DE19937096A1 - Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp - Google Patents

Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp

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Abstract

Ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylinderspritztyp, enthält eine Vorrichtung (13) zum Einspritzen von Kraftstoff in direkter Weise in den Zylinder, eine Zündvorrichtung (8, 9, 10, 11), eine Vorrichtung (7) zum Regulieren einer Einlaßluftmenge (Qa), eine Steuervorrichtung (12a), mit einer Vorrichtung (41) zum Bestimmen eines Verbrennungsmodus (M) des Motors, einer Vorrichtung (47, 50) zum Einstellen eines gewünschten Luft/Kraftstoffverhältnisses (A/F(n)), einer Vorrichtung (51) zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge (Jo), und einer Vorrichtung (52) zum arithmetischen Bestimmen der Steuerparameter für die Kraftstoffeinspritzventile (13) und die Zündvorrichtung (8 bis 11) in Übereinstimmung mit dem validierten Verbrennungsmodus (M). Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt lassen sich genau auf Werte einstellen, die optimal für den momentan validierten Verbrennungsmodus sind, selbst bei Übergangsbetriebsphasen des Motors unabhängig von einer Schwankung der mechanischen Struktur des Einlaßsystems.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steuer- bzw. Regelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp (als Motor vom Typ mit direkter Kraftstoffeinspritzung bekannt), bei dem Kraftstoff direkt im Motorzylinder eingespritzt wird, um hierin einer Verbrennung durch Funkenzündung unterzogen zu werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp, das in der Lage ist, eine signifikante Reduzierung von in dem Abgas des Motors enthaltenen schädlichen Komponenten mit hohem Wirkungsgrad zu gewährleisten, während eine verbesserte Verbrennungsfunktion oder Antriebsfähigkeit des Motors realisiert ist.
Allgemein läßt sich mit Hilfe des Verbrennungsmotors vom Funkenzündungstyp, bei dem Kraftstoff in einem Ansaug- bzw. Einlaßkrümmer zum Beaufschlagen der Motorzylinder mit einer einheitlichen Gasmischung eingespritzt wird, eine relativ hohe Ausgangsleistung oder ein relativ hohes Ausgangsdrehmoment erzeugen. Jedoch besteht bei dem Verbrennungsmotor (hiernach einfacher als Motor bezeichnet) dieses Typs ein Problem dahingehend, daß sich ein Ausgangsdrehmoment hiervon recht spürbar in Übereinstimmung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (hiernach auch einfach als A/F-Verhältnis bezeichnet) ändert, wodurch demnach eine Schwierigkeit beim Durchführen der Regelung des durch den Motor erzeugten Ausgangsdrehmoments entsteht.
Bei dem üblichen, bisher bekannten Motor vom Typ mit Einlaßkrümmereinspritzung (Motor vom Typ mit indirekter Kraftstoffeinspritzung) kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im wesentlichen konstant bleiben, wodurch sich die Beziehung zwischen einem Öffnungsumfang einer Drosselklappe und dem Ausgangsdrehmoment des Motors im wesentlichen definiert bestimmen läßt. Aus diesem Grund sind die Verbrennungsparameter wie der Zündzeitpunkt und andere Größen definitiv bestimmt oder festgelegt, in Übereinstimmung mit der Einlaßluftströmungsrate (hier im folgenden auch als Einlaßluftmenge bezeichnet).
Im Gegensatz hierzu ändert sich im Fall des Verbrennungsmotors vom Zylindereinspritztyp des Ausgangsdrehmoments des Motors in Übereinstimmung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis selbst für den gleichen Öffnungsgrad der Drosselklappe. Demnach entsteht die Anforderung zum Festlegen der Verbrennungsparameter wie dem Zündzeitpunkt und dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in anderen Größen auf optimale Werte in Übereinstimmung mit der Motorlast, dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und anderen Größen durch geeignetes Steuern des Drosselklappen-Öffnungsumfangs und des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.
Für ein besseres Verständnis des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips wird nachfolgend der technische Hintergrund hiervon in einem gewissen detaillierten Umfang beschrieben. Die Fig. 23 zeigt ein schematisches Diagramm zum allgemeinen Darstellen einer Anordnung eines üblichen Regelsystems für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp, der bisher bekannt ist. Wie in Fig. 23 gezeigt, ist ein Motor 1, der einen Hauptteil des Verbrennungsmotorsystems bildet, mit einer Einlaßleitung 1a versehen, und zwar zum Einführen der Einlaßluft zu dem Motor 1, und ferner einer Auslaßleitung 1b zum Ableiten des sich aufgrund der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches ergebenden Abgases.
Ein Luftströmungssensor 2 zum Detektieren einer Strömungsrate oder -menge Qa der dem Motor 1 zugeführten Einlaßluftströmung, wie anhand eines Pfeils bezeichnet, ist an einer stromaufwärtigen Stelle der Einlaßleitung 1a installiert. Ferner ist in der Einlaßleitung 1a eine Drosselklappe 3 installiert, und zwar zum Regulieren oder Angleichen der Einlaßluftströmungsrate oder Menge Qa, und ein Drosselklappenpositionssensor 4 zum Detektieren eines Öffnungsumfangs θ der Drosselklappe 3 ist in Zuordnung zu der Drosselklappe 3 vorgesehen.
Bei einer stromabwärtigen Stelle der Einlaßleitung 1a, d. h. bei einer unmittelbar dem Motor 1 vorangehenden Stelle, ist ein Druckausgleichsbehälter 5 installiert. Andererseits ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 6, der durch einen 02- Sensor vom linearen Typ gebildet sein kann, in der Abgasleitung 1b vorgesehen, damit er zum Detektieren eines tatsächlichen Luft/Kraftstoff-(A/F)-Verhältnis F dient, das in der Abgasleitung 1b vorliegt. Am Rande sei bemerkt, daß sich dieses Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einem Bereich von beispielsweise 10 bis 50 ändern kann.
Ein Drosselklappenstellglied, das als Einlaßluftmenge- Reguliervorrichtung 5 zum Angleichen oder Regulieren des Drosselklappen-Öffnungsumfangs θ dient, ist in Zuordnung zu der Drosselklappe 3 vorgesehen. Das Drosselklappenstellglied 7 kann beispielsweise aus einem Schrittmotor bestehen, um in drehender Weise die Drosselklappe 3 zu betreiben, um hierdurch die Rate oder Menge Qa der über die Einlaßleitung 1a fließenden Einlaßluft zu regulieren.
In jedem der Zylinder des Motors 1 ist eine Zündkerze 8 installiert, bei der eine elektrische Funkenentladung zum Zünden der Luft/Kraftstoff-Mischung in der Verbrennungskammer des Zylinders stattfindet. Hierfür ist ein Verteiler 5 zum Zuführen einer Hochspannung in verteilender Weise zu den einzelnen Zündkerzen 8 synchron zu einem Zündzeitpunkt oder zu einer Zündzeitpunktsynchronisierung vorgesehen.
Eine Zündspule 10 ist in der Form eines Transformators bzw. Wandlers mit primären und sekundären Wicklungen realisiert. Wird Hochspannung zum Zünden der parallel zu der Sekundärwicklung der Zündspule 10 erzeugt, und zwar bei jeder Unterbrechung des über die Primärwicklung fließenden Primärstroms. Die Hochspannung wird anschließend dem Verteiler 9 zugeführt. In Zuordnung zu der Zündspule 10 ist eine Zündvorrichtung 11 vorgesehen, die durch einen Leistungstransistor zum Unterbrechen des über die Primärwicklung der Zündspule 10 fließenden Stroms gebildet ist, in Übereinstimmung mit dem Zündzeitpunkt für die einzelnen Motorzylinder.
Die Zündkerze 8, der Verteiler 9, die Zündspule 10 und die Zündvorrichtung 11 wirken zum Bilden eines Zündsystems zum Zünden der Luft/Kraftstoff-Mischung in den einzelnen Zylindern des Motors 1 zusammen.
Eine ECU-Einheit (Engl.: Electronic Control Unit) 12, die die Steuerung des Motorsystems insgesamt übernimmt, enthält einen Mikrocomputer zum arithmetischen Bestimmen der Steuer- bzw. Regelparameter der einzelnen Stellglieder, die für die Zündsteuerung des Motors 1 eingesetzt werden, und zwar auf der Grundlage von durch zahlreiche Sensoren detektierte Information (d. h., von Information im Hinblick auf den Betriebszustand des Motors 1), um hierdurch Treibersignale zum Anzeigen der Steuerparameter an die relevanten Stellglieder abzugeben.
Als Steuerparametersignale sind ein Einlaßluft- Strömungssteuersignal A für das Drosselklappenstellglied 7 zu nennen, sowie ein Zündsignal G für die Zündvorrichtung 11 (Zündsystem), ein Kraftstoffeinspritzsignal J für das Kraftstoffeinspritzventil (d. h., den Injektor bzw. Einspritzer) 13, ein EGR-Steuersignal (Engl.: Exhaust Gas Recirculation, Abgasrückführung) E für ein EGR-Regulierventil bzw. Abgasrückführ-Regulierventil 17, und ein Wirbelsteuersignal B für das Wirbelventilstellglied (die Wirbelraten-Reguliervorrichtung) 19, unter anderen Signalen.
Der Kraftstoffeinspritzer 13 ist intern in jedem Zylinder des Motors 1 montiert, damit der Kraftstoff direkt in die in dem Zylinder definierte Verbrennungskammer eingespritzt wird. Ein Kurbelwinkelsensor 14 zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals CA ist in Zuordnung zu einer Kurbelwelle installiert, die durch den Motor 1 gemäß seiner Drehbewegung angetrieben wird.
Zum Detektieren einer Eindrücktiefe α eines Beschleunigungssignals, das durch den Betreiber oder Fahrer eines Motorfahrzeugs oder dergleichen betätigt wird, das mit dem nun betrachteten Motorsystem ausgestattet ist, ist ein Beschleunigungspedal-Hubsensor 15 in Zuordnung zu dem Beschleunigungspedal (nicht gezeigt) vorgesehen.
Das Kurbelwinkelsignal CA und das Beschleunigungspedal- Eindrückhubsignal α werden bei der ECU-Einheit 12 ähnlich zu den anderen Sensorsignalen eingegeben.
Als zusätzliche Sensoren sind ein Einlaßdrucksensor zum Detektieren des Einlaßluftdrucks in der Einlaßleitung des Motors 1 vorgesehen, sowie ein Einlaßluft-Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur der Einlaßluft und ein Kühlwasser-Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Kühlwassers des Motors, neben anderen Größen, obgleich sie nicht in der Figur gezeigt sind. Im übrigen sei bemerkt, daß der Einlaßdrucksensor auch als Sensor für den Luftdruck dann ient, wenn der Motor 1 gestoppt ist.
Zusätzlich ist ein ISC-Stellglied zum Steuern des Öffnungsumfangs eines ISC-(Idle Speed Control, Leerlaufregelung)-Ventils in Zuordnung zu einer Bypasspassage der Einlaßleitung 1a als anderes Stellglied (nicht gezeigt) für die Verbrennungssteuerung des Motors 1 vorgesehen.
Der Kurbelwinkelsensor 18 gibt ein Pulssignal in Zuordnung zu der Motordrehzahl (Motorgeschwindigkeit (U/min. rpm)) als Kurbelwinkelsignal CA so aus, daß er lediglich als ein Umdrehungssensor (Motorgeschwindigkeitssensor) dient, wie aus dem Stand der Technik gut bekannt. Ferner enthält das Kurbelwinkelsignal CA Pulse mit Flanken in Zuordnung jeweils zu Referenzkurbelwinkeln der mehreren Zylinder des Motors derart, daß jeder der Referenzkurbelwinkel für die arithmetische Bestimmung des Steuerzeitablaufs bzw. der Steuersynchronisierung des Motors 1 eingesetzt wird.
Eine Abgas-Rückführpassage (hiernach als EGR-Passage, Exhaust Gas Recirculation bezeichnet) 16 ist zwischen der Abgasleitung 1b und dem Druckausgleichsbehälter 5 vorgesehen, für die Rückführung eines Teils des Abgases in die Einlaßleitung 1a derart, daß ein EGR-Regulierventil 17 vom Typ mit Antrieb durch Schrittmotor (eine EGR- Reguliervorrichtung) in Zuordnung zu der EGR-Passage 16 vorgesehen ist, und zwar zum Regulieren der Menge oder des Umfangs des zu der Einlaßleitung rückgeführten Abgases. Auf diese Menge wird hiernach auch als EGR-Menge Bezug genommen.
Ferner ist stromabwärts zu dem Druckausgleichbehälter 5 ein Einlaßanschluß angeordnet, der in zwei Abschnitte für jeden der Motorzylinder unterteilt ist, derart, daß ein Wirbelsteuerventil 18 bei einem der Einlaßanschlußabschnitte zum Steuern der Erzeugung von Wirbeln für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Motorzylinder versehen ist.
Insbesondere wird das Wirbelsteuerventil 18 durch ein Stellglied vom Typ mit Schrittmotor 19 betrieben, das im Hinblick auf die Winkelposition, d. h., den Öffnungsgrad, so zu regulieren ist, daß sich die Verwirbelungsrate in dem Motorzylinder steuern läßt.
Das Verwirbelungssteuerventil 18 und das Stellglied 19 wirken zum Bilden der Verwirbelungsrate-Reguliervorrichtung zum Regulieren der Verwirbelungsrate in dem Zylinder zusammen.
Eine fahrzeugeigene bzw. bordinterne Batterie 20 führt elektrische Energie zu der ECU-Einheit 12 über einen Zündschalter 21 zu.
Die Fig. 24 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen einer beispielhaften Konfiguration der ECU-Einheit 12, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 23 erwähnt wurde. Wie in Fig. 24 gezeigt, enthält die ECU-Einheit 12 einen Mikrocomputer 100, eine erste Eingangsschnittstellenschaltung 101, eine zweite Eingangsschnittstellenschaltung 102, eine Ausgangsschnittstellenschaltung 104 und eine Energieversorgungsschaltung 105.
Die erste Eingangsschnittstellenschaltung 101 formt das Kurbelwinkelsignal CA, um hierdurch eine Interruptsignal zu erzeugen, das anschließend bei dem Mikrocomputer 101 eingegeben wird.
Andererseits ist die zweite Eingangschnittstellenschaltung 102 so entworfen, daß sie die anderen Sensorsignale als Eingangssignale des Mikrocomputers 100 holt bzw. erfaßt (beispielsweise Signale zum Anzeigen der Einlaßluftmenge Qa, des Drosselklappen-Öffnungsumfangs A, eines Luft/Kraftstoff- Verhältnisses F, des Beschleunigungspedal-Eindruckhubs α, und so weiter).
Die Ausgangsschnittstellenschaltung 104 ist zum Verstärken der zahlreichen Stellgliedertreibersignale entworfen (beispielsweise dem Einlaßluftströmungs-Steuersignal A, dem Zündsignal G, dem Kraftstoffeinspritzsignal J, usw.), damit die verstärkten Signale jeweils an das Drosselklappenstellglied 7, die Zündeinrichtung 11, den Kraftstoffeinspritzer 13, usw. ausgegeben werden.
Der Mikrocomputer 100 besteht aus einer CPU-Einheit (zentrale Verarbeitungseinheit) 200, einem Zähler 201, einem Zeitgeber 202, einem A/D-(Analog zu Digital)-Umsetzer 203, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (auf den hiernach verkürzt als RAM-Speicher Bezug genommen wird) 205, einem Nurlesespeicher (auf den hiernach verkürzt als ROM-Speicher Bezug genommen wird) 206, einen Ausgangsanschluß 207 und einen gemeinsamen Bus 208.
Die CPU-Einheit 200 dient zum arithmetischen Bestimmen der Steuergrößen für das Drosselklappenstellglied 7 und den Kraftstoffeinspritzer 13 in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebszustand (beispielsweise dem Gaspedal-Eindrückhub α und dem Kurbelwinkelsignal CA) in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Programm.
Der freilaufende Zähler 201 ist zum Messen einer Drehperiode des Motors 1 auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals CA entworfen, wohingehend der Zeitgeber 202 zum Messen oder Bestimmen zahlreicher Steuerzeitpunkte oder Steuerzeitabläufe und Zeitdauern oder Perioden eingesetzt wird.
Der A/D-Umsetzer 203 führt ein Umsetzen der analogen Eingangssignale von den zahlreichen Sensoren in digitale Signale durch, die anschließend bei der CPU-Einheit 200 eingegeben werden.
Der RAM-Speicher 205 wird als Arbeitsspeicher für die CPU- Einheit 200 eingesetzt, wohingehend der ROM-Speicher 206 zum Speichern zahlreicher Betriebsprogramme hierin eingesetzt wird, die durch die CPU-Einheit 200 auszuführen sind.
Zahlreiche Steuersignale (beispielsweise das Kraftstoffeinspritzsignal J, das Zündsignal G, usw.) werden durch den Ausgangsanschluß 207 ausgegeben. Die zuvor erwähnten einzelnen Komponenten 201, 202, 203, 205, 206 und 207, die in dem Mikrocomputer 100 enthalten sind, werden mit der CPU-Einheit 200 über den gemeinsamen Bus 208 verbunden.
Nun wird die Beschreibung auf den Betrieb des üblichen Steuersystems für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp mit der oben unter Bezug auf die Fig. 23 und 24 beschriebene Struktur gerichtet.
Im Verlauf des Steuerns des Betriebs des Motors 1 werden die Signale zum Anzeigen des Motorbetriebszustands (d. h., die Sensorsignale) bei der ECU-Einheit 12, ausgehend von den zahlreichen Arten der zuvor erwähnten Sensoren eingegeben.
Wird das Kurbelwinkelsignal CA bei der ECU-Einheit 12A eingegeben, so wird das Interruptsignal durch die erste Eingabeschnittstellenschaltung 101 im Ansprechen auf eine Pulsflanke des Kurbelwinkelsignals CA abgegeben.
In Ansprechen auf das Interruptsignal liest die CPU-Einheit 200 den Inhalt oder den Wert des Zählers 201 aus, um hierdurch arithmetisch die Umdrehungsperiode des Motors 1 auf der Grundlage der Differenz zwischen einem momentanen Zählerwert und einem vorangehenden zu bestimmen, derart, daß die bestimmte Umdrehungsperiode anschließend in dem RAM- Speicher 205 gespeichert wird. Ferner bestimmt die CPU- Einheit 200 arithmetisch die Motorumdrehungszahl oder Motordrehzahl Ne (U/min. Engl.: rpm) auf der Grundlage der Umdrehungsperiode in der gemessenen Zeit oder Periode in Zuordnung zu einem vorgegebenen Kurbelwinkel, die sich anhand des Kurbelwinkelsignals CA ableiten läßt.
Andererseits werden über die zweite Eingabeschnittstellenschaltung 102 die analogen Fenstersignale abgerufen, beispielsweise das Signal zum Anzeigen des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und andere Signale, um zu der CPU-Einheit 200 zugeführt zu werden, nachdem sie in zugeordnete digitale Signale durch den A/D- Umsetzer 203 umgesetzt sind.
Eine Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung, die durch die CPU-Einheit 200 realisiert ist, bestimmt arithmetisch zahlreiche Steuerparameter auf der Grundlage der Sensorinformation zum Anzeigen der Motorbetriebszustände, um hierdurch Treibersignale in Zuordnung zu den Steuerparametern an die relevanten Stellglieder abzugeben, die zuvor erwähnt sind, mittels dem Ausgangsanschluß 207 und der Ausgangsschnittstellenschaltung 104.
Beispielhaft bestimmt die in der ECU-Einheit 12 enthaltene CPU-Einheit 200 arithmetisch einen gewünschten Öffnungsumfang der Drosselklappe (der hiernach als gewünschter Drosselklappen-Öffnungsumfang bezeichnet wird), und zwar auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α, damit das Einlaßluftströmungs-Steuersignal A gemäß dem gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang ausgegeben wird. In Ansprechen auf dieses Signal A wird das Drosselklappen-Stellglied 7 so getrieben, daß der durch den Drosselklappen-Positionssensor 4 detektierte Drosselklappen-Öffnungsumfang mit dem oben erwähnten, gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang übereinstimmt.
Ferner bestimmt die CPU-Einheit 200 arithmetisch eine gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge für die Ausgabe des Kraftstoff-Einspritzsignals J gemäß der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge. In Ansprechen hierauf wird der Kraftstoffeinspritzer 13 während einer Pulsdauer oder Breite betätigt, die ermöglicht, daß die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge (die durch die Dauer der Betätigung des Kraftstoffeinspritzers 13 bestimmt ist) mit der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge übereinstimmt, sowie mit einem vorgegebenen Zeitablauf auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals CA, für das direkte Einspritzen des Kraftstoffs in den zugeordneten Zylinder des Motors 1.
Übrigens bestimmt die CPU-Einheit 200 arithmetisch einen gewünschten Zündzeitpunkt, und zwar für die Ausgabe des Zündsignals G zum Anzeigen des gewünschten Zündzeitpunkts, um hierdurch die Zündeinheit 11 bei einem vorgegebenen Zeitpunkt synchron zu dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bzw. der Kraftstoffeinspritzsynchronisierung zu treiben.
Demnach wird der Primärstrom in der Zündspule 10 synchron zu dem Zündsignal G unterbrochen, wodurch die in der Sekundärwicklung der Zündspule 10 induzierte Hochspannung an der Zündkerze 8 über den Verteiler 9 anliegt. Demnach tritt eine elektrische Entladung bei der Zündkerze 8 gemäß einem vorgegebenen Zündzeitpunkt zum Erzeugen des Funkens für das Zünden vor.
Hierdurch läßt sich ein optimaler Betrieb des Motors 1 realisieren, indem die vorgegebene Menge oder Quantität von Kraftstoff in jedem Zylinder des Motors 1 eingespritzt wird und indem die Gasmischung mit dem Kraftstoff in eingespritzter Form zum vorgegebenen Zündzeitpunkt gezündet wird.
Allgemein ist die CPU-Einheit 200 so entworfen, daß sie arithmetisch einen gewünschten mittleren wirksamen Druck bestimmt, der proportional zu dem Drehmoment ist, um hierdurch die Parameter zum Verbrennen oder die Verbrennungsparameter festzulegen, beispielsweise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (Kraftstoffeinspritz-Abschlußzeitpunkt) und den Zündzeitpunkt. Für weitere Einzelheiten in diesem Zusammenhang erfolgt ein Bezug auf die nicht geprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 312433/1996 (JP-A-8-312433).
In anderen Worten ausgedrückt, werden die Steuerparameter arithmetisch auf der Grundlage des gewünschten mittleren wirksamen Drucks bestimmt, der als die angenommene Motorlastinformation abgeleitet wird. In diesem Zusammenhang wird jedoch darauf hingewiesen, daß eine Zeitverzögerung unvermeidbarerweise im Zusammenhang mit der zuvor erwähnten arithmetischen Bestimmung des gewünschten mittleren wirksamen Drucks auftritt. In diesem Fall stimmt die angenommene Motorlast nicht mit der tatsächlichen Motorlast überein. Demnach tritt ein Fehler bei der Motorsteuerung auf, was wiederum zu der Möglichkeit einer Verschlechterung des Kraftstoffkostenleistungsumfangs und einer Erhöhung schädlicher Komponenten in dem Motorabgas führt.
Insbesondere während der Transienten-Übergangsphase des Motors, beispielsweise dem Beschleunigungs- oder Bremsbetrieb, weicht die tatsächliche Menge Qa der in den Zylinder geladenen Einlaßluft von der durch den Beschleunigungspedal-Eintrittshub α angewiesenen Einlaßluftmenge ab, aufgrund einer Verzögerung im Zusammenhang mit dem Betrieb der Drosselklappe 3, die elektronisch durch das Drosselklappenstellglied 7 gesteuert wird, und/oder einer Verzögerung im Zusammenhang mit dem Erhöhen oder Verringern der Strömungsrate der in die Einlaßleitung 1a geladenen Luft, wodurch die Steuerparameter für die oben erwähnte Verbrennung von den optimalen Werten abweichen, wodurch ein Problem dahingehend entsteht, daß die Abgasqualität und der Kraftstoffkosten-Leistungsumfang der Motor sich zu einer schlechteren Seite hin ändern.
Übrigens kann aufgrund der herstellungsbedingten Abweichung oder Verhinderung der mechanischen Struktur des Einlaßsystems (einschließlich der Eingangsleitung 1a) des Motors 1 die Einlaßluftmenge selbst bei dem stetigen oder Reisebetrieb hiervon variieren. Demnach können die Steuerparameter für die oben erwähnte Verbrennung von den optimalen Werten abweichen, sofern nicht der Fall vorliegt, gemäß dem die tatsächliche Einlaßluftmenge mit derjenigen übereinstimmt, die durch das Beschleunigungspedal-Eindrückhubsignal α angewiesen ist.
Ferner wird im Fall des üblichen Systems, das in der oben erwähnten Patentanmeldungsveröffentlichung (JP-A-8-312433) offenbart ist, der Verbrennungsmodus des Motors 1 auf der Grundlage der Motordrehzahl oder Motorgeschwindigkeit (U/min) und dem gewünschten mittleren wirksamen Druck bestimmt, woraufhin die Steuerparameter in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verbrennungsmodus arithmetisch bestimmt werden.
Insbesondere sind als die Verbrennungsmodi, die wechselseitig in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors geändert werden, ein geschichteter, magerer Verbrennungsmodus zum Realisieren einer mageren Verbrennung (mageren Zündung) zu erwähnen, durch Erzeugen einer geschichteten Gasmischung durch Einspritzen des Kraftstoffs während des Verbrennungshubs des Motors, sowie ein einheitlicher magerer Verbrennungsmodus zum Realisieren einer mageren Verbrennung durch Erzeugen einer einheitlichen Gasmischung durch Einspritzung des Kraftstoffs während dem Ansaughub, ein stöchiometrischer Verbrennungsmodus, der durch Durchführen einer stöchiometrischen Gegenkopplung durchgeführt wird, und ein Modus mit geöffneter Schleife, bei dem der Motor mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner als dem stöchiometrischen Kraftstoffverhältnis betrieben wird.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß aufgrund der Verzögerung im Zusammenhang mit der arithmetischen Bestimmung des gewünschten mittleren wirksamen Drucks eine Abweichung der Steuerung von dem Optimum manchmal bei dem oben erwähnten Verbrennungsmodi auftreten kann.
Insbesondere bei dem mageren Verbrennungsmodus (oder dem mageren Zündungsmodus) wird der Betrieb des Motors dann instabil, wenn der Motor 1 in dem kalten Zustand vorliegt, bei dem Temperatur des Kühlwassers niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, oder wenn die Temperatur der Einlaßluft extrem niedrig ist, wie es beim Fahren des Motorfahrzeugs in einem kalten Umfeld auftritt, oder wenn der Luftdruck niedrig ist, wie es beim Fahren des Fahrzeugs in einem Hochlandbereich auftritt (d. h., wenn die Bedingungen für die Verbrennung ungünstig sind), da die magere Verbrennung oder das Zündungverhalten in diesen Fällen verschlechtert sind.
Weiterhin ist es im Zeitpunkt des Änderns der Verbrennungsmodi nicht möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (den Kraftstoffeinspritz- Abschlußzeitpunkt) und die Zündzeitsynchronisierung so zu steuern, daß sich die Änderung des Drehmomentverlustes handhaben läßt, die aufgrund des Pumpverlustes, des Kühlverlustes oder aufgrund anderer Gründe bei Änderung des Verbrennungsmodus herbeigeführt wird. Demnach kann eine Möglichkeit des Auftretens eines Drehmomentstoßes entstehen.
In diesem Zusammenhang wird zusätzlich erwähnt, daß der Versuch zum Vermeiden eines derartigen Drehmomentstoßes zu einer großen Komplexität der Verbrennungsmodus- Änderungssteuerprozedur führt, die durch die ECU-Einheit 12 durchgeführt wird.
Zusätzlich wird bei dem üblichen System, das in der zuvor erwähnten Patentanmeldungs-Veröffentlichung (JP-A-8-312433) offenbart ist, das Steuern des Öffnungsumfangs des EGR- Regulierventils ebenso auf der Grundlage des zuvor erwähnten gewünschten mittleren wirksamen Drucks durchgeführt. Demnach läßt sich eine Verzögerung aufgrund der arithmetischen Betriebs im Zusammenhang mit der Bestimmung des gewünschten mittleren wirksamen Drucks nicht vermeiden. Übrigens ist der arithmetische Betrieb selbst in sich sehr komplex.
Insbesondere tritt aufgrund des Auftretens der Verzögerung der arithmetischen Betriebs zum Bestimmen des gewünschten mittleren wirksamen Drucks eine Schwierigkeit beim Steuern der EGR-Menge in Übereinstimmung mit der Motorlast auf. Zudem kann die EGR-Menge von dem optimalen Wert aufgrund einer herstellungsbedingten Abweichung oder Toleranz der Drosselklappe oder der Änderung der Umfeldbedingungen abweichen.
Ein Verfahren zum Steuern des Verwirbelungssteuerventils 18 und des Verwirbelungsventil-Stellglieds ist beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldungs- Veröffentlichung Nr. 79337/1993 (JP-A-5-79337) beschrieben. Gemäß den in dieser Veröffentlichung offenbarten technischen Lehren ist die CPU-Einheit 200 so programmiert, daß sie die Motorlast in drei Gebiete partitioniert, als Funktion lediglich des Beschleunigungspedal-Eintritthubs α derart, daß der Öffnungsgrad des Verwirbelungssteuerventils (d. h. die Winkelposition des Verwirbelungssteuerventils 18) selektiv auf einen Wert in einem der drei Gebiete in Übereinstimmung mit der Motorlast gesetzt ist.
Nichts-destoTrotz läßt sich die optimale Verwirbelungsrate in Übereinstimmung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Motorlast nicht immer realisieren, wodurch das Problem dahingehend entsteht, daß sich der Verbrennungsmodus zu der schlechteren Seite hin ändern kann.
Wie anhand der vorangehenden Beschreibung zu erkennen ist, leidet das übliche Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp unter einem Problem dahingehend, daß sich ein Fehler oder eine Abweichung der Steuerung nicht vermeiden läßt, und zwar aufgrund einer Verzögerung im Zusammenhang mit dem arithmetischen Betrieb zum Bestimmen des gewünschten mittleren wirksamen Drucks, insbesondere in Übergangsmotorbetriebsphasen, was eine Verschlechterung der Qualität des Abgases sowie des Kraftstoffkostenleistungsvermögens mit sich bringt, da zahlreiche Steuerparameter wie das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis, der gewünschte Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bzw. die gewünschte Kraftstoffeinspritzsynchronisierung und der gewünschte Zündzeitpunkt auf der Grundlage des gewünschten mittleren wirksamen Drucks bestimmt werden.
Ferner können selbst bei der Reisebetriebsphase oder der stetigen Phase des Motors die Steuerparameter von den jeweiligen optimalen Werten abweichen, aufgrund der herstellungsbedingten Abweichung der mechanischen Struktur des Einlaßsystems, was zu einem Problem dahingehend führt, daß eine Schwierigkeit im Zusammenhang mit der Realisierung des optimalen Verbrennungszustands auftritt.
Zusätzlich wird bei dem üblichen Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp der Verbrennungsmodus des Motors auf der Grundlage des gewünschten mittleren wirksamen Drucks bestimmt, und anschließend werden die Steuerparameter arithmetisch so bestimmt, daß sie mit dem bestimmten Verbrennungsmodus übereinstimmen. Demnach wird dann, wenn die Umfeldbedingungen für den Motorbetrieb in dem mageren Verbrennungsmotor neben anderen Größen schlechter werden, die Verbrennbarkeit oder das Verbrennungsverhalten des mageren Verbrennungsmotors schlechter, aufgrund der Verzögerung im Zusammenhang mit dem arithmetischen Betrieb zum Bestimmen des gewünschten mittleren wirksamen Drucks, was wiederum zu einer Instabilität des Motorbetriebs führt, und was ein anderes Problem darstellt.
Ferner ist es bei dem üblichen Steuersystem schwierig oder unmöglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (die Kraftstoffeinspritz-Abschlußzeit) und die Zündzeit zum Zeitpunkt des Änderns der Verbrennungsmodi so zu steuern, daß sich eine Änderung des Drehmomentverlustes aufgrund des Pumpverlustes, des Kühlverlustes oder anderer Gründe beim Ändern des Verbrennungsmotors kompensieren läßt. Demnach besteht eine Möglichkeit des Auftretens eines Drehmomentstoßes. Ferner führt ein Versuch zum Vermeiden eines derartigen Drehmomentstoßes zu einer großen Komplexität der Verbrennungmodus-Änderungs-Steuerprozedur.
Zudem erfolgt im Fall des üblichen Systems ein Steuern des Öffnungsumfangs des EGR-Regulierventils auch auf der Grundlage des gewünschten mittleren wirksamen Drucks. Demnach kann die Steuerung nicht eine Verzögerung vermeiden, die durch den arithmetischen Betrieb zum Bestimmen des gewünschten mittleren wirksamen Drucks entsteht. Übrigens wird der eigentliche arithmetische Betrieb zum Bestimmen des EGR-Ventilöffnungsumfangs sehr komplex, was einen anderen Nachteil darstellt.
Weiterhin tritt aufgrund des Auftretens der Verzögerung bei dem arithmetischen Betrieb zum Bestimmen des gewünschten mittleren wirksamen Drucks eine Schwierigkeit auf, und zwar beim Steuern der EGR-Menge derart, das in Übereinstimmung mit der Motorlast steht. Zudem kann die EGR-Menge von dem optimalen Wert aufgrund einer herstellungsbedingten Abweichung oder Toleranz der Drosselklappe und einer Änderung der Umfeldbedingungen abweichen. Demnach besteht ein Problem dahingehend, daß NOX in dem Abgas sich nicht zufriedenstellend entfernen läßt, was zu einer Verschlechterung der Abgasqualität führt.
Ferner wird bei dem üblichen Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp die Verwirbelungsrate (d. h., die Winkelposition des Verwirbelungssteuerventils 18) auf der Grundlage der partitionierten Motorlastbereiche in Übereinstimmung mit dem Beschleunigungspedal-Eindrückhub α gesteuert. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich die optimale Verwirbelungsphase nicht immer realisieren, obgleich sie von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Motorlastzustand abhängt, was ebenso zu dem Problem dahingehend führt, daß sich der optimale Verbrennungszustand nicht realisieren läßt.
Im Lichte des oben beschriebenen Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Steuersystems eines Verbrennungsmotors vom Zylindereinspritztyp, derart, daß das System in der Lage ist, eine wirksame Unterdrückung und Reduzierung schädlicher Komponenten in dem Abgas zu gewährleisten (sowie eine Verbesserung des Verbrennungszustands, der Verbrennungsfähigkeit und des Verbrennungsleistungsumfangs).
Im Hinblick auf die obigen und weiteren Aufgaben, die sich anhand der nachfolgenden Beschreibung ergeben, ist die vorliegende Erfindung auf ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gerichtet, derart, daß das System Kraftstoffeinspritzventile jeweils zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in die Zylinder der Verbrennungsmotors enthält, sowie eine Zündvorrichtung zum Zünden von Kraftstoff jeweils in den Zylindern, eine Einlaßluftströmungs-Reguliervorrichtung zum Regulieren der Menge der Einlaßluft, die dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, Sensoren zahlreicher Typen zum Detektieren der Betriebszustände des Verbrennungsmotors, und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzventile, derart, daß die Zündvorrichtung und die Einlaßluftströmungs- Reguliervorrichtung in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen vorliegen und die zahlreichen Typen der Sensoren zum Detektieren mindestens einer Größe entworfen sind, entnommen aus Motordrehzahl (U/min. rpm), Beschleunigungspedal-Eindrückhub und Einlaßluftmenge.
Bei dem oben erwähnten Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß die Steuervorrichtung aufgebaut ist auf einer Verbrennungsmodus- Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen mehrerer Verbrennungsmodi in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl U/min. und dem Gaspedal-Eindrückhub, einer Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis zum Einstellen eines gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnisses in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus auf der Grundlage der Motordrehzahl und dem Beschleunigungspedal-Eindrückhub, einer Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und einer Berechnungsvorrichtung für Steuerparameter zum arithmetischen Bestimmen von Steuerparametern für die Kraftstoffeinspritzventile und die Zündvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus auf der Grundlage der Motordrehzahl und mindestens dem Beschleunigungspedal- Eindrückhub, der Einlaßluftmenge und der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau des Steuersystems für den Motor vom Zylindereinspritztyp lassen sich die Steuerparameter wie der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und/oder der Zündzeitpunkt genau auf die jeweiligen optimalen Werte selbst in der Übergangsbetriebsphase des Motors setzen, unabhängig von Veränderungen der mechanischen Struktur des Einlaßsystems des Motors. Demnach läßt sich die Qualität des Abgases, der Kraftstoffkostenleistungsumfang und das Verbrennungsverhalten signifikant zu einer vorteilhaften Wirkung verbessern.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsmodus der vorliegenden Erfindung kann die Berechnungsvorrichtung für die Steuerparameter so entworfen sein, daß sie arithmetisch als Steuerparameter für das Kraftstoffeinspritzventil einen Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt zum Abschließen des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils bestimmt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis so ausgebildet sein, daß sie eine Filtervorrichtung enthält, zum Durchführen einer Filterverarbeitung des gewünschten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses derart, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis einer Änderung des Verhaltens der Einlaßluftmenge folgen kann.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die zahlreichen Typen von Sensoren jeweils Sensoren zum Detektieren einer Kühlwassertemperatur, eines Luftdrucks und einer Einlaßlufttemperatur des Motors enthalten, während die Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung so entworfen sein kann, daß sie den Verbrennungsmodus auf der Grundlage mindestens einer Größe entnommen aus der Kühlwassertemperatur, dem Luftdruck und der Einlaßlufttemperatur zusätzlich zu der Motordrehzahl und dem Beschleunigungspedal-Eindrückhub bestimmt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung so entworfen sein, daß sie den Verbrennungsmodus zu einem stöchiometrischen Rückführverbrennungsmodus über alternativ zu einem offenen Schleifenmodus setzt, im Ansprechen auf mindestens eines der Ereignisse, daß die Kühlwassertemperatur einen kalten Zustand des Motors anzeigt, der Luftdruck ein Umfeld in einem Hochlandbereich anzeigt und das die Einlaßlufttemperatur des Fahrens in einem kühlen Bereich anzeigt.
Mit den oben beschriebenen Anordnungen ist das Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp in der Lage, eine wirksamere Unterdrückung schädlicher Komponenten in dem Abgas zu gewährleisten und den Verbrennungsmotor oder das Verbrennungsverhalten zu verbessern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuervorrichtung so entworfen sein, daß sie die Änderungssteuerung der Steuerparameter verzögert, und zwar für mindestens das Kraftstoffeinspritzventil und die Zündvorrichtung, bis das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors ein vorgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis beim Ändern des Verbrennungmotors erreicht hat.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis eine Filtervorrichtung enthalten, und zwar zum Durchführen einer Filterverarbeitung bei dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis derart, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Änderung des Verhaltens der Einlaßluftmenge folgen kann, während die Steuervorrichtung so entworfen sein kann, daß sie als Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein gewünschtes Luft/Kraftstoff- Verhältnis einsetzt, das der Filterverarbeitung durch die Filtervorrichtung unterzogen wurde, die ein Teil der Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis darstellt.
Mit den oben beschriebenen Anordnungen läßt sich eine Unterdrückung des Drehmomentstoßes, der andernfalls beim Änderung des Verbrennungsmotors auftreten würde, wirksam und zufriedenstellend realisieren, ohne daß dies irgendeine nennbare Verschlechterung der Abgasqualität mit sich bringt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die zahlreichen Typen der Sensoren einen Sensor zum Detektieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors enthalten, und die Steuervorrichtung kann so entworfen sein, daß sie als Luft/Kraftstoff-Verhältnis für den Motor das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in der Abgasleitung einsetzt.
Mit dem obigen Aufbau läßt sich das Unterdrücken des Drehmomentstoßes, das andernfalls bei dem Ändern des Verbrennungsmodus auftritt, wirksam realisieren, ohne Ausweichen auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnisfilter und ohne daß dies eine Verschlechterung der Abgasqualität mit sich bringt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp ferner eine Abgas-Rückführ- Reguliervorrichtung enthalten, zum Regulieren einer Abgas- Rückführmenge zum Darstellen eines Teils des Abgases des Motors, der rückgeführt wird. In diesem Fall kann die Berechnungsvorrichtung für die Steuerparameter der Steuervorrichtung so entworfen sein, daß sie arithmetisch ein Steuerparameter für die Abgas-Rückführ-Reguliervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus bestimmt, auf der Grundlage der Motordrehzahl um mindestens einer der Größen Beschleunigungs-Eindrückhub, Einlaßluftmenge und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge, damit hierdurch die Abgas- Rückführmenge gesteuert wird.
Mit der oben beschriebenen Anordnung läßt sich die Steuerverarbeitungsprozedur erheblich vereinfachen, während sich eine optimale EGR-Mengensteuerung in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Motorlastzustand mit schnellem Ansprechverhalten durchführen läßt. Demnach läßt sich eine Reduzierung schädlicher, in dem Abgas enthaltener Komponenten sowie eine Verbesserung des Verbrennungsverhaltens wirksamer und zufriedenstellender erzielen.
Gemäß einer anderen weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp ferner Verwirbelungsventile enthalten, jeweils zum Erzeugen von Verwirbelungen in den Zylindern, sowie eine Verwirbelungsrate-Reguliervorrichtung zum Treiben der Verwirbelungsventile, damit hierdurch die Verwirbelungsrate in den Zylindern reguliert wird. In diesem Fall kann die Berechnungsvorrichtung für die Steuerparameter so entworfen sein, daß sie arithmetisch einen Steuerparameter für die Verwirbelungsrate-Reguliervorrichtung bestimmt, in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus auf der Grundlage der Motordrehzahl um mindestens eine Größe, entnommen aus Beschleunigungspedal-Eindrückhub, Einlaßluftmenge und die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge, damit hierdurch die Verwirbelungsrate gesteuert wird.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau des Steuersystems läßt sich die Verwirbelungsrate optimal und genau für den tatsächlichen Motorlastzustand steuern, was demnach zu einer weiteren Verbesserung der Abgasqualität und des Verbrennungsverhaltens des Motors beitragen kann.
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und zugeordnete Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich einfach durch Lektüre der folgenden Beschreibung und bevorzugter Ausführungsformen - die lediglich beispielhaft erfolgt - verstehen, im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung erfolgt ein Bezug auf die Zeichnung; es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild zum Darstellen eines allgemeinen Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit, der Steuervorrichtung eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Verbeitungsprozedur zum Bestimmen und selektiven Einstellen eines Verbrennungsmotors in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Drosselöffnungsumfang in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für die gewünschte EGR-Menge in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitungsprozedur für eine Ladewirkungsgraddetektion in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Bestimmungsprozedur für eine gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Bearbeitungsprozedur zum Bestimmen eines gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Zündzeitpunkt in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 eine Ansicht zum graphischen Darstellen mehrerer Verbrennungsmodi im Hinblick auf den Gaspedal- Eindrückhub und die Motordrehzahl (U/min) in dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Änderungen einzelner Steuerparameter und des Ausgangsdrehmoments des Motors, das bei einem Ändern des Verbrennungsmotors auftreten kann, und zwar für das Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Datenabbildungs-Änderungsverarbeitungsprozedur für einen gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und einen gewünschten Einspritzzeitpunkt beim Ändern der Verbrennungsmodi in dem Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen einer Datenabbildungs-Änderungsverarbeitung für den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und den gewünschten Zündzeitpunkt bei einem Ändern des Verbrennungsmodus in dem Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Datenabbildungs-Veränderungsverarbeitung für einen gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und einen gewünschten Zündzeitpunkt bei einem Ändern des Verbrennungsmodus in dem Steuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ein Funktionsblockschaltbild zum Darstellen eines allgemeinen Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit, als Steuervorrichtung des Steuersystems für einen Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitungsprozedur zum Bestimmen und Einstellen eines gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts in dem Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Zündzeitpunkt in dem Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 19 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für eine gewünschte EGR-Menge in dem Steuersystem gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für eine gewünschte EGR-Menge in dem Steuersystem gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang in dem Steuersystem gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Einstellprozedur für einen gewünschten Verwirbelungs-Öffnungsumfang in dem Steuersystem gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 23 ein schematisches Diagramm zum allgemeinen Darstellen einer Anordnung eines üblichen Steuersystems für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp; und
Fig. 24 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer beispielhaften Konfigurierung einer elektronischen Steuereinheit, die in dem üblichen Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp enthalten ist.
Die vorliegende Erfindung wird detailliert im Zusammenhang mit dem beschrieben, was momentan als bevorzugte oder typische Ausführungsformen hiervon betrachtet wird, und zwar unter Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile über sämtliche Ansichten hinweg.
Die Fig. 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum Darstellen einer allgemeinen Anordnung einer elektronischen Steuereinheit, die hiernach einfach als ECU-Einheit bezeichnet wird), 12A, die als Steuervorrichtung eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient. In der Figur sind ähnliche Teile oder Komponenten, wie diejenigen, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 23 beschrieben wurden, anhand der gleichen Bezugssymbole bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Ferner sind strukturelle Merkmale oder Komponenten, die von der Darstellung nach Fig. 1 weggelassen sind, im wesentlichen gleich zu denjenigen, die in Fig. 23 gezeigt sind.
Zusätzlich ist zu erwähnen, daß die Struktur der ECU-Einheit 12A allgemein ebenso im wesentlichen gleich zu derjenigen ist, die hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 24 beschrieben ist, mit Ausnahme des teilweisen Unterschieds der durch die CPU-Einheit 200 ausgeführten Steuerprogramme.
Gemäß den technischen Lehren der vorliegenden Erfindung, die in der ersten Ausführungsform hiervon umgesetzt sind, sind zusätzlich ein Wassertemperatursensor 31 zum Detektieren der Kühlwassertemperatur Tw vorgesehen, sowie ein Luftdrucksensor 32 zum Detektieren des Luftdrucks Pa, ein Einlaßluft- Temperatursensor 33 zum Detektieren einer Temperatur der Einlaßluft, als Elemente, die zu einer Gruppe oder zu einer Menge von zahlreichen Typen von Sensoren gehören, die hier zuvor im Zusammenhang mit dem üblichen Steuersystem erwähnt wurden.
In der Figur sind jedoch der Drosselklappenpositionssensor 4 und der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 6 bei der Darstellung zum Vereinfachen weggelassen.
Die ECU-Einheit 12A besteht aus einer Verbrennungsmodus- Bestimmungsvorrichtung 41, einem Verzögerungsfilter erster Ordnung (Filter mit einer Verzögerung erster Ordnung) 42, einer Detektionsvorrichtung für den Ladewirkungsgrad 43, eine Gruppe von Abbildung für den gewünschten Drosselklappenöffnungsgrad 44, einer Gruppe von Abbildungen für eine gewüschte EGR-(Abgasrückführung) 45, eine Gruppe von Abbildungen für eine gewünschte Verwirbelungsrate 46, eine Gruppe von Abbildungen für ein gewünschtes Luft/Kraftstoff- Verhältnis 47, eine Gruppe von Abbildungen für einen gewünschten Zündeinspritz-Endzeitpunkt 48, eine Gruppe von Abbildungen für einen gewünschten Zündzeitpunkt 49, ein Filter für ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50, eine Berechnungsvorrichtung für eine gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 und eine Berechnungsvorrichtung für ein Steuerparameter 52.
Übrigens sind in Fig. 1 die Datenabbildungsgruppen 44-49 getrennt von der Berechnungsvorrichtung für die Steuerparameter 52 gezeigt. Jedoch erfolgt dies lediglich aus Gründen der Einfachheit der Darstellung. Bei praktischen Anwendungen sind die erstgenannten in die letztgenannten aufgenommen. In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, daß die Abbildungsgruppe für das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis 47 und das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 so kombiniert sind, daß sie eine Einstellvorrichtung für ein gewünschtes Luft/Kraftstoff- Verhältnis bilden.
Die Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung 41 ist allgemein so entworfen, daß sie selektiv mehrere Verbrennungsmodi M (bezeichnet durch Flagwerte) bestimmt, und zwar in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur Tw, der Einlaßlufttemperatur Ta, dem Kurbelwinkelsignal CA oder der Motordrehzahl (U/min) Ne und dem Gaspedal-Eindrückhub α.
Insbesondere bestimmt die Verbrennungsmodus- Bestimmungsvorrichtung 41 den Verbrennungsmodus M primär in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal- Eindrückhub α, während es den bestimmten Verbrennungsmodus M dann korrigiert, wenn die Kühlwassertemperatur Tw, der Luftdruck Pa und die Einlaßlufttemperatur Ta anzeigen, daß sich die Bedingungen für die Verbrennung zu dem Schlechteren verändert haben.
Konkreter setzt die Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung 41 den Verbrennungsmodus M zu dem stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus oder alternativ zu dem offenen Schleifenmodus ausschließlich für den mageren Verbrennungsmodus in Ansprechen auf mindestens eines der Ereignisse, daß die Kühlwassertemperatur Tw den kalten Zustand des Motors 1 anzeigt (d. h., die Kühlwassertemperatur Tw ist niedriger als eine vorgegebene Kühlwassertemperatur Twr), ferner daß der Luftdruck Pa anzeigt, daß das mit dem betrachteten Motor ausgestattete Fahrzeug beispielsweise in einem Hochlandbereich fährt (d. h., der Luftdruck Pa ist niedriger als ein vorgegebener Luftdruck Par), und daß die Einlaßlufttemperatur Pa einen kühlen Bereich anzeigt (d. h., die Einlaßlufttemperatur Ta ist niedriger als eine vorgegebene Einlaßlufttemperatur Tar).
Das Filter mit einer Verzögerung erster Ordnung 42 führt eine Filterverarbeitung mit einer Verzögerung erster Ordnung bei der Einlaßluftmenge Qa durch, die durch den Einlaßströmungssensor 2 detektiert wird. Andererseits ist die Ladewirkungsgrad-Detektionsvorrichtung 43 so entworfen, daß sie aus dem Ladewirkungsgrad EC die Menge oder die Quantität der Einlaßluftmenge detektiert, die tatsächlich in dem Motorzylinder gelagert wird, auf der Grundlage der Einlaßluftmenge Qa, die sich ausgehend von dem Filter mit der Verzögerung erster Ordnung ergibt, sowie dem Kurbelwinkelsignal CA (d. h., der Motordrehzahl Ne).
Die einzelnen Datenabbildungsgruppen 44 bis 49, auf die wahlweise zum arithmetischen Bestimmen zahlreicher Steuerparameter Bezug genommen wird, sind vorab jeweils als eine Gruppe vorbereitet, die eine Zahl von Abbildungen wie diejenige der Verbrennungsmodi M enthalten, derart, daß in jeder Gruppe die Datenabbildung gemäß oder in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus M ausgewählt ist.
In jeder Datenabbildung der Abbildungsgruppen 44 bis 47 wird die Motordrehzahl Ne entlang der Abszisse herangezogen, während der Gaspedal-Eindrückhub α entlang der Ordinate angetragen ist, derart, daß zweidimensionale Abbildungsdaten von der Abbildung extrahiert werden, die dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M zugeordnet ist, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal-Eindrückhub α.
Andererseits ist bei jeder der anderen Datenabbildungen der Abbildungsgruppen 48 und 49 die Motordrehzahl Ne entlang der Abszisse angetragen, wohingehend der Ladewirkungsgrad EC (äquivalent zu der Einlaßluftmenge Qa) entlang der Ordinate angetragen ist, derart, daß zweidimensionale Abbildungsdaten von derjenigen Abbildung extrahiert werden, die dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M zugeordnet ist, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und dem Ladewirkungsgrad EC.
Spezifischer wird der gewünschte Drosselklappen- Öffnungsumfang θo unter Bezug auf die ausgewählte Abbildung für den gewünschten Drosselklappenöffnungsumfang 44 bestimmt, der gewünschte EGR-Ventilöffnungsumfang Eo wird unter Bezug auf die ausgewählte Abbildung für den gewünschten EGR-Wert 45 ausgewählt, der gewünschte Öffnungsumfang Bo des Verwirbelungssteuerventils (hiernach als SCV bezeichnet, swirl control valve), wird unter Bezug auf die ausgewählt e Abbildung für die gewünschte Verwirbelungsrate bestimmt, und das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo wird unter Bezug auf die ausgewählte Abbildung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 47 bestimmt, der gewünschte Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je wird unter Bezug auf die ausgewählte Abbildung für den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48 bestimmt, und der gewünschte Zündzeitpunkt Go wird unter Bezug auf die ausgewählte Abbildung für den gewünschten Zündzeitpunkt 49 bestimmt.
Von den oben erwähnten gewünschten Steuerparametern wird das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo, wie es auf der Grundlage der relevanten Datenabbildung bestimmt ist, bei der Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 über das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 eingegeben.
Das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 ist so entworfen, daß es die Filterverarbeitung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo durchführt, das anhand der Abbildung so bestimmt wird, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo dem veränderten Verhalten der Einlaßluftmenge Qa folgen kann, das dann entsteht, wenn der Gaspedal-Eindrückhub α verändert wird.
Die Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt arithmetisch die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo (äquivalent zu der gewünschten Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer) auf der Grundlage des für den Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 ausgegebenen gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F(n) und dem Ladewirkungsgrad EC (äquivalent zu der Einlaßluftmenge Qa). Hiernach erfolgt ein Bezug auf das durch das Filter ausgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das gewünschte, einem Filterungsprozeß unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis, lediglich aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung.
Die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo wird bei der Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 zusammen mit den von den einzelnen Abbildungsgruppen 42 bis 49 extrahierten Daten eingegeben.
Die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 ist so entworfen, daß sie auf der Grundlage des Motorbetriebszustands und der einzelnen Daten gemäß oder in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebszustand ein Einlaßluftströmungs-Steuersignal A für das Drosselklappen- Stellglied 7 bestimmt, sowie ein Zündzeitpunkt G für die Zündvorrichtung 11, ein Kraftstoffeinspritzsignal J für den Kraftstoffeinspritzer 13, ein EGR-Steuersignal E für ein EGR (Abgasrückführ-, exhaust gas recirculation)-Regulierventil 17 und das Verwirbelungssteuersignal B für ein Verwirbelungs- Steuerventil-Stellglied 19.
Ferner bestimmt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 arithmetisch die Verbrennung-Steuerparameter (das Kraftstoffeinspritzsignal J, das Zündsignal G, usw.) in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und mindestens einer der Größen Beschleunigungspedal-Eindrückhub α, Ladewirkungsgrad EC (äquivalent zu der Einlaßluftmenge Qa) und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo.
In diesem Fall bestimmt die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 arithmetisch den Zeitpunkt oder den Zeitablauf zum Abschließen oder Beenden des Betriebs des Kraftstoffeinspritzers 13 auf der Grundlage des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je zum Abgeben des zugeordneten Kraftstoffeinspritzsignals J an den Kraftstoffeinspritzer 13.
Übrigens erzeugt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 das EGR-Steuersignal E in Übereinstimmung mit mit dem gültigen Verbrennungsmodus M auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne um mindestens einer der Größen Beschleunigungspedal-Eindrückhub α, Ladewirkungsgrad EC und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo, um hierdurch die EGR- Menge zu steuern.
Zusätzlich erzeugt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 das Verwirbelungssteuersignal B in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und mindestens einer der Größen Beschleunigungspedal-Eindrückhub α, Ladewirkungsgrad EC und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo, um hierdurch die Verwirbelungsrate zu steuern.
Nun richtet sich unter Bezug auf die in den Fig. 2 bis 10 zusammen mit der Fig. 11 und ein Zeitablaufdiagramm nach Fig. 12 in Kombination mit Fig. 23 die Beschreibung auf den Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Steuersystems für den Verbrennungmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 2 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen des Verbrennungsmodus M, die durch die Verbrennungsmodus- Berechnungsvorrichtung 41 ausgeführt wird, wohingend die Fig. 3 bis 10 die Bearbeitungsroutine jeweils zum Bestimmen der zuvor erwähnten Verbrennungs-Steuerparameter darstellt.
Insbesondere zeigen die Fig. 3 bis 6 Flußdiagramme jeweils zum Darstellen von Routinen zum Auswählen der Abbildungsgruppe in Übereinstimmung mit dem bestimmten oder gültigen Verbrennungsmodus M, die durch die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 ausgeführt werden, derart, daß die Fig. 3 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß dem gewünschten Drosselklappen- Öffnungsumfang 44 zeigt, die Fig. 4 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß dem gewünschten EGR-Wert 45 zeigt, die Fig. 5 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß der gewünschten Verwirbelungsrate 46 zeigt und die Fig. 6 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis 47 zeigt.
Die Fig. 7 zeigt eine Verarbeitungsroutine, die durch das Filter mit der Verzögerung erster Ordnung 42 und die Ladewirkungsgrad-Detektionsvorrichtung 43 ausgeführt wird, während die Fig. 8 eine Varbeitungsroutine zeigt, die durch die Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 durchgeführt wird. Ferner zeigen die Fig. 9 und 10 jeweils Flußdiagramme zum Darstellen der Varbeitungsroutinen zum Auswählen der Abbildungen in Übereinstimmung mit dem gültigen Verbrennungsmodus M, die durch die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 ausgeführt werden, derart, daß die Fig. 9 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß dem gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48 zeigt und die Fig. 10 einen Abbildungsauswahlbetrieb für die Abbildungsgruppe gemäß dem gewünschten Zündzeitpunkt 49 zeigt.
Die Fig. 11 zeigt eine Ansicht zum graphischen Darstellen der Beziehungen zwischen den einzelnen Verbrennungsmodi M im Hinblick auf die Motordrehzahl Ne und dem Gaspedal- Eindrückhub α, und die Fig. 12 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Änderung der einzelnen Steuerparameter und des Ausgangsdrehmoments des Motors, das bei einem Ändern der Verbrennungsmodi M auftritt.
Wie anhand von Fig. 11 zu erkennen ist, wird der Verbrennungsmodus M des Modus vom Zylindereinspritztyp auf der Grundlage der Abbildungsdaten in Übereinstimmung mit dem Beschleunigungspedal-Eindrückhubsignal α und der Motordrehzahl Ne bestimmt. Übrigens stellt die Fig. 11 die Verbrennungsmodi dar, die sich bei gewöhnlichen Umfeldbedingungen setzen oder validieren lassen, wie sie durch die normale Temperatur und den gewöhnlichen Luftdruck angezeigt sind.
Allgemein wird der Verbrennungsmodus M des Modus vom Zylindereinspritztyp zu dem geschichteten mageren Verbrennungs-(Zündungs)-Modus gesetzt, der durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung während dem Kompressionshub (Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzung) in einem Niederlast/Niedergeschwindigkeits-(U/min)-Bereich des Motors realisiert wird, wo sowohl der Beschleunigungspedal- Eindrückhubsignal α und die Motordrehzahl Ne einen kleinen Wert aufweisen.
Erhöht sich andererseits der Wert des Gaspedal-Eindrückhub α und die Motordrehzahl Ne etwas im Vergleich zu dem Niederlast/Niedergeschwindigkeitsbetrieb, so wird der Verbrennungsmodus zu dem einheitlichen mageren Verbrennungsmodus gesetzt, indem die Kraftstoffeinspritzung während dem Ansaughub durchgeführt wird.
Wenn sich der Gaspedal-Eindrückhub α und die Motordrehzahl Ne weiter erhöhen, wird der Verbrennungsmodus oder der Zündungsmodus M zu dem stöchiometrischen (Luft/Kraftstoff- Verhältnis) Rückkopplungs-Verbrennungsmodus gesetzt, indem die Kraftstoffeinspritzung während dem Ansaughub ausgeführt wird.
Ferner wird dann, wenn der Motor in einem Hochlast/Hochgeschwindigkeitsbereich betrieben wird, in dem der Gaspedal-Eindrückhub α und die Motordrehzahl Ne in großem Umfang erhöht sind, die Rückkopplungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) rückgesetzt, zum Validieren der Steuerung mit offener Schleife.
Im Gegensatz hierzu wird dann, wenn der Motor mit hoher Geschwindigkeit (Ne) bei verringertem Beschleunigungspedal- Eindrückhubsignal α betrieben wird, der Verbrennungsmodus M zu einem Kraftstoff-Unterbrechungsmodus geändert, um erzwungenermaßen die Motorbetriebsgeschwindigkeit zu verzögern.
Übrigens kann in dem Niederlast/Niedergeschwindigkeitsbereich der magere Verbrennungsmodus dadurch ausgewählt werden, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen großen Wert in den Bereich von ca. "20" bis "50" gesetzt wird, im Hinblick auf ein Unterdrücken des Pumpverlustes und des Kühlverlustes, um hierdurch den Kraftstoffkostenleistungsumfang zu verbessern.
Andererseits läßt sich in dem Hochlasten- und Hochgeschwindigkeitsbereich ein niedrigeres Luft/Kraftstoff- Verhältnis wählen, das kleiner als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. In diesem Fall läßt sich die Reduzierung der Kraftstoffkosten erzielen, während eine hohe Ausgangsenergie bzw. Leistung des Motors beibehalten wird.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der magere Verbrennungs-(Zündungs)-Modus mit hoher Wahrscheinlichkeit dann instabil wird, wenn der Motor 1 in dem kühlen Zustand betrieben wird oder wenn der Luftdruck niedrig ist wie in dem Fall, in dem ein mit dem Motor ausgestattetes Motorfahrzeug in einem Hochlandbereich gefahren wird, oder wenn das Motorfahrzeug in einem kalten Bezirk mit niedriger Einlaßlufttemperatur gefahren wird.
Unter derartigen Umständen, wenn sich die Bedingungen für das Verbrennen (Zünden) zu der schlechteren Seite hin verändert haben, wie oben beschrieben, wählt, wie oben beschrieben, die Verbrennungsmodus-Berechnungsvorrichtung 41 anschließend eine Verbrennungsmodus aus, der sich von dem mageren Verbrennungsmodus unterscheidet, beispielsweise den stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus, um hierdurch eine Stabilisierung der Verbrennung mit Priorität zu erreichen.
Ferner ist zu erwähnen, daß sich bei dem Benzinmotor vom Zylindereinspritztyp die Steuerparameter für die Verbrennung mit einem relativ hohen Freiheitsgrad setzen lassen. Demnach kann bei dem Benzinmotor für jeden der mehreren Verbrennungsmodi M vorab eine Gruppe von Abbildungen für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang 44 vorbereitet werden, sowie eine Gruppe von Abbildungen für den gewünschten EGR-Wert 45, eine Gruppe von Abbildungen für die gewünschte Verwirbelungsrate 46, eine Gruppe von Abbildungen für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 47, eine Gruppe von Abbildungen für den gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt 48 und eine Gruppe von Abbildungen für den gewünschten Zündzeitpunkt 49.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist es durch vorheriges Speichern mehrerer Gruppen von Datenabildungen in der ECU-Einheit 12A möglich, ein gewünschtes Motorausgangsdrehmoment durch Festlegen der Steuerparameter in Übereinstimmung mit beispielsweise des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne unter Bezug auf die relevanten Abbildungen zu erhalten. Übrigens sind die Abbildungsdatenwerte für die Steuerparameter gemäß den einzelnen Verbrennungsmodi M so gewählt oder bestimmt, daß das Kraftstoffkosten-Leistungsvermögen sowie die Abgasqualität im größtmöglichen Umfang bei dem stetigen Betrieb oder dem Reisegeschwindigkeitsbetrieb des Motors verbessert sind.
Nun bestimmt, wie unter Bezug auf die Fig. 2 gezeigt, in einem Schritt S1 die Verbrennungsmodus-Berechnungsvorrichtung 41 zunächst, ob die Kühlwassertemperatur Tw gleich oder höher als eine vorgegebene Kühlwassertemperatur Twr ist oder nicht (die Temperatur zum Anzeigen des aufgewärmten Zustands des Motors 1).
Wird in dem Schritt S1 entschieden, daß gilt Tw < Twr (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt 51 zu einer Bestätigung "JA" führt), derart, daß der Motor 1 in dem aufgewärmten Zustand vorliegt, so erfolgt anschließend in einem Schritt S2 eine Entscheidung dahingehend, ob der Luftdruck Pa gleich oder höher als ein vorgegebener Luftdruck Par ist (d. h., der Luftdruck in einem Niedriglandbereich).
Nun wird angenommen, daß ein mit dem nun betrachteten Motor ausgestattetes Motorfahrzeug in einem Niedriglandbereich gefahren wird, In diesem Fall wird in dem Schritt S2 entschieden, daß Pa ≧ Par gilt (d. h., die Entscheidung in dem Schritt S2 führt zu einer Bestätigung "JA"). Anschließend erfolgt in einem Schritt S3 eine Entscheidung dahingehend, ob die Einlaßlufttemperatur Ta gleich oder höher als eine vorgegebene Einlaßlufttemperatur Tar ist oder nicht (d. h., die gewöhnliche Umfeld- oder Raumtemperatur).
Liegt die Außenlufttemperatur bei einem gewöhnlichen Pegel und wird entschieden, daß gilt Ta ≧ Tar (d. h., dann, wenn die Entscheidung in dem Schritt S3 zu einer Bestätigung "JA" führt), so bedeutet dies, daß die Umfeldfaktoren für den Motorfahrzeugbetrieb die üblichen Bedingungen für die Kraftstoffverbrennung erfüllen. Demnach wählt die Verbrennungsmodus-Berechnungsvorrichtung 41 einen Verbrennungsmodus M auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne (Schritt S4), worauf die in Fig. 2 dargestellte Verarbeitungsroutine terminiert.
Wird im Gegensatz hierzu in irgendeinem der Schritte 51 bis S3 entschieden, daß die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als die vorgegebene Kühlwassertemperatur Twr ist (Tw ≦ Twr), daß der Luftdruck Pa kleiner als der vorgegebene Luftdruck Par ist (Pa ≦ Par) oder die Einlaßlufttemperatur Ta niedriger als die vorgegebene Einlaßlufttemperatur Tar ist (Ta < Tar), d. h. dann, wenn irgendeiner der Schritte 51 bis 53 zu einer Verneinung "NEIN" führt, so bedeutet dies, daß die Umweltfaktoren eine Verschlechterung der Bedingungen für die Kraftstoffverbrennung bewirken. In diesem Fall wählt die Verbrennungsmodus-Berechnungsvorrichtung 41 einen anderen Verbrennungsmodus M als den mageren Verbrennungsmodus auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne (Schritt S5), woraufhin die in Fig. 3 dargestellte Verarbeitungsroutine terminiert.
In der in Fig. 3 dargestellten Einstellprozedur oder -routine für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang wählt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Datenabbildung aus der Gruppe der Abbildungen für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang 44 in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M (bezeichnet durch einen Abbildungswert) in einem Schritt S11 aus.
In Folge extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten Drosselklappen- Öffnungsumfang 90 anhand der ausgewählten Abbildung für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang 44 auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne (Schritt S12).
Schließlich wird das Einlaßluftströmungs-Steuersignal A zum Anzeigen des gewünschten Drosselklappe-Öffnungsumfangs 90 in der extrahierten Form an das Drosselklappenstellglied 7 ausgegeben, um hierdurch den Drosselklappen-Öffnungsumfang A so zu steuern, daß er mit dem gewünschten Drosselklappen- Öffnungsumfang 90 übereinstimmt (Schritt S13), woraufhin die in Fig. 3 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Anschließend wählt im Rahmen der in Fig. 4 gezeigten Einstellroutine für die gewünschte EGR-Menge die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Datenabbildung aus der Gruppe der Abbildung für den gewünschten EGR-Wert 45 auf der Grundlage des ausgewählten oder momentan gültigen Verbrennungsmodus M aus (Schritt S21).
In Folge extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten EGR-Regulierventil­ Öffnungsumfang Eo anhand der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne (Schritt S22).
Schließlich wird das EGR-Steuersignal E zum Anzeigen des gewünschten EGR-Ventilöffnungsumfangs Eo in der extrahierten Form an das Stellglied für das EGR-Regulierventil 17 ausgegegen, um hierdurch die Öffnungsumfang des EGR- Regulierventils 17 so zu steuern, daß er mit dem gewünschten EGR-Regulierventil-Öffnungsumfang Eo übereinstimmt (Schritt 523), woraufhin die in Fig. 4 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Ferner wählt die bei der in Fig. 5 gezeigte Einstellroutine für die gewünschte Verwirbelungs-Ventilsteuerung die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Datenabbildung aus der Gruppe der Abbildungen für die gewünschte Verwirbelungsrate 46 in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M aus (Schritt S31).
Hiernach extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang (auf den auch als SCV- Öffnungsumfang Bezug genommen wird, SCV = swirl control valve) Bo anhand der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl Ne in einem Schritt S32.
Schließlich wird das Verwirbelungssteuersignal B zum Anzeigen des extrahierten und gewünschten Verwirbelungssteuerventil- (SCV)-Öffnungsumfangs Bo an das Verwirbelungssteuerventil- Stellglied (SCV-Stellglied) 19 ausgegeben, um hierdurch den Öffnungsumfang es Verwirbelungssteuerventils 18 so zu steuern, daß es mit dem gewünschten Verwirbelungsventil- (SCV)-Öffnungsumfang Bo übereinstimmt (Schritt S33), woraufhin die in Fig. 5 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Nun wählt im Rahmen der in Fig. 6 gezeigten Einstellroutine für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Abbildung aus der Gruppe der Abbildungen für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 47 in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M aus (Schritt S41). In Folge extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo anhand der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubsignal α und der Motordrehzahl Ne in einem Schritt S42.
Hiernach wird das gewünschte und extrahierte Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo einer Filterverarbeitung durch das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 in Übereinstimmung mit der nachfolgend erwähnten Gleichung (1) unterzogen, derart, daß das einer Filterung unterzogene und gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) bestimmt wird (Schritt S43).
A/F (n) = K . A/F (n-1) + (K-1) . A/Fo (n) (1)
In der obigen Gleichung (1) stellt K(<1) einen Filterkoeffizienten dar, A/F(n-1) stellt ein gewünschtes und einer Filterung unterzogenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei der vorangehenden Bestimmungsroutine für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis dar, und A/Fo(n) stellt das momentan extrahierte gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis dar.
Schließlich wird das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n), das arithmetisch in Übereinstimmung mit der Gleichung (1) bestimmt ist, gesetzt oder validiert (Schritt S43), woraufhin die in Fig. 6 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Ferner wird bei der in Fig. 7 dargestellten Ladewirkungsgrad- Detektionsverarbeitung die Einlaßluftmenge Qa zunächst synchron zu der Detektion der Pulsflanke des Kurbelwinkelsignal CA bei jeder Halbumdrehung der Kurbelwelle des Motors 1 detektiert (Schritt S51).
In Folge führt das Filter mit einer Verzögerung erster Ordnung 42 eine Filterverarbeitung mit einer Verzögerung erster Ordnung der Einlaßluftmenge Qa durch, zum Kompensieren der Verzögerung im Zusammenhang mit der Detektion mit der Einlaßluftmenge Qa aufgrund der Zeit, die für die Einlaßluft zum Strömen über die Einlaßleitung 1a erforderlich ist (Schritt S52).
Schließlich detektiert die Ladewirkungsgrad- Detektionsvorrichtung 43 den Ladewirkungsgrad EC auf der Grundlage der der Filterverarbeitung unterzogenen Einlaßluftmenge und der Motordrehzahl (U/min) Ne in einem Schritt S53, woraufhin die in Fig. 7 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Ferner bestimmt bei der in Fig. 8 dargestellten Bestimmungsverarbeitung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge die Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 arithmetisch die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo auf der Grundlage der Ladewirkungsgrads EC und dem einer Filterung unterzogenen gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) (Schritt S61).
In Folge erzeugt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 das Kraftstoffeinspritzsignal J zum Anzeigen der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo (Schritt S62), woraufhin die in Fig. 8 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Ferner wählt im Fall der in Fig. 9 gezeigten Varbeitungsroutine zum Bestimmen des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Datenabbildung aus der Gruppe der Abbildungen für den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48 in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M (Schritt S71).
In Folge extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je aus der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motordrehzahl Ne (Schritt S72).
Schließlich wird das Kraftstoffeinspritzsignal J zum Anzeigen der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts Je an den Kraftstoffeinspritzer 13 ausgegeben, um hierdurch den Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt so festzulegen, daß die Kraftstoffeinspritzmenge mit der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge übereinstimmt und daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt) mit dem gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt Je bei jedem Zylinder übereinstimmt (Schritt 573). Anschließend terminiert die in Fig. 9 dargestellte Verbeitungsroutine.
Ferner wählt bei der in Fig. 10 dargestellten Einstellroutine für den gewünschten Zündzeitpunkt die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 zunächst eine Datenabbildung aus der Gruppe der Abbildungen für den gewünschten Zündzeitpunkt 49 in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus M (Schritt S81).
In Folge extrahiert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten Zündzeitpunkt Go aus der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motordrehzahl Ne (Schritt S82).
Schließlich wird das Zündsignal G zum Anzeigen des gewünschten Zündzeitpunkts Go der Zündvorrichtung 11 zugeführt, um hierdurch den Zündzeitpunkt so zu validieren, daß der Zündzeitpunkt jedes Zylinders mit dem gewünschten Zündzeitpunkt Go übereinstimmt (Schritt S83), woraufhin die in Fig. 10 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Hierdurch werden die Steuerparameter für die Verbrennung (d. h., der Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und der Zündzeitpunkt) auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motordrehzahl (U/min. rpm) Ne in Übereinstimmung mit dem momentan gültigen Verbrennungsmodus gesetzt.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß bei praktischen Anwendungen das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) arithmetische in Übereinstimmung mit dem Ladewirkungsgrad EC durch die Filterverarbeitung bestimmt ist, bei der der Ladewirkungsgrad EC in Betracht gezogen wird.
Hierdurch werden das gewünschte und einer Filterung unterzogen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n), der gewünschte Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je und der gewünschte Zündzeitpunkt Go in Ansprechen auf die Änderung des Ladewirkungsgrads EC in den Zylindern gesteuert. Demnach kann kein Abweichen von den optimalen Werten selbst in Übergangsbetriebsphasen des Motors stattfinden. Somit ist der Kraftstoff-Leistungsumfang des Motors bei erhöhter Abgasqualität verbessert.
Ferner lassen sich aufgrund der Tatsache, daß das Kraftstoffeinspritzsignal J und das Zündsignal G zum Anzeigen jeweils des Kraftstoffeinsgritz-Endzeitpunkts und des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit dem Zylinderladewirkungsgrad EC gesteuert werden, die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung optimal mit hoher Genauigkeit und unabhängig von der Veränderung der mechanischen Struktur des Einlaß- oder Ansaugsystems steuern.
Demnach lassen sich bei jedem Betriebszustand des Benzinmotors vom Zylindereinspritztyp die Steuerparameter für die Verbrennung (das Zünden) optimal einstellen, wodurch sich die Kraftstoffkosten bei signifikant verbesserter Qualität des Abgases reduzieren lassen.
Nun erfolgt eine Beschreibung des Steuerbetriebs im Zusammenhang mit der Änderung des Verbrennungsmodus M.
Die Fig. 12 zeigt schematisch Änderungen der einzelnen Steuerparameter und des Drehmoments als Funktion der verstrichenen Zeit unter der Annahme, daß der Verbrennungs- (Zündungs)-Modus M von dem stöchiometrischen Rückkopplungsmodus S-F/B zu dem beschichteten mageren Verbrennungsmodus in einem Zeitpunkt t1 geändert wird.
Zunächst wird in dem Zeitpunkt t1 der Verbrennungsmodus M geändert, und der gewünschte Drosselklappen-Öffnungsumfang θo wird so modifiziert, daß sich der Ladewirkungsgrad EC erhöhen läßt.
In diesem Fall erhöht sich der Ladewirkungsgrad EC lediglich allmählich mit einer Verzögerung erster Ordnung, wie sich anhand von Fig. 12 erkennen läßt, und zwar aufgrund einer Verzögerung der Zunahme des Drucks in der Einlaßleitung 1a (d. h., aufgrund der Tatsache, daß der Druck ein der Eingangsleitung 1a sich nicht momentan in Ansprechen auf die Erhöhung des Öffnungsumfangs der Drosselklappe nach Anweisung durch Eindrücken des Beschleunigungspedals erhöhen läßt).
Andererseits stimmt aufgrund der Tatsache, daß der Pumpverlust eine Korrelation zu dem Druck in der Einlaßleitung aufweist, die Drehmomenterhöhung ΔTq aufgrund der Abnahme des Pumpverlustes im wesentlichen mit dem Änderungsverhalten des Ladewirkungsgrads EC um den Modusänderungs-Zeitpunkt t1 überein.
Demnach erhöht die Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo auf der Basis des gewünschten und einer Filterung unterzogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n), das das Änderungsverhalten oder die Eigenschaft des Ladewirkungsgrads EC reflektiert, und das Ergebnis hiervon ändert sich die Drehmomentverringerung ΔTq aufgrund der Verringerung der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo in einer solchen Weise, wie graphisch in der Fig. 12 dargestellt ist.
Hierdurch läßt sich die Drehmomentänderung oder -abweichung ΔTpq (= ΔTp-ΔTq) auf den Wert von Null, um den Verbrennungsmodus-Änderungszeitpunkt t1, unterdrücken, was wiederum bedeutet, daß sich der Drehmomentstoß, der andernfalls bei einem Ändern des Verbrennungsmotors auftritt, in zufriedenstellender Weise unterdrücken läßt.
Am Rande sei bemerkt, daß dann, wenn der Verbrennungsmodus M von dem geschichteten mageren Verbrennungs-(Zündungs)-Modus zu dem stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus (S/FB Modus) geändert wird, die in Fig. 12 gezeigten Signale die im Hinblick auf die Polarität invertierten Wellenformen im Verglelich zu den in derselben Figur dargestellten annehmen.
Demnach lassen sich selbst in dem Übergangsbetriebszustand, beispielsweise dem Beschleunigungs/Verzögerungs- Betriebszustand, die Steuerparameter (der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt) auf die optimalen Werte mit hoher Genauigkeit setzen, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Einlaßluftmenge Qa, wodurch sich die Abgasqualität sowie der Kraftstoffkosten-Leistungsumfang signifikant verbessern lassen.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 unter Beachtung der Tatsache bereitgestellt ist, daß die Erzeugung des gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (des gewünschten, einer Filterung unterzogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses) A/F(n) die Änderung der Einlaßluftmenge Qa reflektiert, die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit erhöhter Genauigkeit in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Lastzustand des Motors selbst bei den Übergangsbetriebsphasen hiervon durchführen.
Übrigens wird der Verbrennungsmodus M, der sich von dem mageren Verbrennungsmodus unterscheidet (beispielsweise der stöchiometrische Rückkopplungs-Verbrennungsmodus S-F/B), in dem Fall solcher Situationen ausgewählt, daß die magere Verbrennung instabil wird, wie anhand der niedrigen Kühlwassertemperatur Tw des Motors 1 beispielhaft zu erkennen ist, bzw. den niedrigen Luftdruck Pa im Zusammenhang mit dem Fahren des Motorfahrzeugs in einem Hochlandbereich, bzw. der extrem niedrigen Einlaßlufttemperatur Ta im Zusammenhang mit dem Fahren in einem kalten Bezirk oder dergleichen. Auf diese Weise läßt sich der Verbrennungszustand des Motors 1 stabilisieren, was zu einer weiteren Verbesserung der Fahrbarkeit und Reduzierung von schädlichen, durch das Abgas geführten Komponenten beiträgt.
Zudem läßt sich die EGR-Menge optimal in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Motorlast steuern, mittels dem Merkmal, daß sie Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 so entworfen ist, daß sie das EGR-Regulierventil 17 auf der Grundlage des gewünschten EGR-Ventil-Öffnungsumfangs Eo steuert, der den Beschleunigungspedal-Eindrückhub α und die Motordrehzahl Ne reflektiert. Weiterhin läßt sich die Steuerprozedur für diesen Zweck vereinfachen.
Ferner läßt sich die Verwirbelungsrate optimal und genau unter Beachtung der tatsächlichen Motorlast steuern, da die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 so entworfen ist, daß sie das Verwirbelungssteuerventil (SCV) 18 auf der Grundlage des gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfangs Bo steuert, in Übereinstimmung mit dem Beschleunigungspedal- Eindrückhub α und der Motordrehzahl Ne.
Bei dem Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgte keine Beschreibung im Hinblick auf die Steuerung des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts Je und des gewünschten Zündzeitpunkts Go bei einem Ändern der Verbrennungsmodi. Jedoch ist es im Hinblick auf ein Unterdrücken des Drehmomentstoßes vorzuziehen, die Einstellung des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts Je und des gewünschten Zündzeitpunkts Go relativ zu dem Änderungszeitpunkt der Verbrennungsmodi M zu verzögern.
Nachfolgend wird die Beschreibung auf ein Steuersystem für einen Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung gerichtet. Bei dem nun betrachteten Steuersystem werden der gewünschte Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt Je und der gewünschte Zündzeitpu 39794 00070 552 001000280000000200012000285913968300040 0002019937096 00004 39675nkt Go mit einer Verzögerung relativ zu dem Verbrennungsmodus- Änderungszeitpunkt eingestellt.
Hierfür ist die in der ECU-Einheit 12A enthaltene Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 so entworfen, daß sie die abbildungsbasierte Steuerung für mindestens das Kraftstoffeinspritzsignal J und das Zündsignl G solange verzögert, bis das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors 1 einen vorgegebenen Wert (A/Fr) nach dem Ändern des Verbrennungsmodus M erreicht hat.
Bei dem Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 als Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum Bestimmen des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts Je und des gewünschten Zündzeitpunkts Go das gewünschte, einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) einsetzen, das arithmetisch auf der Grundlage der Datenabbildungen bestimmt ist, die intern in der ECU-Einheit 12A gespeichert sind, oder dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis F, das in der Abgasleitung 1b detektiert wird (vgl. Fig. 23).
Die Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen der Verbeitungsprozedur zum Ändern des Verbrennungsmodus in dem Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und die Fig. 14 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum schematischen Darstellen der Änderungsverhaltensweisen der Steuerparameter in dem Steuersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Übrigens stimmt die funktionelle Ausbildung des Steuersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen mit der in Fig. 1 gezeigten überein, mit der Ausnahme der Abbildungsauswahl-Verarbeitungsprozedur, die für die Gruppe der Abbildungen gemäß dem gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48 und die Gruppe der Abbildung für den gewünschten Zündzeitpunkt 49 in Übereinstimmung mit dem validierten Verbrennungsmodus M auszuführen ist.
Beginnt das Ändern des Verbrennungsmodus M von dem stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus S-F/B zu dem geschichteten mageren Verbrennungsmodus bei einem in Fig. 14 gezeigten Zeitpunkt t1, so bestimmt oder setzt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 die Steuerparameter für die Verbrennung (d. h., den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je und den gewünschten Zündzeitpunkt Go) in Übereinstimmung mit einer in Fig. 13 dargestellten Varbeitungsroutine.
Wie in Fig. 13 gezeigt, wird bei einer Änderung des Verbrennungsmodus das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) zunächst mit einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(r) verglichen, um zu entscheiden, ob das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) gleich oder größer als das vorgegebene Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/F(r) ist (Schritt S91).
Allgemein erhöht sich bei einem Ändern des Verbrennungsmodus M der Ladewirkungsgrad EC und das einer Filterung unterzogene gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) allmählich mit der Verzögerung erster Ordnung bei sich erhöhender Einlaßluftmenge Qa.
Insbesondere erhöht sich das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) allmählich von dem Wert (14,7) des stöchiometrischen Rückkopplungs- Verbrennungsmodus zu dem Wert (ca. 30) des geschichteten mageren Verbrennungsmodus bei einem Ändern des Verbrennungsmodus M im Zeitpunkt t1.
Wird in einem in Fig. 13 gezeigten Schritt S91 entschieden, daß das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) kleiner als das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr ist, d. h. gilt A/F(n) < A/Fr, oder führt die Entscheidung im Schritt S91 zu einer Verneinung "NEIN", was anzeigt, daß das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr nicht erreicht hat, so referenziert die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 die Abbildung für den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und die Abbildung für den gewünschten Zündzeitpunkt 59, die vor der Änderung des Verbrennungsmodus validiert sind.
Demnach wird der gewünschte Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je und der gewünschte Zündzeitpunkt Go unter Bezugnahme auf die relevanten Abbildungen gesetzt oder bestimmt, die vor dem Ändern des Verbrennungsmodus M validiert oder ausgewählt sind (Schritte 592 und 593), woraufhin die in Fig. 13 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Erfolgt andererseits in dem Schritt S91 eine Entscheidung dahingehend, daß das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) nicht kleiner als das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr ist oder daß A/F(n) A/Fr gilt, (d. h., führt die Entscheidung im Schritt S91 zu einer Bestätigung "JA"), was anzeigt, daß das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/F(n) das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr erreicht hat, so setzt oder bestimmt die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 anschließend den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je und den gewünschten Zündzeitpunkt Go auf der Grundlage der jeweiligen relevanten Abbildungen, die beim Ändern des Verbrennungsmodus M validiert werden (Schritte S94 und S95), woraufhin die in Fig. 13 dargestellte Varbeitungsroutine terminiert.
Hierdurch werden der gewünschte Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt Je und der gewünschte Zündzeitpunkt Go zu den jeweiligen Werten geändert, die den momentan gültigen Verbrennungsmodus M (geschichteter magerer Verbrennungsmodus) in einem Zeitpunkt t2 zugeordnet sind, wenn das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht hat, wie anhand von Fig. 14 zu erkennen ist.
In anderen Worten, wird der auf die Kraftstoffeinspritz- Zeitsteuerung und die Zündzeitsteuerung anzuwendende Verwendungsmodus im Zeitpunkt t2 dann geändert, wenn das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors 1 das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr erreicht hat, durch Berücksichtigen des Bereichs der Luft/Kraftstoff- Verhältnisse, wo die Verbrennung oder die Zündung im Bereich des Verbrennungsmodus-Änderungszeitpunkts stabil bleiben kann.
Die Steuerparameter der anderen Datenabbildungen 44 bis 46 werden zur selben Zeit geändert, zu der sich der Verbrennungsmodus M ändert, da Antworten dieser Parameter auf die Änderung des Verbrennungsmodus von einer größeren Verzögerung im Vergleich zu den Steuerparametern für den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und den Zündzeitpunkt begleitet sein können. Insbesondere erfolgt, wie anhand von Fig. 14 zu erkennen ist, ein exaktes stufenweises Ändern im Zeitpunkt t1 der Werte für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang 80, den gewünschten EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo und den gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang Bo.
In diesem Zusammenhang ist jedoch zu erwähnen, daß obgleich der Wert des gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/Fo, der durch Bezugnahme auf die relevante Abbildung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 47 gesetzt ist, sich stufenweise ändert, eine allmähliche Änderung des gewünschten und einer Filterung unterzogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) in Übereinstimmung mit dem Ändern des Ladewirkungsgrads EC bewirkt wird, wie in Fig. 14 gezeigt, da das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 zum Durchführen der Filterbearbeitung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo vorgesehen ist.
Anhand der vorangehenden Ausführungen ist nun zu erkennen, daß bei dem Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Werte des gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkts Je und des gewünschten Zündzeitpunkts Go unter - Bezug auf die jeweilig relevanten Abbildungen für den stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus S-F/B gesetzt sind, bis das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n) das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr erreicht hat, während es auf der Grundlage der jeweiligen relevanten Abbildungen für den geschichteten mageren Verbrennungsmodus gesetzt ist, nachdem der zuvor genannte den letzteren erreicht hat.
Hierdurch läßt sich durch eine einfache Steuerverarbeitung unter Verzögerung des gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkts und des gewünschten Zündzeitpunkts bei einem Ändern des Verbrennungsmodus M der Drehmomentstoß, der andernfalls bei einem Ändern des Verbrennungsmodus M auftreten würde, unterdrücken, ohne daß dies irgendeine nennenswerte Verschlechterung der Abgasqualität mit sich bringt.
Ferner lassen sich selbst in den Motorbetrieb-Übergangsphasen die Steuerparameter (der gewünschte Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt und der gewünschte Zündzeitpunkt) genau auf die jeweiligen optimalen Werte setzen, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Einlaßluftmenge Qa, unabhängig von der Veränderung der mechanischen Struktur des Einlaßluftsystems des Motors. Demnach läßt sich die Qualität des Abgases sowie der Kraftstoffkosten-Leistungsumfang des Motors weiter verbessern.
Die oben erwähnten vorteilhaften Wirkungen lassen sich in demselben Umfang dann erzielen, wenn der Verbrennungsmodus M von dem geschichteten mageren Verbrennungsmodus zu dem stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus S-F/B geändert wird.
Bei dem Steuersystem für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Zeitpunkt zum Ändern der Steuerparameterwerte bei einem Ändern des Verbrennungsmodus unter Einsatz des gewünschten und einer Filterung unterzogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F(n) bestimmt, daß von dem Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis 50 ausgegeben wird. Jedoch kann das tatsächlich in der Abgasleitung 1b durch den Luft/Kraftstoff- Verhältnissensor 6 (vgl. Fig. 23) detektierte Luft/Kraftstoff-Verhältnis F ebenso für diesen Zweck eingesetzt werden.
Die Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Verarbeitungsbetriebs des Steuersystems für den Motor vom Zylindereinspritztyp zum Ändern des Verbrennungsmodus gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, derart, daß der Zeitpunkt, zu dem der Steuerparameterwert bei einem Ändern des Verbrennungsmodus zu ändern ist, auf der Grundlage des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis F bestimmt wird, das bei dem Abgas tatsächlich detektiert wird. In Fig. 15 sind die Schritte S92 bis S95 dieselben wie diejenigen, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 13 beschrieben wurden.
Wie in Fig. 15 gezeigt, holt die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 das durch den in der Abgasleitung 1b montierten Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 6 vom linearen Typ detektierte tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis F bei der Änderung des Verbrennungsmodus M (Schritt S90), und sie entscheidet dann, ob das tatsächliche Luft/Kraftstoff- Verhältnis F kleiner als das vorgegebene Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fr ist oder nicht (Schritt S91A).
Wird entschieden, daß das tatsächliche Luft/Kraftstoff- Verhältnis F kleiner als das vorgegebene Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fr ist (d. h., wenn die Entscheidung in dem Schritt S91A zu einer Negierung "NEIN" führt), so geht die Verarbeitung zu den Schritten S92 und S93 über, und zwar zum Setzen des Werts der Steuerparameter auf der Grundlage der Abbildungen, auf die vor der momentanten Änderung des Verbrennungsmodus Bezug genommen wurde. Wird im Gegensatz hierzu entschieden, daß das tatsächliche Luft/Kraftstoff- Verhältnis F nicht kleiner als das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr ist (d. h., wenn die Entscheidung in dem Schritt S91A zu einer Bestätigung "JA" führt), so geht die Verarbeitung zu den Schritten S924 und S95 über, zum Setzen der Steuerparameter auf der Grundlage der Abbildungen, auf die bei der Änderung des Verbrennungsmodus Bezug genommen wird, woraufhin die Varbeitungsroutine nach Fig. 15 terminiert.
Wie anhand der vorangehenden Ausführungen zu erkennen ist, kann im Fall des Steuersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung das Filter für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis 50 in die ECU-Einheit 12A des Steuersystems, das hier zuvor beschrieben ist, mittels einer solchen Anordnung eingespart werden, daß der gewünschte Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt und der gewünschte Zündzeitpunkt auf der Grundlage des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses F gesteuert oder geändert werden, das tatsächlich in der Abgasleitung 1b detektiert wird, was eine vorteilhafte Wirkung darstellt.
In dem Fall des Steuersystems für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden der gewünschte Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt Je und der gewünschte Zündzeitpunkt Go arithmetische auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC unter Bezug auf die Datenabbildungen bestimmt. Jedoch können der gewünschte Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je sowie der gewünschte Zündzeitpunkt Go arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo unter Bezug auf die relevante Abbildung bestimmt werden.
Im folgenden richtet sich unter Bezug auf die Fig. 16, 17 und 18 die Beschreibung auf das Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verbrennungssteuerparameter arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo unter Bezug auf die zugeordnete Abbildung bestimmt werden.
Die Fig. 16 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum Darstellen einer allgemeinen Anordnung einer ECU-Einheit (Steuervorrichtung) 12B in dem Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung. In der Figur sind gleiche Teile oder Komponenten, wie die hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 1 beschriebenen, anhand vergleichbarer Bezugssymbole bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung hiervon wird weggelassen. Ferner zeigen die Fig. 17 und 18 Flußdiagramme zum Darstellen der Steuerparameter-Einstellprozeduren oder - routinen gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, derart, daß die Schritte S71, S72B und S73 sowie die Schritte S81, S82B und S83 denjenigen zugeordnet sind, die in den Fig. 9 und 10 anhand derselben Bezugssymbole bezeichnet sind. Die in den Fig. 16 bis 18 dargestellten Varbeitungsroutinen unterscheiden sich von den zuvor unter Bezug auf die Fig. 1, 9 und 10 beschriebenen lediglich im Hinblick auf das Einstellen des gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkts Je (Fig. 17) und des gewünschten Zündzeitpunkts Go (Fig. 18), wie anhand dem Affix "B" gezeigt.
Gemäß den technischen Lehren der im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform umgesetzten Erfindung ist die ECU-Einheit 12B so entworfen, daß sie die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo holt, die von der Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge 51 ausgegeben wird, um hierdurch den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je und den gewünschten Zündzeitpunkt Go zu setzen oder zu bestimmen, und zwar auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine Abbildung gemäß einem gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48B und einer Abbildung gemäß einem gewünschten Zündzeitpunkt 49B, die in der ECU- Einheit 12B gespeichert sind.
Insbesondere wählt, wie in Fig. 17 gezeigt, die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52, die einen Teil der Steuervorrichtung 12B bildet, die Abbildung gemäß dem gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt 48B in Übereinstimmung mit dem momentan validierten Verbrennungsmodus M (Schritt S71) aus, um hierdurch den gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je von der ausgewählten Abb. 48B auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne (Schritt S72B) auszuwählen, damit hierdurch der Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt gesetzt wird (Schritt S73).
Ferner wählt, wie anhand von Fig. 18 zu erkennen ist, die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 die Abbildung gemäß dem gewünschten Zündzeitpunkt 49B in Übereinstimmung mit dem momentan validierten Verbrennungsmodus M (Schritt S81) aus, zum Extrahieren des gewünschten Zündzeitpunkts Go anhand der ausgewählten Abbildung auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne (Schritt S82B), um hierdurch den wirksamen Zündzeitpunkt festzulegen (Schritt S83).
Anhand der obigen Ausführungen ist offentsichtlich, daß sich Wirkungen ähnlich zu den zuvor beschriebenen mit dem Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielen lassen. In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, daß die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo in den oben erwähnten Schritten S72B und S82B äquivalent zu der Pulsbreite des an dem Kraftstoffeinspritzer 13 anliegenden Pulssignals sind. Demnach kann unter Erzielung im wesentlichen derselben Wirkung die Pulsbreite des Kraftstoffeinspritzsignals J als gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo eingesetzt werden.
Bei dem Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der gewünschte EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo arithmetisch auf der Grundlage des Beschleunigungspedal-Eindrückhubs α unter Bezug auf die passende Datenabbildung bestimmt. Jedoch kann der gewünschte EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrad EC bestimmt werden, der äquivalent zu der tatsächlichen Einlaßluftmenge Qa ist, unter Bezug auf die relevante Abbildung.
Nachfolgend richtet sich unter Bezug auf die Fig. 19 die Beschreibung auf das Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, indem der gewünschte EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC unter Bezug auf die passende Abbildung bestimmt wird. Die Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitung zum Einstellen des gewünschten EGR-Ventil-Öffnungsumfangs Eo gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung, derart, daß die Schritte S21, S22C und S23 jeweils denjenigen zugeordnet sind, die durch gleiche Bezugssymbole in Fig. 2 bezeichnet sind. Wie anhand von Fig. 19 zu erkennen ist, unterscheidet sich die nun betrachtete Verarbeitung von der zuvor unter Bezug auf die Fig. 4 beschriebenen lediglich im Hinblick auf den Schritt S22C zum Einstellen des Übertragung EGR-Ventil- Öffnungsumfangs Eo.
Unter Bezug auf die Figur bestimmt die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten EGR-Ventil- Öffnungsumfang Eo auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motordrehzahl Ne unter Bezug auf die Abbildung, die in Übereinstimmung mit dem momentan validierten Verbrennungsmodus M ausgewählt ist, in dem in Fig. 19 dargestellten Schritt S22C.
Wie anhand der obigen Ausführungen zu erkennen ist, ist es durch Steuern des EGR-Regulierventils 17 auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC (der Einlaßluftmenge Qa) und der Motordrehzahl Ne möglich, die EGR-Menge optimal in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Motorlast zu steuern, ähnlich zu den hier zuvor beschriebenen Steuersystemen. Übrigens läßt sich mit dem Steuersystem gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung die Verarbeitung selbst im großen Umfang vereinfachen.
Bei dem Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung wird der gewünschte EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC unter Bezug auf die passende Abbildung bestimmt. Jedoch läßt sich der gewünschte EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo auch arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo unter Bezug auf die passende Abbildung bestimmten.
Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezug auf die Fig. 20, und sie richtet sich auf sein Steuersystem für den Motor vom Zylindereinspritztyp gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, gemäß der der gewünschte EGR-Ventil- Öffnungsumfang Eo arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo unter Bezug auf die relevante Abbildung bestimmt wird. Die Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Varbeitungsroutine zum Einstellen des gewünschten EGR-Ventil-Öffnungsumfangs Eo gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung. Wie sich anhand der Fig. 20 erkennen läßt, unterscheidet sich die nun betrachtete Varbeitungsroutine von der zuvor unter Bezug auf die Fig. 19 beschriebenen lediglich im Hinblick auf den Schritt S22D zum Einstellen des gewünschten EGR-Ventil- Öffnungsumfangs Eo.
Nun ist unter Bezug auf die Fig. 20 zu erkennen, daß die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 in dem Schritt S22D den gewünschten EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne bestimmt, unter Bezugnahme auf die in Übereinstimmung mit dem momentan validierten Verbrennungsmodus M ausgewählte Abbildung.
Durch Steuerung des EGR-Regulierventils 17 (siehe Fig. 23) auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne in dieser Weise lassen sich vorteilhafte Wirkungen ähnlich zu den zuvor erwähnten erzielen.
Bei dem Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der gewünschte Verwirbelungsventil-(SCV)- Öffnungsumfang Bo arithmetisch auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α unter Bezugnahme auf die passende Datenabbildung bestimmt. Jedoch läßt sich der gewünschte Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang Bo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC (Einlaßluftmenge Qa) unter Bezug auf die passende Datenabbildung bestimmen.
Die Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitung zum Festlegen des gewünschten Verwirbelungsventil-Öffnungsumfangs Bo gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gemäß der der gewünschte Verwirbelungsventil-(SCV)-Öffnungsumfang Bo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC durch eine Abbildungsbezugnahme bestimmt wird. In der Fig. 21 sind die Schritte S31, S32E und S33 jeweils den in der Fig. 5 durch gleiche Bezugssymbole bezeichneten zugeordnet. Gemäß der Fig. 21 unterscheidet sich die nun betrachtete Varbeitungsroutine von der zuvor unter Bezug auf die Fig. 5 beschriebenen lediglich im Hinblick auf den Schritt S32E zum Setzen des gewünschten Verwirbelungsventil-(SCV) - Öffnungsumfangs Bo.
Unter Bezugsnahme auf die Figur ist zu erkennen, daß die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 den gewünschten Verwirbelungsventil-(SCV)-Öffnungsumfang Bo auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motordrehzahl Ne bestimmt, unter Bezugnahme auf die ausgewählte Abbildung, die in Übereinstimmung mit dem im Rahmen des in Fig. 21 dargestellten Schritts S32E momentan validierten Verbrennungsmodus M ausgewählt ist.
Wie sich anhand der cbigen Ausführungen erkennen läßt, ist es durch Steuern des Verwirbelungssteuerventils 18 (siehe Fig. 23) auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC (Einlaßluftmenge Qa) und der Motordrehzahl Ne möglich, die Verwirbelungsrate optimal und mit hoher Genauigkeit unter Beachtung der tatsächlichen Motorlast zu steuern. Demnach lassen sich vorteilhafte Wirkungen ähnlich zu den hier zuvor erwähnten erzielen.
Bei dem Steuersystem gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung wird der gewünschte Verwirbelungsventil-(SCV)- Öffnungsumfang Bo arithmetisch auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC unter Bezugnahme auf die relevante Datenabbildung bestimmt. Jedoch läßt sich der gewünschte Verwirbelungsventil-Öffnungsumfang Bo ebenso arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo durch die Abbildungsreferenz bestimmten.
Die Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Varbeitungsroutine zum Einstellen oder Bestimmen des gewünschten Verwirbelungsventil-(SCV)-Öffnungsumfangs Bo gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gemäß der der gewünschte Verwirbelungsventil- Öffnungsumfang Bo arithmetisch auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmeng Jo unter Bezugnahme auf die passende Abbildung bestimmt wird. Wie sich anhand von Fig. 22 erkennen läßt, unterscheidet sich die nun betrachtete Varbeitungsroutine von der zuvor unter Bezug auf die Fig. 21 beschriebenen lediglich im Hinblick auf einen Schritt S32F zum Festlegen des gewünschten Verwirbelungsventil- Öffnungsumfangs Bo.
Nun ist unter Bezug auf die Fig. 22 zu erkennen, daß die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung 52 in dem Schritt S32F den gewünschten Verwirbelungsventil-(SCV)-Öffnungsumfang Bo auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf die Abbildung bestimmt, die in Übereinstimmung mit dem momentan ausgewählten und validierten Verbrennungsmodus M ausgewählt ist.
Durch Steuern des Verwirbelungssteuerventils 18 (siehe Fig. 23) auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motordrehzahl Ne in dieser Weise lassen sich vorteilhafte Wirkungen ähnlich zu den hier zuvor erwähnten erzielen.
Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der detaillierten Beschreibung, und es wird demnach durch die angefügten Patentansprüche beabsichtigt, alle derartigen Merkmale und Vorteile des Systems abzudecken, die von dem wahren Sinngehalt und Schutzbereich der Erfindung erfaßt sind. Da ferner zahlreiche Modifikationen und Kombinationen für den mit dem Stand der Technik Vertrauten einfach erkennbar sind, wird nicht beabsichtigt, die Erfindung auf den exakt dargestellten und beschriebenen Aufbau und Betrieb zu begrenzen.
Demnach liegen sämtliche Modifikationen und Äquivalente im Ausweichbereich innerhalb des Sinngehalts und Schutzbereichs der Erfindung.
Fig. 1
TO = Zu
31
Sensor für Wassertemperatur
32
Sensor für Einlaßdruck/Luftdruck
33
Sensor für Einlaßlufttemperatur
15
Sensor für Gaspedal-Eindrückhub
14
Kurbelwinkelsensor
2
Luftströmungssensor
42
Filter mit Verzögerung erster Ordnung
43
Ladewirkungsgrad-Detektionsvorrichtung
41
Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung
44
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang
45
Gruppe von Abbildungen für gewünschte EGR-Mengen
46
Gruppe von Abbildungen für gewünschten SCV-Öffnungsumfang
47
Gruppe von Abbildungen für gewünschte Kraftstoffrate
48
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Kraftstoff- Einspritzendzeitpunkt.
49
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Zündzeitpunkt
52
Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung
50
Filter für gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis
51
Berechnungsvorrichtung für gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge
Fig. 2
END = Ende
NO = Nein
Yes = Ja
S4 Wähle validierten Verbrennungsmodus M auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α und der Motordrehzahl (U/min) Ne
S5 Wähle gültigen Verbrennungsmodus M mit Ausnahme des mageren Verbrennungsmodus
Fig. 3
S11 Wähle gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M
S12 Extrahiere gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang θo anhand der ausgewählten Abbildung für den gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S13 Bestimme Drosselklappen-Öffnungsumfang θ zu dem gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang θo
Fig. 4
S21 Wähle Abbildung für gewünschte EGR-Menge auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M aus
S22 Extrahiere gewünschte EGR-Menge Eo anhand der ausgewählten Abbildung für die gewünschte EGR-Menge auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S23 Setze EGR-Menge zu der gewünschten EGR-Menge Eo
Fig. 5
S31 Wähle Abbildung für den gewünschten SCV-Öffnungsumfang auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M aus
S32 Extrahiere gewünschten SCV-Öffnungsumfang Bo aus der ausgewählten Abbildung für den gewünschten SCV- Öffnungsumfang auf der Grundlage des Gaspedal- Eindrückhubs α der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S33 Setze SCV-Öffnungsumfang zu dem gewünschten SCV- Öffnungsumfang Bo
Fig. 6
S41 Wähle Abbildung für gewünschtes Luft/Kraftstoff- Verhältnis auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M aus
S42 Extrahiere gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo von der ausgewählten Abbildung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage des Gaspedal-Eindrückhubs α auf der Grundlage des Gaspedal- Eindrückhubs α und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne aus
S43 Führe Filterverarbeitung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo durch
S44 Setze das gewünschte und einer Filterung unterzogene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n)
Fig. 7
S51 Detektiere Einlaßluftmenge Qa mit Luftströmungssensor
S52 Führe Filterung der Einlaßluftmenge Qa mit einer Verzögerung erster Ordnung äquivalent zu der Einlaßluftdruck-Änderungsverzögerung durch
S53 Bestimme Ladewirkungsgrad EC anhand des Ergebnisses der Filterverarbeitung
Fig. 8
S61 Bestimme arithmetisch die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und dem gewünschten und einer Filterung unterzogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n)
S62 Setze Kraftstoffeinspritzmenge
Fig. 9
S71 Wähle Abbildung für gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt in Übereinstimmung mit dem validierten Verbrennungsmodus M
S72 Extrahiere gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je von der ausgewählten Abbildung für den Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S73 Setze Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt
Fig. 10
S81 Wähle Abbildung für gewünschten Zündzeitpunkt auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M
S82 Extrahiere gewünschten Zündzeitpunkt Go von der ausgewählten Abbildung für den Zündzeitpunkt auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S83 Setze Zündzeitpunkt
Fig. 11
a Gaspedal-Eindrückhub α
b Verbrennungsmodus mit offener Schleife
c S-F/B-Verbrennungsmodus
d magerer Verbrennungsmodus für Einlaßluft
e beschichteter magerer Verbrennungsmodus
f Kraftstoffunterbrechung
g Motorgeschwindigkeit Ne
Fig. 12
a Verbrennungsmodus M
b S-F/B-Modus
c Geschichteter magerer Verbrennungsmodus
d Gewünschter Drosselklappen-Öffnungsumfang ϑo
e Ladewirkungsgrad EC
f Drehmomentinkrement ΔTp aufgrund der Verringerung des Pumpverlustes, usw.
g Gewünschtes und einer Filterung unterzogenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n)
h Gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge Jo
i Drehmomentverringerung ΔTq aufgrund der Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge
j Drehmomentänderungsrate ΔTpq
k Zeit
Fig. 13
S92 Setze gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je durch Bezugnahme auf die relevante Abbildung, die vor einer Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S93 Setze gewünschten Zündzeitpunkt Go durch Bezugnahme auf relevante Abbildung, die vor der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S94 Setze gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je durch Bezugnahme auf die Relevanz der Abbildung, die nach der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S95 Setze gewünschten Zündzeitpunkt Go durch Bezugnahme auf die relevante Abbildung, die nach der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
Fig. 14
a Verbrennungsmodus M
b S-F/B-Modus
c Geschichteter magerer Verbrennungsmodus
d Gewünschter Drosselklappen-Öffnungsumfang θo
e Ladewirkungsgrad EC
f Gewünschtes und einer Filterung unterzogenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F(n)
g Gewünschter Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je
h Gewünschter Zündzeitpunkt Go
i Gewünschter SCV-Öffnungsumfang Bo
j Gewünschter EGR-Ventil-Öffnungsumfang Eo
k Zeit
Fig. 15
S90 Hole tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis
S92 Setze gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je durch Bezugnahme auf die relevante Abbildung, die vor einer Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S93 Setze gewünschten Zündzeitpunkt Go durch Bezugnahme auf relevante Abbildung, die vor der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S94 Setze gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je durch Bezugnahme auf die Relevanz der Abbildung, die nach der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
S95 Setze gewünschten Zündzeitpunkt Go durch Bezugnahme auf die relevante Abbildung, die nach der Änderung des Verbrennungsmodus validiert wird
Fig. 16
TO = Zu
31
Sensor für Wassertemperatur
32
Sensor für Einlaßdruck/Luftdruck
33
Sensor für Einlaßlufttemperatur
15
Sensor für Gaspedal-Eindrückhub
14
Kurbelwinkelsensor
2
Luftströmungssensor
42
Filter mit Verzögerung erster Ordnung
43
Ladewirkungsgrad-Detektionsvorrichtung
41
Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung
44
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Drosselklappen-Öffnungsumfang
45
Gruppe von Abbildungen für gewünschte EGR-Mengen
46
Gruppe von Abbildungen für gewünschten SCV-Öffnungsumfang
47
Gruppe von Abbildungen für gewünschte Kraftstoffrate
48
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Kraftstoff- Einspritzendzeitpunkt
49
Gruppe von Abbildungen für gewünschten Zündzeitpunkt
52
Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung
50
Filter für gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis
51
Berechnungsvorrichtung für gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge
Fig. 17
S71 Wähle Abbildung für gewünschten Kraftstoffeinspritz- Endzeitpunkt in Übereinstimmung mit dem validierten Verbrennungsmodus M
S72B Extrahiere gewünschten Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt Je aus ausgewählter Abbildung für den Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S73 Setze Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt
Fig. 18
S81 Wähle Abbildung für gewünschten Zündzeitpunkt auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M
S82B Extrahiere gewünschten Zündzeitpunkt Go aus der ausgewählten Abbildung für Zündzeitpunkt auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoff-Einspritzmenge Jo und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S83 Setze Zündzeitpunkt
Fig. 19
S21 Wähle Abbildung für gewünschten EGR-Ventil- Öffnungsumfang auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M
S22C Extrahiere gemischte EGR-Menge Eo von der ausgewählten Abbildung für den gewünschten EGR-Wert auf der Grundlage des Ladewirkungsgrads EC und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S23 Setze EGR-Wert auf gewünschte EGR-Menge Eo
Fig. 20
S21 Wähle gewünschte Abbildung für EGR in Übereinstimmung mit dem validierten Verbrennungsmodus M aus
S22D Extrahiere gewünschte EGR-Menge Eo von der ausgewählten Abbildung für den gewünschten EGR-Wert auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Jo und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S23 Setze EGR-Wert zu der gewünschten EGR-Menge Eo
Fig. 21
S31 Wähle Abbildung für gewünschten SCV-Öffnungsumfang auf der Grundlage des validierten Verbrennungsmodus M
S32E Extrahiere gewünschten SCV-Öffnungsumfang Bo von der ausgewählten Abbildung von dem gewünschten SCV- Öffnungsumfang auf der Grundlage des Ladewirkungsgrades EC und der Motorgeschwindigkeit (U/Min) Ne
S33 Steuere SCV-Öffnungsumfang zu dem gewünschten SCV- Öffnungsumfang Bo
Fig. 22
S31 Vergleiche
Fig.
21
S32F Extrahiere gewünschten SCV-Öffnungsumfang Bo von der ausgewählten Abbildung für den gewünschten SCV- Öffnungsumfang auf der Grundlage der gewünschten Kraftstoffeirfspritzmenge Jo und der Motorgeschwindigkeit (U/min) Ne
S33 Setze SCV-Öffnungsumfang zu dem gewünschten SCV- Öffnungsumfang Bo
Fig. 23
2
Luftströmungssensor
7
Drosselklappenstellglied
19
SVC-Stellglied
17
EGR-Regulierventil
9
Verteiler
10
Zündspule
11
Zündvorrichtung
12
ECU-Einheit
Fig. 24
ECU ECU-Einheit
101
Erste Eingangsschnittstellenschaltung
102
Zweite Eingangsschnittstellenschaltung
201
Zähler
202
Zeitgeber
203
A/D-Umsetzer
207
Ausgangsanschluß
105
Stromversorgungsschaltung
104
Ausgangsschnittstellenschaltung

Claims (10)

1. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp, enthaltend:
Kraftstoffeinspritzventile (13) zum Einspritzen von Kraftstoff jeweils direkt in die Zylinder des Verbrennungsmotors (1);
eine Zündvorrichtung (8, 9, 10, 11) zum Zünden des Kraftstoffs jeweils in den Zylindern,
eine Einlaßluftströmungs-Reguliervorrichtung (7) zum Regulieren der Menge (Qa) der Einlaßluft, die dem Verbrennungsmotor (1) zugeführt wird;
Sensoren (2, 14, 15, 31, 32, 33) zahlreicher Typen zum Detektieren der Betriebszustände des Verbrennungsmotors (1); und
eine Steuervorrichtung (12A, 12B) zum Steuern der Kraftstoffeinspritzventile, der Zündvorrichtung (8, 9, 10, 11) und der Einlaßluftströmungs-Reguliervorrichtung (7) in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen, derart, daß
die zahlreichen Typen der Sensoren (15, 14, 2) zum Detektieren mindestens einer Motordrehzahl (Ne), eines Gaspedal-Eindrückhubs (α) und der Einlaßluftmenge (Qa) entworfen sind, und
die Steuervorrichtung enthält:
eine Verbrennungsmodus-Bistimmungsvorrichtung (41) zum selektiven Bestimmen mehrerer Verbrennungsmodi (M) in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl (Ne) und dem Gaspedal-Eindrückhub (α);
eine Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis (47, 50) zum Festlegen eines gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/Fo, A/F(n)) in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus (M) auf der Grundlage der Motordrehzahl (Ne) und dem Gaspedal- Eindrückhub (α);
eine Berechnungsvorrichtung für die gewüschte Kraftstoffeinspritzmenge (51) zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge (Je) in Übereinstimmung mit dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/Fo, A/F(n)); und
eine Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung (52) zum arithmetischen Bestimmen der Steuerparameter für die Kraftstoffeinspritzventile (13) und die Zündvorrichtung (8 bis 11) in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus (M) auf der Grundlage der Motordrehzahl (Ne) in mindestens einer Größe aus der Gruppe Gaspedal- Eindrückhub (α), Einlaßluftmenge (Qa) und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge (Jo).
2. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerparameter- Berechnungsvorrichtung (52) arithmetisch als Steuerparameter für das Kraftstoffeinspritzventil (13) einen Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt zum Terminieren des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils bestimmt.
3. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis enthält:
eine Filtervorrichtung (50) zum Durchführen einer Filterverarbeitung bei dem gewünschten Luft/Kraftstoff- Verhältnis (A/Fo) derart, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/Fo) einer Änderung des Verhaltens der Einlaßluftmenge (Qa) folgen kann.
4. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zahlreichen Typen der Sensoren enthalten:
Sensoren (31, 32, 33) jeweils zum Detektieren einer Kühlwassertemperatur (Tw), eines Luftdrucks (Pa) und einer Einlaßlufttemperatur (Ta) des Motors (1), derart, daß
die Verbrennungsmodus-Bestimmungsvorrichtung (41) den Verbrennungsmodus (M) auf der Grundlage mindestens einer der Größen Kühlwassertemperatur (Tw), Luftdruck (Pa) und Einlaßlufttemperatur (Ta) bestimmt, zusätzlich zu der Motordrehzahl (Ne) und dem Gaspedal-Eindrückhub (α).
5. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsmodus- Bestimmungsvorrichtung (41) so entworfen ist, daß sie den Verbrennungsmodus (M) zu einem stöchiometrischen Rückkopplungs-Verbrennungsmodus oder alternativ zu einem offenen Schleifenmodus bestimmt, und zwar in Ansprechen auf mindestens eines der Ereignisse, daß die Kühlwassertemperatur (Tw) einen kalten Zustand des Motors (1) anzeigt, daß der Luftdruck (Pa) ein Umfeld in einem Hochlandbereich anzeigt und daß die Einlaßlufttemperatur (Ta) einen kalten Bezirk anzeigt.
6. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (52) die Änderungssteuerung für die Steuerparameter (Je, Go) für mindestens das Kraftstoffeinspritzventil (13) und die Zündvorrichtung (8 bis 11) solange verzögert, bis das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein vorgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/Fr) bei einer Änderung des Verbindungsmodus (M) erreicht.
7. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis eine Filtervorrichtung (50) enthält, und zwar zum Durchführen einer Filterverarbeitung des gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/Fo) derart, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/Fo) einer Änderung des Verhaltens der Einlaßluftmenge (Qa) folgen kann, und
die Steuervorrichtung (12A) so entworfen ist, daß sie das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als gewünschtes und einer Filterung unterzogenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F(n)) einsetzt, das der Filterverarbeitung durch die Filtervorrichtung (50) unterzogen wird, die einen Teil der Einstellvorrichtung für das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis darstellt.
8. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zahlreichen Typen der Sensoren enthalten:
einen Sensor (6) zum Detektieren eines Luft/Kraftstoff- Verhältnis (F) in einer Abgasleitung (1b) des Verbrennungsmotors (1), derart, daß
die Steuervorrichtung (12A) so entworfen ist, daß sie als Luft/Kraftstoff-Verhältnis für den Motor (1) das tatsächlich in der Abgasleitung (1b) detektierte Luft/Kraftstoff-Verhältnis einsetzt.
9. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner enthält:
eine Abgas-Rückführ-Reguliervorrichtung (17) zum Regulieren einer Abgas-Rückführmenge, die repräsentativ für einen Teil des rückgeführten Abgas des Motors (1) ist, derart, daß
die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung (52) der Steuervorrichtung (12A, 12B) arithmetisch einen Steuerparameter (Eo) für die Abgas-Rückführ- Reguliervorrichtung (17) bestimmt, und in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmodus (M) auf der Grundlage der Motordrehzahl (Ne) und mindestens einer der Größen Gaspedal-Eindrückhub-Auswahl, Einlaßluftmenge (Qa) und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge (Jo), um hierdurch die Abgas-Rückführmenge zu regeln.
10. Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner enthält:
Verwirbelungsventile (18) zum Erzeugen von Wirbeln jeweils in den Zylindern; und
eine Verwirbelungsraten-Reguliervorrichtung (19) zum Treiben der Verwirbelungsventile (18), um hierdurch die Verwirbelungsrate in den Zylindern zu regulieren, derart, daß
die Steuerparameter-Berechnungsvorrichtung (52) arithmetisch ein Steuerparameter (Bo) für die Verwirbelungsraten-Reguliervorrichtung (19) bestimmt, in Übereinstimmung mit dem Verbrennungszustand (M) auf der Grundlage der Motordrehzahl (Ne) und mindestens einer Größe aus Gaspedal-Eindrückhub (α), Einlaßluftmenge (Qa) und gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge (Jo), um hierdurch die Verwirbelungsrate zu regeln.
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