DE19631923C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors bzw. eines Motors mit innerer Ver­ brennung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technologie zum Erhöhen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Verbrennungsgasmischung zu einer Verbrennungsstabili­ tätsgrenze und auf eine Technologie zum Verzögern eines Zündzeitpunkts zu einer Verbrennungsstabilitätsgrenze.

Bisher wurden Versuche durchgeführt, um ein Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis einer Verbrennungsgasmischung innerhalb eines Bereichs zu erhöhen, in dem eine Veränderung der Mo­ torausgabe eine Toleranzgrenze nicht überschreitet, und um einen Zündzeitpunkt zu verzögern, wodurch das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis und der Zündzeitpunkt in der Nähe der Ver­ brennungsstabilitätsgrenze gesteuert werden.

Detailliert gesprochen wird ein Verbrennungsdruck in jedem Zylinder unter Verwendung eines Verbrennungsdrucksensors, der für jeden Zylinder vorgesehen ist, erfaßt, wobei eine Änderungsrate in dem Verbrennungsdruck bei jeder Verbrennung gemäß der Zündreihenfolge, d. h. eine Veränderungsrate des Verbrennungsdrucks unter den Zylindern, basierend auf dem Verbrennungsdruck berechnet wird, der in jedem Zylinder er­ faßt wird, derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht und der Zündzeitpunkt innerhalb eines Bereichs verzögert wird, in dem die Änderungsrate einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, welcher der Verbrennungsstabilitäts­ grenze entspricht.

Wenn die Verbrennungsdrucksensoren, die für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind, variierende Ausgabewerte erzeugen, dann variiert der erfaßte Verbrennungsdruckwert unter den Zylindern trotz der Tatsache, daß die praktischen Verbren­ nungsdrücke unter den Zylindern nahe aneinander sind, und daß eine stabile Verbrennung in jedem Zylinder stattfindet. Eine Abweichung des erfaßten Verbrennungsdruckwertes in den Zylindern wird oft als Ausgabeveränderung fehlerhaft erfaßt, wobei der Betrieb zum Erhöhen des Luft-Kraftstoff-Verhält­ nisses und der Betrieb zum Verzögern des Zündzeitpunkts oft angehalten werden, bevor die Verbrennungsgrenze erreicht wird.

Im Falle eines Sensors, welcher ein ringartiges piezoelek­ trisches Element als eine Beilagscheibe einer Zündkerze ver­ wendet, und welcher den Verbrennungsdruck als Relativdruck zu einer Last zum Befestigen der Zündkerze erfaßt, werden Variationen der Befestigungslast zu einer großen Variation der Ausgabecharakteristika unter den Sensoren, was es schwierig macht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder den Zündzeitpunkt bis zu der Verbrennungsstabilitätsgrenze zu steuern.

Die DE 41 21 884 A1 offenbart eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die eine Druckerfassungsein­ richtung zur Erfassung eines Zylinderinnendrucks jedes Zy­ linders einer Mehrzahl von Zylindern der Verbrennungskraft­ maschine umfaßt. Ferner ist eine Berechnungseinrichtung für den indizierten mittleren Druck zur Berechnung eines in­ dizierten mittleren Drucks jedes Zylinders vorgesehen. Die in Fig. 5 dieser Schrift dargestellte Steuervorrichtung ist für eine Verbrennungskraftmaschine von besonderem Interesse. Das System umfaßt eine Belastungserfassungseinrichtung, eine Kurbelwinkelerfassungseinrichtung, eine eine Druckerfas­ sungseinrichtung, eine Motor-Geschwindigkeits-Erfassungs­ einrichtung, eine Berechnungseinrichtung zum Bestimmen des indizierten mittleren Drucks, und eine Mittelbildungsein­ richtung für den indizierten mittleren Druck, die eine Berechnung eines arithmetischen Mittels des indizierten mittleren Drucks für die Zylinder durchführt. Ferner ist eine Laufzustandserfassungseinrichtung vorgesehen, die bestimmt, ob der Laufzustand des Motors dem vorbestimmten Dauerlaufzustand genügt. Bei dieser Steuervorrichtung werden die in den Zylindern erfaßten Verbrennungsdruckwerte für eine Mittelwertbildung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses und des Zündzeitpunktes verwendet. Da das Ergebnis der Mittelwertbildung bezüglich der erfaßten Drucksensorwerte in allen Zylindern fehlerbehaftet sein kann, da die Verbrennungsdrucksensoren, die für die jewei­ ligen Zylinder vorgesehen sind, variierende Ausgabewerte erzeugen können, variiert folglich der erfaßte Verbren­ nungsdruckwert trotz der Tatsache, daß die praktischen Ver­ brennungsdrücke unter den Zylindern nahe aneinander sind, und daß eine stabile Verbrennung in jedem Zylinder statt­ findet. Eine Abweichung des erfaßten Verbrennungsdruckwertes in den Zylindern wird oft als Ausgabeveränderung fehlerhaft erfaßt, wobei der Betrieb zum Erhöhen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses und der Betrieb zum Verzögern des Zündzeit­ punktes häufig angehalten werden, bevor die Verbrennungs­ grenze erreicht wird. Folglich kann die Einstellung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses oder des Zündzeitpunktes mittels einer Steuerung auf der Basis von Drucksensorwerten, die einer Mittelwertbildung unterzogen werden, fehlerbe­ haftet sein.

Die DE 24 49 836 C2 betrifft ein System zur Regelung des Be­ triebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in einem vorge­ gebenen Betriebsbereich. Bei diesem System wird die direkte Änderung der erfaßten Druckmeßwerte der Drucksensoren bei aufeinanderfolgenden Zyklen erfaßt. Dadurch ist es nicht möglich, die Änderung der Ausgabecharakteristika unter den Sensoren zu berücksichtigen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern zu schaffen, die in der Lage sind, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Zündzeitpunkt in der Nähe der Verbrennungsstabilitätsgrenze zu steuern, selbst wenn Verbrennungsdrucksensoren, die für jeweilige Zylinder vorgesehen sind, variierende Ausgabecharakteristika aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1 oder 2 und durch eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 5 oder 6 gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Verarbeitungseinrichtung von den einzelnen Druck­ sensoren in den Zylindern den momentanen Wert des Verbren­ nungsdruckes erhält, und diese Werte werden in der Verarbeitungseinrichtung über einen vorbestimmten Integrationsabschnitt integriert, wobei eine Änderungsrate des integrierten Wertes in jedem Zylinder als Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem Zylinder berechnet wird. Die Änderungsrate ist eine Verhältnisbildung der integrierten Drucksensorwerte zwischen zwei aufeinander folgenden Ver­ brennungszyklen.

Ob die Verbrennungsstabilitätsgrenze erreicht ist oder nicht, wird nicht basierend auf den Veränderungen im Ver­ brennungsdruck in den Zylindern beurteilt, sondern es wird stattdessen eine Veränderung des Verbrennungsdrucks für je­ den Zylinder gefunden, um die getrennte Zündzeitpunktsteue­ rung für jeden Zylinder auszuführen.

Der Verbrennungsdrucksensor kann ein Sensor von Beilagentyp sein, der als Beilagscheibe für die Zündkerze jedes Zylin­ ders angeordnet ist (vergl. Ansprüche 3 und 7).

In dem Fall der oben erwähnten Sensoren vom Beilagscheiben­ typ können die Sensorausgabewerte aufgrund von Variationen der Befestigungslast der Zündkerzen unter den Zylindern stark variieren. Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Änderungsrate des Verbrennungsdrucks für jeden Zylinder statt des Erfassens einer Änderung des Verbrennungsdrucks unter den Zylindern erfaßt. Daher beeinträchtigen Variationen des Absolutwerts der Sensorausgabe nicht die Erfassung einer Änderungsrate, derart, daß eine Änderung der Ausgabe des Motors nicht feh­ lerhaft aufgrund von Variationen der Sensorausgaben unter den Zylindern erfaßt wird.

Es wird ferner vorgezogen, daß der Verbrennungsdruck in je­ dem Zylinder, der von dem Verbrennungsdrucksensor erfaßt wird, über einen vorbestimmten Integrationsabschnitt inte­ griert wird, wobei eine Änderungsrate des integrierten Werts in jedem Zylinder als Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem Zylinder berechnet wird.

Die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks kann ferner basie­ rend auf dem Verbrennungsdruck bei einer vorbestimmten Kur­ belwinkelposition berechnet werden. Durch Integrieren des erfaßten Wertes des Verbrennungsdrucks, wie oben beschrie­ ben, ist es jedoch möglich, die Auswirkung von Rauschen zu unterdrücken und eine hohe Genauigkeit beim Berechnen der Änderungsrate beizubehalten.

Es wird ferner bevorzugt, daß der oben erwähnte vorbestimmte Integrationsabschnitt ein Bereich eines Kurbelwinkelbereichs von der Kompression TDC (TDC = Top Death Center = oberer Totpunkt) zu 100° ATDC (ATDC = After TDC = nach dem TDC) je­ des Zylinders ist (vergl. Ansprüche 4 und 8).

Da der Integrationsabschnitt auf einen praktischen Verbren­ nungsabschnitt begrenzt ist, ist es möglich, eine Änderung des Verbrennungsdrucks aufgrund von Variationen der Verbren­ nung mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detaillierter erörtert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Grundaufbau einer Steu­ ervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar­ stellt;

Fig. 2 ein Diagramm, das eine Systemzusammenstellung eines Motors gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Art und Weise einer Rück­ kopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis­ ses und des Zündzeitpunkts gemäß dem Ausführungs­ beispiel darstellt; und

Fig. 4 einen Graph, der Variationen der Erfassung des Ver­ brennungsdrucks darstellt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Grundaufbau einer Vor­ richtung zum Steuern eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

In Fig. 1 ist jeder Zylinder mit einem Verbrennungsdruck­ sensor A, einem Kraftstoffeinspritzventil B und einer Zünd­ kerze C versehen. Eine Ausgabe von dem Verbrennungsdruck­ sensor A, der in jedem Zylinder vorgesehen ist, wird zu ei­ ner Verarbeitungsseinrichtung D gesendet, in der eine Ände­ rungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem Zylinder bestimmt wird.

Die Änderungsrate in jedem Zylinder, die von der Verarbei­ tungsseinrichtung D bestimmt wird, wird zu einer Korrektur­ werteinstellungseinrichtung E ausgegeben, welche einen Kor­ rekturwert zum Korrigieren einer Einspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil für jeden der Zylinder und/oder einen Korrekturwert zum Korrigieren eines Zündzeitpunkts für die Zündkerzen einstellt, derart, daß eine Ände­ rungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem Zylinder einen Wert erreicht, der einer Verbrennungsstabilitätsgrenze ent­ spricht.

Der Korrekturwert, der von der Korrekturwerteinstellungs­ einrichtung E für jeden der Zylinder eingestellt ist, wird zu einer Korrektureinrichtung F ausgegeben, welche dann die Kraftstoffmenge und/oder den Zündzeitpunkt für jeden Zylin­ der korrigiert.

Die Steuervorrichtung und das Steuerverfahren mit dem oben erwähnten Grundaufbau werden nachfolgend mittels eines Aus­ führungsbeispiels bezugnehmend auf die Zeichnungen beschrie­ ben.

Bezugnehmend auf Fig. 2, die eine Systemzusammenstellung ge­ mäß einem Ausführungsbeispiel darstellt, saugt ein Motor 1 mit innerer Verbrennung Luft über einen Luftfilter 2, eine Ansaugrohrleitung 3 und einen Ansaugkrümmer 4 ein.

In der Ansaugrohrleitung 3 ist ein Drosselventil 5 vom Dros­ selklappentyp angeordnet, das mit einem nicht gezeigten Gas­ pedal verriegelt ist, wobei eine Ansaugluftmenge des Motors durch das Drosselventil 5 eingestellt wird.

In den Verzweigungsabschnitten des Ansaugkrümmers 4 ist ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 6 für jeden Zylinder vorgesehen. Eine Gasmischung mit einem vorbestimm­ ten Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird durch elektronisches Steuern einer Kraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffein­ spritzventil 6 eingespritzt wird, gebildet. Durch getrenntes Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 6, das für jeden Zy­ linder vorgesehen ist, ist es möglich, eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, welche sich jeweils von der der anderen Zy­ linder unterscheidet.

Die Gasmischung, die durch ein Ansaugventil 7 in den Zylin­ der angesaugt wird, wird von einem Funken entzündet, der von einer Zündkerze 8 erzeugt wird, die für jeden Zylinder vor­ gesehen wird, wobei ein Abgas über ein Abgasventil 9 ausge­ stoßen wird und zu einem Katalysator und zu einem Schall­ dämpfer geleitet wird, welche nicht gezeigt sind, und zwar durch einen Abgaskrümmer 10.

Eine Steuerungseinheit 11, welche die Kraftstoffeinspritz­ menge durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 und den Zünd­ zeitpunkt für die Zündkerze 8 steuert, umfaßt einen Mikro­ computer und empfängt ein Ansaugluftmengensignal Q von einem Luftflußmeter vom Heißdrahttyp, ein Drosselventil-Öffnungs­ gradsignal TVO (TVO = Throttle Valve Opening) von einem Drosselsensor 13, ein Kurbelwinkelsignal von einem Kurbel­ winkelsensor 14, ein Kühlwassertemperatursignal Tw von einem Wassertemperatursensor 15 und ein Zylinderdrucksignal P von einem Zylinderdrucksensor 16 (Verbrennungsdrucksensor) und dergleichen.

Das Luftflußmeter 12 vom Heißdrahttyp erfaßt die Ansaugluft­ menge des Motors 1 als eine Massenflußrate, und zwar basie­ rend auf einer Widerstandsänderung eines Temperaturerfas­ sungswiderstandes aufgrund der Ansaugluftmenge.

Der Drosselsensor 13 erfaßt den Öffnungsgrad TVO des Dros­ selventils 5 unter Verwendung eines Potentiometers.

Der Kurbelwinkelsensor 14 gibt ein Einheitenwinkelsignal für jede Kurbelwinkeleinheit und ein Referenzwinkelsignal für jede vorbestimmte Kolbenposition aus. Die Umdrehungsge­ schwindigkeit Ne des Motors wird durch Messen der Anzahl der Einheitenwinkelsignale, die innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erzeugt werden, oder durch Messen der Periode der Erzeugung des Referenzwinkelsignals berechnet.

Der Wassertemperatursensor 15 erfaßt die Kühlwassertempera­ tur Tw in dem Wassermantel des Motors 1 als eine Temperatur, die die Motortemperatur darstellt.

Der Zylinderdrucksensor 16 (der Verbrennungsdrucksensor) ist ein ringartiges piezoelektrisches Element (ein Beilagschei­ ben-Drucksensor), der als eine Beilagscheibe an der Zündker­ ze 8 angeordnet ist, wie es in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteroffenbarung (Kokai) Nr. 63-17432 offenbart ist, wobei derselbe den Verbrennungsdruck als einen Relativ­ druck bezüglich der Last zum Befestigen der Zündkerze er­ faßt. Der Zylinderdrucksensor 16 ist an jeder Zündkerze 8 angebracht, die an jedem Zylinder angebracht ist, um den Zy­ linderdruck P (den Verbrennungsdruck) in jedem Zylinder zu erfassen. Der Zylinderdrucksensor 16 kann statt des Typs, der als Beilagscheibe an der Zündkerze 8 angebracht ist, wie es oben beschrieben wurde, von dem Typ sein, bei dem die Sensoreinheit direkt in die Verbrennungskammer hinein ge­ richtet ist, um den Zylinderdruck als einen Absolutdruck zu erfassen.

Die Steuerungseinheit 11 bestimmt basierend auf den Motorbe­ triebsbedingungen, wie z. B. der Motorlast und der Umdre­ hungsgeschwindigkeit des Motors, einen Grundzündzeitpunkt (einen Grundzündvorverstellungswert), und steuert den Zünd­ zeitpunkt für die Zündkerzen 8.

Die Steuerungseinheit 11 steuert ferner die Kraftstoffein­ spritzmenge durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 auf eine nachfolgend beschriebene Art und Weise.

Eine Grundkraftstoffeinspritzmenge Tp (= K × Q/Ne : K ist eine Konstante), die dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, wird basierend auf der Ansaugluftmenge Q, die von dem Luftflußmeter 12 vom Heißdrahttyp erfaßt wird, und basierend auf der Drehlaufgeschwindigkeit Ne des Motors, die aus den von dem Kurbelwinkelsensor 14 erfaßten Signalen be­ rechnet wird, berechnet und abhängig von den Betriebsbedin­ gungen, wie z. B. der Kühlwassertemperatur Tw und derglei­ chen, korrigiert, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmen­ ge Ti zu erhalten. Ein Antriebspulssignal einer Pulsbreite, die der Kraftstoffeinspritzmenge Ti entspricht, wird bei ei­ nem vorbestimmten Zeitpunkt zu dem Kraftstoffeinspritzventil 6 ausgegeben. Der Kraftstoff, welcher auf einem vorbestimm­ ten Druck durch einen Druckregler, welcher nicht gezeigt ist, eingestellt wird, wird in das Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespeist, wobei der Kraftstoff in einer Menge, die pro­ portionial zu der Pulsbreite des Antriebspulssignals ist, injiziert wird, um eine Gasmischung mit einem vorbestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bilden.

Zusätzlich zum grundsätzlichen Steuern des Zündzeitpunkts und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (der Kraftstoffein­ spritzmenge) berechnet die Steuerungseinheit 11 eine Ände­ rung des Verbrennungsdrucks für jeden Zylinder basierend auf dem Druck in jedem Zylinder, der von dem Zylinderdrucksensor 16 erfaßt wird (Verarbeitungseinrichtung) und führt basie­ rend auf dem berechneten Ergebnis die Rückkopplungssteuerung durch, um den Zündzeitpunkt zu verzögern, und um das Luft- Kraftstoff-Verhältnis innerhalb eines Bereichs zu erhöhen, in dem eine Änderung des Verbrennungsdrucks eine Toleranz­ grenze nicht überschreitet (Korrekturwerteinstellungsein­ richtung, Korrektureinrichtung). Die Art und Weise eines derartigen Steuerungsbetriebs wird nachfolgend bezugnehmend auf ein Flußdiagramm von Fig. 3 detailliert beschrieben.

Das Flußdiagramm von Fig. 3 stellt ein Programm zum Steuern des Zündzeitpunkts und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für einen Zylinder Nr. 1 dar. Der Steuerungsbetrieb, der zu dem des Flußdiagramms von Fig. 3 ziemlich ähnlich ist, wird un­ abhängig für jeden anderen Zylinder ausgeführt, um den Zünd­ zeitpunkt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für jeden Zy­ linder getrennt zu steuern.

Zuerst wird in einem Schritt 1 in dem Flußdiagramm von Fig. 3 (als S1 bezeichnet) ein Erfassungssignal von dem Zylin­ derdrucksensor 16, der in dem Zylinder Nr. 1 vorgesehen ist, einer A/D-Wandlung unterzogen und gelesen, wonach der Zylin­ derdruck, der somit gelesen ist, über einen vorbestimmten Integrationsabschnitt integriert wird (z. B. von der Kompres­ sion TDC zu 100° ATDC), um einen integrierten Wert Pi (Nr. 1) zu erhalten.

In einem Schritt 2 wird ein Verhältnis ΔPi (Nr. 1) des letz­ ten Wertes zu dem vorherigen Wert des integrierten Wertes Pi (Nr. 1) als eine Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in dem Zylinder Nr. 1 berechnet (Verarbeitungseinrichtung).

In einem Schritt 3 wird die Änderungsrate des Verbrennungs­ drucks ΔPi (Nr. 1) in dem Zylinder Nr. 1 mit einem vorbe­ stimmten Wert verglichen, der vorher als Wert eingestellt wurde, der einer Verbrennungsstabilitätsgrenze entspricht.

Wenn die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks ΔPi (Nr. 1) größer als der vorbestimmte Wert ist, geht das Programm zu einem Schritt 4, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis er­ niedrigt und/oder der Zündzeitpunkt vorgeschoben wird, um wieder eine stabile Verbrennung zu erhalten.

Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird beispielsweise durch Erhöhen eines Multiplikationskorrekturterms in der Grund­ kraftstoffeinspritzmenge Tp um einen vorbestimmten Wert er­ höht (Korrekturwerteinstellungseinrichtung), um die Kraft­ stoffeinspritzmenge Ti zu erhöhen (Korrektureinrichtung).

Der Zündzeitpunkt wird beispielsweise durch Erhöhen eines Zusatzkorrekturterms in dem Grundzündzeitpunkt um einen vor­ bestimmten Wert erhöht (Korrekturwerteinstellungseinrich­ tung), um den Zündvorschubwert zu erhöhen (Korrektureinrich­ tung).

Wenn die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks ΔPi (Nr. 1) kleiner als der oben erwähnte vorbestimmte Wert ist, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht oder der Zündzeitpunkt verzögert werden, ohne die Verbrennungsstabilitätsgrenze zu überschreiten. Das Programm springt daher zu einem Schritt 5, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht und/oder der Zündzeitpunkt verzögert wird.

Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird beispielsweise durch Er­ niedrigen des Multiplikationskorrekturterms in der Grund­ kraftstoffeinspritzmenge Tp um einen vorbestimmten Wert er­ niedrigt (Korrekturwerteinstellungseinrichtung), um die Kraftstoffeinspritzmenge Ti zu erniedrigen (Korrekturein­ richtung).

Der Zündzeitpunkt wird beispielsweise durch Erniedrigen des Zusatzkorrekturterms für den Grundzündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert erniedrigt (Korrekturwerteinstellungs­ einrichtung), um den Zündvorschubwert zu erniedrigen (Kor­ rektureinrichtung).

Wenn die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks ΔPi (Nr. 1) mit dem vorbestimmten Wert nahezu übereinstimmt, und wenn davon ausgegangen wird, daß der Zündzeitpunkt oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart gesteuert wurden, daß sie in der Nähe der Verbrennungsstabilitätsgrenze sind, springt das Programm zu einem Schritt 6, ohne das Luft-Kraftstoff- Verhältnis oder den Zündzeitpunkt zu korrigieren.

In dem Schritt 6 werden der Korrekturterm in dem Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis (die Kraftstoffeinspritzmenge) und/oder in dem Zündzeitpunkt, der basierend auf dem Vergleich der Än­ derungsrate des Verbrennungsdrucks ΔPi (Nr. 1) mit dem vor­ bestimmten Wert berechnet wurde, als Daten gespeichert, die dem Zylinder Nr. 1 entsprechen, und zwar abhängig von den Betriebsbedingungen, während die Einspritzmenge und der Zündzeitpunkt basierend auf diesen gespeicherten Werten praktisch korrigiert werden.

Aufgrund des oben erwähnten Steuerungsbetriebs werden der Zündzeitpunkt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Zylinder Nr. 1 genau gesteuert, um in der Nähe der Ver­ brennungsstabilitätsgrenze zu sein.

Der Zylinderdrucksensor 16 ist ein Beilagscheibensensor, der zusammen mit der Zündkerze 8 befestigt ist, wobei Variatio­ nen des Drehmoments zum Befestigen der Zündkerzen die Sen­ sorausgabe beeinträchtigen (siehe Fig. 4). Mit der Ände­ rungsrate des integrierten Wertes Pi, der für jeden der Zy­ linder wie oben beschrieben berechnet wird, beeinflußt je­ doch eine Verschiebung des Absolutwerts der Sensorausgabe nicht die Berechnung der Änderungsrate. Daher wird eine Ver­ änderung des Verbrennungsdrucks in dem Zylinder Nr. 1 genau erfaßt, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis maximal erhöht werden kann, und der Zündzeitpunkt maximal verzögert werden kann.

Der gleiche Steuerbetrieb wird auch für die anderen Zylinder ausgeführt. Daher werden das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Zündzeitpunkt genau gesteuert, um in der Nähe der Ver­ brennungsstabilitätsgrenze für jeden Zylinder zu liegen.

Es ist ebenfalls möglich, den Zylinderdruck (den Verbren­ nungsdruck) anstatt der Verwendung des integrierten Wertes Pi bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition zu erfassen. Die Verwendung des integrierten Wertes Pi macht es jedoch möglich, den Verbrennungsdruck zu erfassen, der durch Rau­ schen wenig beeinträchtigt ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbren­ nung durch Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge (Tp) durch ein Kraftstoffeinspritzventil (B, 7), das für jeden der Zylinder vorgesehen ist, basierend auf dem Erfassungsergebnis von einem Verbrennungsdrucksen­ sor (A, 16), der für jeden der Zylinder des Motors (1) vorgesehen ist, wobei eine Änderungsrate des Verbren­ nungsdrucks in jedem der Zylinder basierend auf dem Verbrennungsdruck in jedem der Zylinder, der von dem Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird, berechnet wird, und wobei die Kraftstoffeinspritzmengen (Tp) durch die Kraftstoffeinspritzventile (B, 7) für die Zylinder getrennt korrigiert werden, derart, daß sich die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder an einen Wert annähert, der einer Verbren­ nungsstabilitätsgrenze entspricht.

2. Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbren­ nung durch Korrigieren eines Zündzeitpunkts für eine Zündkerze (C, 8), die für jeden Zylinder vorgesehen ist, basierend auf dem Ergebnis einer Erfassung durch einen Verbrennungsdrucksensor (A, 16), der für jeden der Zylinder des Motors (1) vorgesehen ist, wobei eine Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zy­ linder basierend auf dem Verbrennungsdruck in jedem der Zylinder, der durch den Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird, berechnet wird, und wobei die Zündzeit­ punkte für die Zündkerzen (C, 8) in jedem der Zylinder getrennt korrigiert werden, derart, daß sich die Ände­ rungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder an einen Wert annähert, der einer Verbrennungsstabili­ tätsgrenze entspricht.

3. Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbren­ nung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Verbrennungsdrucksensor (A, 16) ein Beilag­ scheibenssensor ist, der als eine Beilagscheibe an der Zündkerze (C, 8) jedes Zylinders angebracht ist.

4. Verfahren zum Steuern eines Motors mit innerer Verbren­ nung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der vorbestimmte Integrationsabschnitt ein Kur­ belwinkelbereich von der Kompression TDC zu 100° ATDC jedes Zylinders ist.

5. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung mit einem Kraftstoffeinspritzventil (B, 7) und einem Verbrennungsdrucksensor (A, 16) für jeden Zy­ linder des Motors (1) und zum Korrigieren einer Kraft­ stoffeinspritzmenge (Ti) durch das Kraftstoffeinspritz­ ventil (B, 7) basierend auf dem Verbrennungsdruck, der von dem Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird, wobei die Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung folgende Merkmale aufweist:
eine Verarbeitungseinrichtung (D, 11) zum Bestimmen ei­ ner Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder basierend auf dem Verbrennungsdruck in jedem der Zylinder, der durch den Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird,
wobei die Verarbeitungseinrichtung (D, 11) den Verbren­ nungsdruck über einen vorbestimmten Integrationsab­ schnitt integriert, und die Änderungsrate des inte­ grierten Werts (Pi) jedes der Zylinder als Änderungsra­ te des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder berech­ net;
eine Korrekturwerteinstellungseinrichtung (E, 11) zum Einstellen eines Korrekturwerts zum Korrigieren der Kraftstoffenspritzmenge durch das Kraftstoffeinspritz­ ventil (B, 7) für jeden der Zylinder, derart, daß sich die Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder, die durch die Verarbeitungseinrichtung (D, 11) berechnet wird, einem Wert annähert, der einer Ver­ brennungsstabilitätsgrenze entspricht; und
eine Korrektureinrichtung (F, 11) zum getrennten Kor­ rigieren der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) durch die Kraftstoffeinspritzventile (B, 7) basierend auf den Korrekturwerten für die Zylinder, die von der Korrek­ turwerteinstellungseinrichtung (E, 11) eingestellt werden.

6. Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung mit einer Zündkerze (8, C) und einem Ver­ brennungsdrucksensor (A, 16) für jeden Zylinder des Motors (1) und zum Korrigieren eines Zündzeitpunktes für die Zündkerze (8, C) basierend auf dem Verbren­ nungsdruck, der von dem Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird, wobei die Vorrichtung zum Steuern eines Motors (1) mit innerer Verbrennung folgende Merkmale aufweist:
eine Verarbeitungseinrichtung (D, 11) zum Bestimmen ei­ ner Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in jedem der Zylinder basierend auf dem Verbrennungsdruck in jedem der Zylinder, der durch den Verbrennungsdrucksensor (A, 16) erfaßt wird,
wobei der Verbrennungsdruck über einen vorbestimmten Integrationsabschnitt integriert wird, und die Ände­ rungsrate des integrierten Werts (Pi) für jeden der Zy­ linder als Änderungsrate des Verbrennungsdrucks in je­ dem der Zylinder berechnet wird;
eine Korrekturwerteinstellungseinrichtung (E, 11) zum Einstellen eines Korrekturwerts zum Korrigieren des Zündzeitpunkts für die Zündkerze (8, C) für jeden der Zylinder, derart, daß sich die Änderungsrate des Ver­ brennungsdrucks in jedem der Zylinder, die durch die Verarbeitungseinrichtung (D, 11) berechnet wird, einem Wert annähert, der einer Verbrennungsstabilitätsgrenze entspricht; und
eine Korrektureinrichtung (F, 11) zum getrennten Kor­ rigieren der Zündzeitpunkte für die Zündkerzen (C, 8) basierend auf den Korrekturwerten für die Zylinder, die von der Korrekturwerteinstellungseinrichtung (E, 11) eingestellt werden.

7. Vorrichtung zum Steuern eines Motors mit innerer Ver­ brennung (11) gemäß Anspruch 5 oder 6, bei dem der Verbrennungsdrucksensor (A, 16) ein Bei­ lagscheibensensor ist, der als Beilagscheibe an der Zündkerze (8, C) für jeden der Zylinder angebracht ist.

8. Vorrichtung zum Steuern eines Motors mit innerer Ver­ brennung gemäß Anspruch 5 oder 6, bei dem der vorbestimmte Integrationsabschnitt ein Kur­ belwinkelbereich von der Kompression TCD zu 100° ATDC für jeden der Zylinder ist.