylinderdruck-Integrationsvorrichtung, der Standardab weichung-Berechnungsvorrichtung, der Maximal- und Minimal- Wert-Erfassungsvorrichtung, der Mittelwert-Berechnungsvor richtung, der Ausgabeschwankungsgrenze-Beurteilungsvorrich tung und der Motorsteuervorrichtung (wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt) durch Software realisiert, die durch das Flußdia gramm von Fig. 5 gezeigt und in der Steuereinheit 12 gespei chert ist.

Das Programm, das durch das Flußdiagramm von Fig. 5 darge stellt ist, wird für jeden einzelnen Verbrennungszyklus aus geführt. Anfänglich wird in einem Schritt 1 (wobei "Schritt" in den Figuren durch S bezeichnet ist) beurteilt, ob der Ka talysator 10 in dem nicht-aktiven Zustand ist.

Für diese Beurteilung ist ein Katalysatortemperatursensor vorgesehen, wobei die Beurteilung durchgeführt wird, indem der Zustand, in dem die Temperatur des Katalysators 10 ge ringer als eine vorbestimmte Temperatur ist, als der nicht aktive Zustand betrachtet wird, oder indem der Zustand, bei dem eine Temperatur, die mit der Katalysatortemperatur kor reliert ist (beispielsweise die Kühlwassertemperatur Tw oder die Abgastemperatur) geringer als eine vorbestimmte Tempera tur ist, als der nicht-aktive Zustand betrachtet wird.

Wenn im Schritt 1 beurteilt wird, daß der Katalysator in dem nicht-aktiven Zustand ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 2, in dem beurteilt wird, ob ein Leerlaufzustand vorliegt. Elementar wird beurteilt, daß ein Leerlaufzustand vorliegt, wenn die Motordrehzahl Ne gleich oder kleiner ei nem vorbestimmten Wert ist, wobei der Leerlaufschalter 17 eingeschaltet ist.

Wenn beurteilt wird, daß ein Leerlaufzustand vorliegt, springt die Steuerung zu einem Schritt 3, in dem ein Zylin derdruck-Integralwert IMEP, der während des letzten einzel nen Verbrennungszyklus berechnet wurde, gelesen wird.

Der Zylinderdruck-Integralwert IMEP ist der Wert für den Zy linderdruck-Erfassungswert für jeden Einheitskurbelwinkel integriert über ein vorbestimmtes Integrationsintervall. Hierbei kann der Aufbau derart sein, daß das vorbestimmte Integrationsintervall das gesamte Intervall (720°CA) eines einzelnen Verbrennungszyklusses ist, und der Zylinderdruck- Integralwert IMEP als der mittlere effektive Druck basierend auf dem Integralwert und der Ansaugmenge während des einzel nen Verbrennungszyklusses berechnet wird. Ferner kann der Aufbau derart sein, daß das Integrationsintervall beispiels weise von dem Kompressions-TDC bis 100°CA ATDC (ATDC = after top dead center = nach dem oberen Todpunkt) reicht, so daß nur der Zylinderdruck, der unter Verbrennungsbedingungen auftritt, integriert wird.

In einem folgenden Schritt 4 wird das Aktualisieren der ge speicherten Daten für den Zylinderdruck-Integralwert IMEP, der während der vorbestimmten Anzahl von Verbrennungszyklen (beispielsweise 1000 Verbrennungszyklen) berechnet wird, durchgeführt. Grundlegend werden die Daten während der letz ten vorbestimmten Anzahl von Verbrennungszyklen durch das Speichern des Zylinderdruck-Integralwerts IMEP, der im Schritt 3 gelesen wird, als der letzte Wert anstelle der äl testen Daten, die gelöscht werden, gespeichert.

In einem Schritt 5 wird die Standardabweichung des Zylinder druck-Integralwerts IMEP während der vorbestimmten Anzahl von Verbrennungszyklen gemäß Gleichung 1 berechnet, basie rend auf den gespeicherten Daten für die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen des Zylinderdruck-Integralwerts IMEP.

wobei n die Anzahl von Proben ist, d. h. eine Zahl, die die Anzahl von Verbrennungszyklen anzeigt, für die der Zylinder druck-Integralwert IMEP gespeichert wird.

Im Schritt 5 ist es anstelle des Berechnens der Standardab weichung möglich, einen Maximalwert und einen Minimalwert aus den gespeicherten Daten für die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen des Zylinderdruck-Integralwerts IMEP zu erfassen.

In einem Schritt 6 wird ein Mittelwert der vorbestimmten An zahl von Verbrennungszyklen des Zylinderdruck-Integralwerts IMEP (Mittelwert = ΣIMEP/n) berechnet.

Im Schritt 7 wird ein Indexwert zum Beurteilen der Ausgabe schwankungsgrenze des Motors basierend auf den Berechnungs ergebnissen der Schritte 5 und 6 wie folgt berechnet:

Indexwert = Standardabweichung / Mittelwert,

oder

Indexwert = (Maximalwert - Minimalwert) / Mittelwert.

Bezüglich des Stoßdrehmoments, wie es beispielsweise in Fig. 9 hinsichtlich seiner Korrelation mit dem Luft/Kraftstoff- Verhältnis gezeigt ist, zeigt dieselbe einen schnellen An stieg mit einer Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis ses, sobald ein bestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis über schritten ist. Bezüglich des Indexwerts jedoch, wie er bei spielsweise in Fig. 6 relativ zu dem Luft/Kraftstoff-Ver hältnis dargestellt ist, zeigt diese eine allmählich zuneh mende Änderungscharakteristik mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

Das heißt, daß, da der Mittelwert mit einer Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abnimmt, der Indexwert, der durch das Teilen der Standardabweichung, oder der Differenz Maximalwert-Minimalwert, durch den Mittelwert erhalten wird, allmählich mit einer Verdünnung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zunimmt, selbst in einer Luft/Kraftstoff-Ver hältnisregion, in der die Standardabweichung, oder die Dif ferenz Maximalwert-Minimalwert, die den Drehmomentschwan kungen entspricht, praktisch keine Änderung zeigt. Anderer seits arbeiten in einer Luft/Kraftstoff-Verhältnisregion, in der die Standardabweichung, oder die Differenz Maximalwert- Minimalwert, mit einer Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses zunimmt, die Reduzierung des Mittelwerts mit der Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und die Redu zierung aufgrund dessen, daß die Verbrennung instabil wird, zusammen, so daß ein plötzlicher Anstieg des Indexwerts un terdrückt ist. Folglich zeigt der Indexwert in dem gesamten Bereich von vor bis hinter der Ausgabeschwankungsgrenze eine vergleichsweise mäßige Änderung, wodurch die Spezifikation der Ausgabeschwankungsgrenze erleichtert ist. Selbst wenn der Zylinderdruck-Integralwert IMEP eine Streuung für jeden Verbrennungszyklus zeigt, kann der Einfluß dieser Streuung beseitigt werden, indem die vorbestimmte Anzahl von Verbren nungszyklen zum Berechnen der Standardabweichung, der Diffe renz Maximalwert-Minimalwert und des Mittelwerts ver gleichsweise groß (beispielsweise 1000 Verbrennungszyklen) eingestellt wird.

In einem Schritt 8 werden der Indexwert und ein vorbestimm ter Wert #1 verglichen. Hierbei ist der vorbestimmte Wert #1 ein Wert, der vorher eingestellt wurde, um den zulässigen Grenzen für die Ausgabeschwankungen zu entsprechen. Wenn der Indexwert gleich oder größer als der vorbestimmte Wert #1 ist, wird beurteilt, daß die Ausgabeschwankungen über die Betriebsgrenze hinaus zugenommen haben.

Wenn der Indexwert kleiner als der vorbestimmte Wert #1 ist, wird folglich beurteilt, daß die Ausgabeschwankungen den Grenzpegel noch nicht erreicht haben, weshalb das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und das Verzögern des Zündzeitpunkts weiter fortgesetzt werden können. In einem Schritt 9 wird daher ein Verbrennungskorrekturkoeffizient KFLCP, mit dem die Kraftstoffeinspritzmenge Ti multipliziert wird, um einen vorbestimmten Wert LLTI reduzierend korri giert. Überdies wird ein Zündzeitpunkt-Korrekturkoeffizient KFLADV, der zu dem Zündzeitpunkt ADV addiert wird, um einen vorbestimmten Wert LLADV reduzierend korrigiert.

Die Reduzierung des Verbrennungskorrekturkoeffizienten KFLCP wird entsprechend der reduzierenden Korrekturrichtung der Kraftstoffeinspritzmenge Ti durchgeführt, so daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis weiter verdünnt wird. In gleicher Weise geschieht die Reduzierung des Zündzeitpunkt-Korrektur koeffizienten KFLADV gemäß der reduzierenden Korrekturrich tung des Zündzeitpunkts ADV (Zündvorverstellwinkel), so daß der Zündzeitpunkt weiter verzögert wird. Folglich werden die Verdünnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und die Verzö gerung des Zündzeitpunkts durch die Reduzierungskorrektur der Korrekturkoeffizienten KFLCP und KFLADV weiter fortge setzt.

Andererseits springt, wenn im Schritt 8 beurteilt wird, daß der Indexwert nicht kleiner als der vorbestimmte Wert #1 ist, die Steuerung zu einem Schritt 10, in dem beurteilt wird, ob der Indexwert mit dem vorbestimmten Wert #1 über einstimmt.

Wenn der Indexwert nicht mit dem vorbestimmten Wert #1 über einstimmt, d. h., wenn derselbe größer als der vorbestimmte Wert #1 ist, wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu stark verdünnt und der Zündzeitpunkt wurde zu stark verzögert. Es wird daher beurteilt, daß die Ausgabeschwankungsgrenze über schritten wurde, und die Steuerung springt zu einem Schritt 11, um eine Erhöhungskorrektur der Korrekturkoeffizienten KFLCP, KFLADV durchzuführen.

Elementar schließt dies das Erhöhen der Korrekturkoeffizien ten KFLCP, KFLADV um jeweilige vorbestimmte Werte RLTI, RLADV ein. Da die Erhöhungsänderung der Korrekturkoeffizien ten KFLCP, KFLADV entsprechend der Anreicherungsrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Vorverstellrichtung des Zündzeitpunkts stattfindet, werden das Luft/Kraftstoff- Verhältnis und der Zündzeitpunkt durch die Erhöhungskorrek tur in eine Richtung gesteuert, um die Ausgabeschwankungen zu beseitigen.

Vorzugsweise sind die vorbestimmten Werte RLTI, RLADV, die bei der Erhöhungskorrektur der Korrekturkoeffizienten KFLCP, KFLADV verwendet werden, jeweils größer eingestellt als die vorbestimmten Werte LLTI, LLADV, die in die Reduzierungs richtung verwendet sind.

Wenn im Schritt 10 beurteilt wird, daß der Indexwert mit dem vorbestimmten Wert #1 zusammenfällt, springt die Steuerung zu einem Schritt 12, ohne daß eine Erhöhungs- oder Verringe rungs-Korrektur der Korrekturkoeffizienten KFLCP, KFLADV durchgeführt wird. Wenn der Indexwert mit dem vorbestimmten Wert #1 zusammenfällt, werden die Korrekturwerte für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Zündzeitpunkt folglich unverändert beibehalten.

Wiederum bezugnehmend auf Schritt 1 oder Schritt 2 springt die Steuereinrichtung, wenn beurteilt wird, daß keine Steu erbedingungen eingerichtet wurden, zu einem Schritt 13, in dem der Korrekturkoeffizient KFLCP auf einen vorbestimmten Wert von 1,0 zurückgesetzt wird, während der Korrekturkoef fizient KFLADV auf einen Anfangswert von 0 zurückgesetzt wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es oben be schrieben wurde, wird festgestellt, wenn der Indexwert den vorbestimmten Wert #1 überschritten hat, um dadurch zu be urteilen, ob die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten wur de. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Zündzeitpunkt werden dann in eine solche Richtung gesteuert, daß sich der Indexwert dem vorbestimmten Wert #1 nähert. Auf diese Weise kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bis aufs äußerste ver dünnt und der Zündzeitpunkt bis aus äußerste verzögert wer den, innerhalb eines Bereichs, in dem die Ausgabeschwan kungsgrenze nicht überschritten wird.

Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis verdünnt ist, kann die Menge der erzeugten Abgasschadstoffe reduziert sein. Außer dem können durch das Verzögern des Zündzeitpunkts und folg lich das Beschleunigen der Aktivierung des Katalysators 10 die Abgaseigenschaften unmittelbar nach dem Anlaufen ver bessert sein.

Durch einen Aufbau, bei dem die Ausgabeschwankungsgrenze ba sierend auf dem Indexwert beurteilt wird, ist überdies eine genaue Beurteilung der Ausgabeschwankungsgrenze möglich, wo durch eine Steuergenauigkeit für das Luft/Kraftstoff-Ver hältnis und den Zündzeitpunkt sichergestellt ist. D.h., daß es unter Berücksichtigung der Korrelation des Indexwerts, beispielsweise wie oben erwähnt mit dem Luft/Kraftstoff-Ver hältnis, einfacher ist, einen spezifischen Pegel festzustel len, verglichen mit dem Fall, in dem der Indexwert eine plötzliche Änderung zeigt, da der Indexwert eine allmähliche Änderung relativ zu der Luft/Kraftstoff-Verhältnisänderung zeigt. Folglich kann die Ausgabeschwankungsgrenze mit einer hohen Genauigkeit festgestellt werden.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden sowohl das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als auch der Zündzeitpunkt basie rend auf den Beurteilungsergebnissen für die Ausgabeschwan kungsgrenze, die auf dem Indexwert basiert, gleichzeitig ge steuert. Es ist jedoch ein Aufbau möglich, bei dem nur ein Parameter gesteuert wird. Es ist ferner ein Aufbau möglich, bei dem in einer Phase, in der der eine oder der andere ei nen vorher bestimmten Steuerbereich überschreitet, die Steuerung zu dem anderen gewechselt wird.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels einer Steuerung gemäß den Flußdiagrammen von Fig. 7 und Fig. 8, wobei in dem nicht-aktiven Zustand des Katalysators 10 und zu der Zeit eines Leerlaufbetriebs das Luft/Kraftstoff-Verhältnis verdünnt wird und der Zündzeit punkt verzögert wird, innerhalb eines Bereichs, in dem die Ausgabeschwankungsgrenze nicht überschritten wird. Bei die sem Ausführungsbeispiel sind die Funktionen der Standardab weichung-Berechnungsvorrichtung, der Mittelwert-Berechnungs vorrichtung, der Indexwert-Berechnungsvorrichtung, der er sten Steuervorrichtung, der Indexmittelwert-Berechnungsvor richtung, der zweiten Steuervorrichtung (siehe Fig. 3) und einer Kurzzyklus-Steuerbeendigungsvorrichtung durch eine Software realisiert, die in den Flußdiagrammen der Fig. 7 und 8 dargestellt ist, und in der Steuereinheit 12 gespei chert.

Wie bei der Rechenverarbeitung, die in dem Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt ist, wird bei dem Flußdiagramm von Fig. 7 die Ausgabeschwankungsgrenze durch das Vergleichen des Index werts, der durch das Teilen der Standardabweichung durch den Mittelwert erhalten wird, mit dem vorbestimmten Wert #1 be urteilt. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Zündzeit punkt werden dann in eine solche Richtung korrigiert, daß sich der Indexwert dem vorbestimmten Wert #1 nähert. Die Be schreibung des zweiten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend fortgesetzt, wobei die Beschreibung der mit dem ersten Aus führungsbeispiel gemeinsamen Steuerung abgekürzt ist.

Das Flußdiagramm von Fig. 7 wird für jeden einzelnen Ver brennungszyklus ausgeführt. Anfänglich wird in Schritten 21 und 22 beurteilt, ob der Katalysator in einem nicht-aktiven Zustand ist, und ob ein Leerlaufbetrieb existiert. Wenn bei de diese Bedingungen vorliegen, wird in einem Schritt 23 der Zylinderdruck-Integralwert IMEP gelesen. Dann wird in einem Schritt 24 ein Aktualisieren der gespeicherten Daten für die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen des Zylinder druck-Integralwerts IMEP basierend auf diesen letzten Daten durchgeführt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorbestimm te Anzahl von Verbrennungszyklen zum Speichern der gespei cherten Daten für den Zylinderdruck-Integralwert IMEP klei ner als für das erste Ausführungsbeispiel (bei dem bei spielsweise 1000 Verbrennungszyklen verwendet wurden), bei spielsweise weniger als 20 Verbrennungszyklen, wodurch Kapa zität gespart wird, die zum Speichern der Zylinderdruck-In tegralwerte IMEP benötigt wird.

In einem Schritt 25 wird die Standardabweichung des Zylin derdruck-Integralwerts IMEP gemäß der vorher genannten Glei chung 1 basierend auf den gespeicherten Daten erhalten. In einem Schritt 26 wird der Mittelwert des Zylinderdruck-Inte gralwerts IMEP basierend auf den gespeicherten Daten berech net, während in einem Schritt 27 die Division Standardabwei chung/Mittelwert als ein Indexwert LLCP1 berechnet wird.

In einem Schritt 28 wird beurteilt, ob ein unterschiedlicher Indexwert LLCP2, der später beschrieben werden soll (ein Mittelwert des Indexwerts LLCP1), einen vorbestimmten Wert #2 überschritten hat. Wenn der Indexwert LLCP2 den vorbe stimmten Wert #2 überschritten hat, d. h., wenn basierend auf dem Indexwert LLCP2 beurteilt wird, daß die Ausgabeschwan kungsgrenze überschritten wurde, wird das Programm beendet, ohne eine Beurteilung der Ausgabeschwankungsgrenze durch das Vergleichen des Indexwerts LLCP1 und des vorbestimmten Werts #1 und eine Erhöhungskorrektur der Korrekturkoeffizienten KFLCP, KFLADV basierend auf den Beurteilungsergebnissen durchzuführen.

Wenn der Indexwert LLCP2 gleich oder kleiner als der vorbe stimmte Wert #2 ist, springt die Steuerung zu einem Schritt 29 und nachfolgenden Schritten, um basierend auf dem Index wert LLCP1 eine Steuerung durchzuführen, und steuert, wie bei den Schritten 8 bis 12 des Flußdiagramms von Fig. 5, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Zündzeitpunkt derart, daß sich der Indexwert LLCP1 dem vorbestimmten Wert #1 nähert (Schritte 29 bis 33).

Wenn in den Schritten 21 und 22 beurteilt wird, daß die Steuerbedingungen nicht eingerichtet wurden, springt die Steuerung zu einem Schritt 34, in dem eine Verarbeitung, um die Korrekturkoeffizienten KFLCP, KFLADV auf ihre Anfangs werte rückzusetzen, ausgeführt wird.

Das Flußdiagramm von Fig. 8 wird alle 20 Verbrennungszyklen ausgeführt, wobei dies eine längere Ausführungsperiode ist als die für das Flußdiagramm von Fig. 7. Wenn in Schritten 41 und 42 beurteilt wird, daß der Katalysator nicht aktiv ist, und daß ein Leerlaufbetrieb vorliegt, wird in einem Schritt 43 der letzte berechnete Indexwert LLCP1 gelesen.

Danach wird in einem nächsten Schritt 44 eine Datenspeiche rung für den Teil der letzten acht Zyklen (acht Zyklen mit der Ausführungsperiode des vorliegenden Programms als einem Zyklus) des Indexwerts LLCP1, der für jeden Ausführungs zyklus des Programms gelesen wird, ausgeführt. D.h., daß, während der Indexwert LLCP1 für jeden einzelnen Verbren nungszyklus berechnet wird, dieser nur alle 20 Verbrennungs zyklen abgetastet wird, und die Abtastdaten für die letzten acht Male gespeichert werden.

In einem Schritt 45 wird der Mittelwert der acht Indexwerte LLCP1 berechnet, wobei dieser Mittelwert als der Indexwert LLCP2 eingestellt wird.

In einem Schritt 46 werden der Indexwert LLCP2 (der Mittel wert der Indexwerte LLCP1) und ein vorbestimmter Wert #2 verglichen, wobei, wenn der Indexwert LLCP2 den vorbestimm ten Wert #2 überschreitet, d. h., wenn basierend auf dem In dexwert LLCP2 beurteilt wird, daß die Ausgabeschwankungs grenze überschritten wurde, die Steuerung zu einem Schritt 47 springt, in dem eine Erhöhungskorrektur der Korrektur koeffizienten KFLCP, KFLADV basierend auf den vorbestimmten Werten RLTIR, RLADVR durchgeführt wird.

Das heißt, daß die Steuerung (die zweite Steuervorrichtung) basierend auf dem Indexwert LLCP2 (dem Mittelwert des Index werts LLCP1) auf das Anreichern des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses und eine Vorverstellungswinkelkorrektur des Zündzeit punkts begrenzt ist, wenn beurteilt wird, daß der Indexwert LLCP2 den vorbestimmten Wert #2 überschreitet und folglich die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten wurde.

Wenn eine Streuung in dem Zylinderdruck-Integralwert IMEP auftritt, ist es erwünscht, den Zylinderdruck-Integralwert IMEP über einen langen Verbrennungszyklus abzutasten, und den Indexwert LLCP1 basierend auf der großen Menge von ge speicherten Daten zu berechnen. Jedoch wird dann ein großer Speicherkapazitätsbetrag notwendig, um den Zylinderdruck- Integralwert IMEP zu speichern.

Daher wird statt des Unterdrückens der Anzahl von Speiche rungen, die sich auf den Zylinderdruck-Integralwert IMEP be ziehen, der Indexwert LLCP1, der für jeden Verbrennungszy klus basierend auf dem Zylinderdruck-Integralwert IMEP be rechnet wird, alle 20 Verbrennungszyklen abgetastet, und der Mittelwert der letzten acht Daten für den Indexwert LLCP1, der alle 20 Verbrennungszyklen abgetastet wird, erhalten. Dieser Mittelwert des Indexwerts LLCP1 wird dann als der In dexwert LLCP2 eingestellt.

Da der Indexwert LLCP2 effektiv ein Wert mit einer größeren Anzahl von Zylinderdruck-Integralwerten IMEP als seine Basis als der Indexwert LLCP1 ist (wenn der Indexwert LLCP1 basie rend auf dem Zylinderdruck-Integralwert IMEP für den 20-Ver brennungszyklen-Abschnitt berechnet wird, hat dies einen IMEP-Wert für 20 × 8 Verbrennungszyklusabschnitte zur Folge, der die Basis wird), wird dieser neben dem Sparen der Anzahl von Speicherungen des Zylinderdruck-Integralwerts IMEP ein Indexwert, bei dem ein Einfluß von einer Streuung der Zylin derdruck-Integralwerte IMEP beseitigt ist.

Folglich wird, wenn basierend auf dem Indexwert LLCP2 beur teilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten wurde, selbst wenn der Indexwert LLCP1 gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert #1 ist, in der Praxis angenommen, daß die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten wurde. Daher wird, um zuverlässig eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Anrei cherung und eine Zündzeitpunkt-Vorverstellung durchzuführen, die Steuerung basierend auf dem Indexwert LLCP1 gemäß der Verarbeitung des Schritts 28 des Flußdiagramms von Fig. 7 beendet, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Anreicherung und die Zündzeitpunkt-Vorverstellung gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 8 ausgeführt wird.

Da der Indexwert LLCP2 alle 20 Verbrennungszyklen aktuali siert/berechnet wird, wird hierbei die Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des Zündzeitpunkts bis zum nächsten Aktualisierungszeitpunkt des Indexwerts LLCP2 (nach 20 Verbrennungszyklen) angehalten, wenn beurteilt wird, daß der Indexwert LLCP2 den vorbestimmten Wert #2 überschritten hat. Die Steuerung basierend auf dem Indexwert LLCP1 wird nicht wieder aufgenommen, bis basierend auf dem Indexwert LLCP2 beurteilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze nicht überschritten wird.

In dem Fall, in dem basierend auf dem Indexwert LLCP2 beur teilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze nicht über schritten wird, wird das Verdünnen des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses und das Verzögern des Zündzeitpunkts mit einem guten Ansprechen basierend auf dein Indexwert LLCP1 fortge setzt.

Gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 7 wird der Indexwert LLCP1 als die Division Standardabweichung/Mittelwert berechnet. Jedoch ist auch ein Aufbau möglich, bei dem der Wert (Maxi malwert-Minimalwert)/Mittelwert als der Indexwert LLCP1 eingestellt wird. Da der Wert (Maximalwert-Minimalwert)/ Mittelwert jedoch anfällig für einen Einfluß von einer Streuung des Zylinderdruck-Integralwerts ist, wird die Divi sion Standardabweichung/Mittelwert vorzugsweise für den In dexwert LLCP1 verwendet.

Außerdem kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Aufbau ferner ein solcher sein, daß nur entweder das Luft/Kraft stoff-Verhältnis oder der Zündzeitpunkt gesteuert wird, und daß, in einer Phase, in der der eine oder der andere den Steuerbereich überschreitet, die Steuerung zu dem anderen gewechselt wird.

Überdies zeigen die oben genannten jeweiligen Ausführungs beispiele nur eine Beurteilung der Ausgabeschwankungsgrenze, wenn der Katalysator nicht aktiv ist und ein Leerlaufbetrieb vorliegt. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Beurteilung der Ausgabeschwankungsgrenze mittels des Werts Standardab weichung/Mittelwert oder des Werts (Maximalwert-Minimal wert)/Mittelwert als dem Index nicht auf die vorher ge nannten Betriebsbedingungen begrenzt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, die die Ausgabe schwankungen des Motors basierend auf dem Zylinderdruck des Motors, der durch eine Zylinderdruck-Erfassungsein richtung (16) erfaßt wird, erfaßt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Zylinderdruck-Integrationseinrichtung zum Inte grieren des Zylinderdrucks, der durch die Zylinder druck-Erfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, um einen Zylinder druck-Integralwert (IMEP) zu erhalten;
eine Standardabweichung-Berechnungseinrichtung zum Be rechnen einer Standardabweichung des Zylinderdruck-In tegralwerts (IMEP) während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen;
eine Mittelwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen; und
eine Ausgabeschwankungsgrenze-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen einer Grenze der Ausgabeschwankungen un ter Verwendung eines Werts der Standardabweichung ge teilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

2. Vorrichtung zum Erfassen von Ausgabeschwankungen eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, die die Ausgabe schwankungen des Motors basierend auf dem Zylinderdruck des Motors, der durch eine Zylinderdruck-Erfassungsein richtung (16) erfaßt wird, erfaßt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Zylinderdruck-Integrationseinrichtung zum Inte grieren des Zylinderdrucks, der durch die Zylinder druck-Erfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, um einen Zylinder druck-Integralwert (IMEP) zu erhalten;
eine Maximal- und Minimal-Wert-Erfassungseinrichtung zum jeweiligen Erfassen des Maximalwerts und des Mini malwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen;
eine Mittelwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen; und
eine Ausgabeschwankungsgrenze-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen einer Grenze der Ausgabeschwankungen un ter Verwendung eines Werts der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert geteilt durch den Mit telwert als einen Indexwert.

3. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, die die Vorrichtung zum Erfassen von Aus gabeschwankungen eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweist, gekennzeichnet durch eine Motorsteuereinrichtung, die zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf den Beurteilungsergebnissen für die Ausgabeschwankungsgren ze von der Ausgabeschwankungsgrenze-Beurteilungsein richtung steuert.

4. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinrichtung zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung nur während eines aktiven Zustands eines Abgasreinigungskatalysators (10) und während eines Leerlaufs des Motors steuert.

5. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, die die Ausgabeschwankungen des Motors basierend auf dem Zylinderdruck des Motors, der durch eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, erfaßt, und die zumindest entweder den Zündzeit punkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf den Erfas sungsergebnissen für die Ausgabeschwankungen steuert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Zylinderdruck-Integrationseinrichtung zum Inte grieren des Zylinderdrucks, der durch die Zylinder druck-Erfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, über ein vorbestimmtes Integrationsintervall, um einen Zylinder druck-Integralwert (IMEP) zu erhalten;
eine Standardabweichung-Berechnungseinrichtung zum Be rechnen einer Standardabweichung des Zylinderdruck- Integralwerts (IMEP) während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen;
eine Mittelwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) während der vorbestimmten Anzahl von Zyklen;
eine Indexwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen ei nes Werts der Standardabweichung geteilt durch den Mit telwert als einen Indexwert (LLCP1) zum Beurteilen ei ner Ausgabeschwankungsgrenze für jede vorbestimmte An zahl von Aktualisierungszyklen,
eine erste Steuereinrichtung zum Durchführen einer Be urteilung der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Indexwert (LLCP1) und zum Steuern zumindest entwe der des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses des Motors (1) mit innerer Verbrennung ba sierend auf den Beurteilungsergebnissen;
eine Indexmittelwert-Berechnungseinrichtung zum Berech nen eines Mittelwerts (LLCP2) des Indexwerts während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen für jede vorbe stimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen, die größer ist als die Anzahl von Aktualisierungszyklen für den Indexwert (LLCP1) in der Indexwert-Berechnungseinrich tung; und
eine zweite Steuereinrichtung zum Durchführen einer Be urteilung der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Mittelwert (LLCP2) des Indexwerts und zum Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf den Beurteilungser gebnissen.

6. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Steuereinrichtung die Aus gabeschwankungsgrenze durch das Vergleichen des Index werts (LLCP1) oder des Mittelwerts (LLCP2) des Index werts mit einem vorbestimmten Wert (#1, #2) beurteilen, und zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung derart steuern, daß der Indexwert (LLCP1) oder der Mittelwert (LLCP2) des Indexwerts sich dem vorbestimmten Wert (#1, #2) nähert.

7. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Beendigungseinrichtung, die die Steuerung durch die erste Steuereinrichtung bis zum nächsten Aktuali sierungs/Berechnungs-Zeitpunkt des Mittelwerts (LLCP2) des Indexwerts beendet, wenn basierend auf dem Mittel wert (LLCP2) des Indexwerts beurteilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze überschritten ist.

8. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste und die zweite Steuereinrichtung die Grenze der Ausgabeschwankungen nur während eines nicht-aktiven Zustands eines Abgasreinigungskatalysa tors (10) und während eines Leerlaufs des Motors (1) beurteilen und zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung steuern.

9. Verfahren des Erfassens von Ausgabeschwankungen eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, das die Ausgabe schwankungen basierend auf dem Zylinderdruck des Motors erfaßt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Integrieren (S3, S4) des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall;
Berechnen (S5) einer Standardabweichung des Zylinder druck-Integralwerts (IMEP) während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen und Berechnen (S6) eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts während der vorbestimm ten Anzahl von Zyklen; und
Beurteilen (S8, S10) einer Grenze der Ausgabeschwankun gen unter Verwendung eines Werts der Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

10. Verfahren des Erfassens von Ausgabeschwankungen eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, der die Ausgabe schwankungen basierend auf dem Zylinderdruck des Motors erfaßt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Integrieren (S3, S4) des Zylinderdrucks des Motors über ein vorbestimmtes Integrationsintervall;
jeweiliges Erfassen eines Maximalwerts und eines Mini malwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen und Berechnen (S6) eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) für die vorbestimmte Anzahl von Zyklen; und
Beurteilen (S8, S10) einer Grenze der Ausgabeschwankun gen unter Verwendung eines Werts der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert geteilt durch den Mittelwert als einen Indexwert.

11. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Steuern (S12) zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf Beurteilungser gebnissen einer Ausgabeschwankungsgrenze von dem Aus gabeschwankungs-Erfassungsverfahren für einen Motor (1) mit innerer Verbrennung gemäß den Ansprüchen 9 oder 10.

12. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder der Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung nur während eines nicht-aktiven Zustands eines Abgasreinigungskatalysators (10) und während ei nes Leerlaufs des Motors (1) gesteuert wird.

13. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, das die Ausgabeschwankungen des Motors basierend auf dem Zylinderdruck des Motors erfaßt und zumindest entweder den Zündzeitpunkt oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf den Erfassungsergebnissen für die Ausgabeschwankungen steuert, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Integrieren (S23, S24) des Zylinderdrucks des Motors (1) über ein vorbestimmtes Integrationsintervall;
Berechnen (S25) einer Standardabweichung des Zylinder druck-Integralwerts (IMEP) während einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, Berechnen (S26) eines Mittelwerts des Zylinderdruck-Integralwerts (IMEP) während der vor bestimmten Anzahl von Zyklen, Berechnen (S27) eines Werts der Standardabweichung geteilt durch den Mittel wert als einen Indexwert (LLCP1) zum Beurteilen einer Ausgabeschwankungsgrenze für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen und Berechnen (S45) eines Mittelwerts (LLCP2) des Indexwerts während einer vorbe stimmten Anzahl von Zyklen für jede vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszyklen, die größer ist als die An zahl von Aktualisierungszyklen des Indexwerts (LLCP1);
Beurteilen (S29, S31) der Ausgabeschwankungsgrenze ba sierend auf dem Indexwert (LLCP1) und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Motors (1) mit innerer Verbrennung basierend auf dem Beurteilungsergebnis; und
Beurteilen (S28) der Ausgabeschwankungsgrenze basierend auf dem Mittelwert (LLCP2) des Indexwerts und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors (1) mit inne rer Verbrennung basierend auf dem Beurteilungsergebnis.

14. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Beurteilen der Ausgabeschwankungsgrenze durch das Ver gleichen (S28, S29, S31) des Indexwerts (LLCP1) oder des Mittelwerts (LLCP2) des Indexwerts mit einem vorbe stimmten Wert (#1, #2); und
Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors (1) mit inne rer Verbrennung derart, daß der Indexwert (LLCP1) oder der Mittelwert (LLCP2) des Indexwerts sich dem vorbe stimmten Wert (#1, #2) nähert.

15. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß basierend auf dem Mittelwert (LLCP2) des Indexwerts beurteilt wird, daß die Ausgabeschwankungsgrenze über schritten ist, wobei die Steuerung basierend auf dem Indexwert bis zum nächsten Aktualisierungs/Berech nungs-Zeitpunkt des Mittelwerts (LLCP2) des Indexwerts beendet wird.

16. Verfahren des Steuerns eines Motors (1) mit innerer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß das Beurteilen einer Grenze der Ausgabeschwankungen nur während eines nicht-aktiven Zustands eines Abgas reinigungskatalysators (10) und während eines Leerlaufs des Motors (1) beurteilt wird, und Steuern zumindest entweder des Zündzeitpunkts oder des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Motors (1) mit innerer Verbrennung.