DE4414727B4

DE4414727B4 - Steuerverfahren und Steuereinheit für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4414727B4
Application number: DE4414727A
Authority: DE
Inventors: Toshio Hori; Takeshi Atago; Nobuo Kurihara; Hiroshi Kimura; Kimio Hoshi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: DE4414727A1; US5605132A

Abstract

Verfahren zum Steuern einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit den Schritten
– Erfassen einer Motordrehbewegung (101),
– Identifizieren eines sich im Explosionszyklus befindenden Zylinders (#1–4),
– Ermitteln eines Verbrennungsstabilitätskennwerts Pi für den sich im Explosionszyklus befindlichen Zylinder (#1–4) aus erfassten Schwankungen der Motordrehzahl, des Verbrennungsdrucks und/oder aus erfassten Vibrationen des Zylinderblocks (103),
– Berechnen eines Mittelwerts API der ermittelten Verbrennungsstabilitätskennwerte Pi aller Zylinder (#1–4) (104),
– Bestimmen eines Korrekturwerts CORi für das dem betreffenden Zylinder (#1–4) zugeführte Gemisch derart, dass sich der Verbrennungsstabilitätskennwert Pi dieses Zylinders (#1–4) dem Mittelwert API annähert (106), und
– Ermitteln eines für alle Zylinder (# 1–4) verwendeten Korrekturwerts COR für das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Korrekturwert CORi für den betreffenden Zylinder (# 1–4) dann bestimmt wird, wenn der ermittelte Verbrennungsstabilitätskennwert Pi den Mittelwert API um einen vorbestimmten Betrag SL1, SL2 über- oder unterschreitet,
– der Korrekturwert COR dann ermittelt wird, wenn der Mittelwert API außerhalb von Grenzwerten LPI, RPI liegt, und
– der Korrekturwert COR das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch magerer oder fetter einstellt, um die Verbrennungsstabilität der Zylinder (# 1–4) zu verbessern (107, 108).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Aus der JP 59-122763 A sind ein Verfahren und eine Vor richtung zum Steuern der Verbrennungsstabilität der Zylinder eines Motors bekannt. In dieser Anmeldung wird die Drehwinkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfasst, und die Verbrennungsstabilität der Zylinder im Explosionszyklus wird auf der Basis von Differenzen der Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle für die sich im Explosionszyklus befindlichen Zylinder geregelt bzw. gesteuert.
Bei dieser herkömmlichen Technologie wird der die Verbrennungsstabilität anzeigende Kennwert, wie zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit, mit den Kennwerten anderer Zylinder verglichen. Diese Technologie weist somit den Nachteil auf, dass die Verbrennungsstabilität nicht korrekt beurteilt werden kann, weil die Verbrennungsstabilität der anderen Zylinder sich auf einen Vergleich störend auswirkt. Darüber hinaus wird nicht berücksichtigt, daß der Motor in einen besseren Verbrennungszustand gebracht wurde, nachdem die Abweichung der Verbrennungsstabilität in jedem der Zylinder korrigiert wurde.
Aus der JP 58-217732 A ist bekannt, die Steuerkennwerte für die Zündung und/oder für die Kraftstoffeinspritzung zu korrigieren, um die Verbrennung zu verbessern, wenn die Schwankung der Drehwinkelgeschwindigkeit groß ist.
Aus der US 4 535 406 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen für einen Zylinder ein Signal erfaßt wird, das eine durchschnittliche Motordrehzahl für einen bestimmten Kurbelwellendrehbereich angibt. Basierend auf der Differenz zwischen dem Motordrehzahlsignal für den Zylinder und dem Mittelwert der Signale für alle Zylinder wird für den Zylinder ein Kraftstoffmengenkorrektursignal ermittelt, das die dem Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge derart korrigiert, daß die Motordrehzahlsignale für die Zylinder gleich sind. Um die gesamte der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge konstant zu halten, werden die den Zylindern zugeführten Kraftstoffmengen zusätzlich unter Berücksichtigung des Mittelwertes der Kraftstoffmengenkorrektursignale für alle Zylinder korrigiert. Da die gesamte zugeführte Kraftstoffmenge unverändert bleibt, sind die Korrekturmöglichkeiten dieses Verfahrens auf die Verbrennungsstabilität der Brennkraftmaschine jedoch eingeschränkt. Insbesondere ist es nicht möglich, den Einfluß der Korrektur von anderen Zylindern auf die Verbrennungsstabilität zu berücksichtigen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Mehrzylinder- Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Verbesserung und Stabilisierung der Verbrennung in allen Zylindern der Brennkraftmaschine ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen der Erfindung.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erfolgt die Beurteilung der Verbrennungsstabilität (des Verbrennungszustands) jedes der Zylinder durch das Vergleichen des Mittelwerts der Verbrennungsstabilitätskennwerte für alle Zylinder mit dem Wert jedes der Zylinder, um bei jedem der Zylinder eine individuelle Korrektur durchzuführen. Weiter wird auch eine Korrektur für alle Zylinder insgesamt durchgeführt, wenn alle Differenzen zwischen dem Mittelwert aller Zylinder und dem Wert jedes der Zylinder unter einem vorgegebenen Wert liegen.

Des weiteren können die durch die Abweichung aufgrund der ein zelnen, die Drehung erfassenden Sensoren verursachten Fehler bei der Erfassung der Drehinformation gelernt, und die Kennwerte, welche die Verbrennungsstabilität anzeigen, auf der Basis der Werte korrigiert werden.

1 ist ein Ablaufplan, der eine Ausführungsform für eine durch eine Motorsteuereinheit ausgeführte Steuerverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

2 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.

3 ist ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.

4 ist eine graphische Darstellung der Kennlinien, die die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis und der Leistung des Motors zeigen.

5 ist eine graphische Darstellung, die das Verhalten der Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl eines Motors zeigt.

6 ist ein Beispiel für experimentelle Ergebnisse, es wird die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis und der Drehmomentenschwankung gezeigt.

7 ist ein Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das Abweichungen zeigt, die durch die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile verursacht werden.

8 ist ein Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen den Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge für jeden der Zylinder und dem Verbrennungsstabilitätskennwert zeigt.

9 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen den Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzu fuhrmenge für jeden der Zylinder und dem Kennwert der Verbrennungsstabilität zeigt.

10 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis und der Drehmomentenschwankung zeigt.

11 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das eine Abweichung zeigt, die infolge der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile entsteht.

12 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen den Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge für jeden der Zylinder und dem Kennwert der Verbrennungsstabilität zeigt.

13 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen den Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge für jeden der Zylinder und dem Kennwert der Verbrennungsstabilität zeigt.

14 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis und der Drehmomentenschwankung zeigt.

15 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das eine Abweichung zeigt, die infolge der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile entsteht.

16 ist ein weiteres Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das die Beziehung zwischen den Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge für jeden der Zylinder und dem Kennwert der Verbrennungsstabilität zeigt.

17 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Ausführungsform einer Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.

18 eine graphische Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge zeigt.

19 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit durchgeführt wird.

20 ist ein Ablaufplan einer Auswertungsverarbeitung der Verbrennungsstabilität.

21 ist ein Kennliniendiagramm für einen Verbrennungsstabilitätsindex.

22 ist ein Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Betriebsbereich und der Verbrennungsstabilität zeigt.

23 ist ein Ablaufdiagramm eines von einer Motorsteuereinheit durchgeführten Lernprozesses.

24 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Auswertung der Verbrennungsstabilität und eine Korrekturverarbeitung zeigt.

25 ist ein Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das eine Kennlinie der Motordrehzahlerfassung zeigt.

26 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit ausgeführt wird.

27 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit ausgeführt wird.

Im folgenden wird die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezug auf die Figuren der Ausführungsformen erläutert.

2 zeigt eine Ausführungsform eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur tritt die durch einen Motor anzusaugende Luft durch ein Einlaßteil 2 eines Luftreinigers 1 ein, fließt durch einen Kanal 4 und einen Drosselventilkörper 5, der zum Einstellen des Ansaugluftdurchsatzes eine Drosselklappe 5a enthält, und tritt in einen Sammler 6 ein. Um in das Innere jedes der Zylinder geleitet zu werden, wird die angesaugte Luft auf jedes der Ansaugrohre 8 verteilt, die mit jedem der Zylinder des Motors 7 verbunden sind.

Andererseits wird Kraftstoff, wie zum Beispiel Benzin, mit einer Kraftstoffpumpe 10 aus einem Kraftstofftank 9 abgesaugt und zu einem Kraftstoffsystem gepumpt, das einen Kraftstoffschieber 11, einen Kraftstoffilter 12, ein Kraftstoffeinspritzventil (Düse) 13 und einen Kraftstoffdruckregler 14 umfaßt, die über Rohre miteinander verbunden sind. Sodann wird der Kraftstoff mit dem Kraftstoffdruckregler 14 auf einen konstanten Druck geregelt, um von der Kraftstoffdüse 13, die auf dem Ansaugrohr 8 angeordnet ist, in das Ansaugrohr 8 eingespritzt zu werden.

Ein Luftmengenmesser 3 gibt ein elektrisches Signal aus, das die Ansaugluftmenge angibt, dieses Ausgangssignal wird einer Steuereinheit 15 zugeführt.

Ein Drosselsensor 18 zum Erfassen der Öffnung des Drosselventils 5a ist auf dem Drosselventilkörper 5 angeordnet, wobei auch dieses Ausgangssignal der Steuereinheit 15 zugeführt wird.

Die Bezugsziffer 16 bezeichnet einen Verteiler, in dem ein Kurbelwinkelsensor enthalten ist, es werden ein Basiswinkelsignal REF, das den Drehwinkel der Kurbelwelle anzeigt, und ein Winkelsignal POS zum Erfassen der Drehzahl ausgegeben, wobei auch diese Signale der Steuereinheit 15 zugeführt werden.

Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Sensor eines Luft/Kraftstoffverhältnisses, der auf einem Abgasrohr zum Erfassen eines aktuellen Betriebs-Luft/Kraftstoffverhältnisses angeordnet ist. Das heißt, der Sensor erfaßt, wenn sich das Betriebs-Luft/Kraftstoffverhältnis in einem reichen oder einem armen Gemischzustand, verglichen mit einem wünschenswerten Luft/ Kraftstoffverhältnis befindet, wobei auch dieses Signal der Steuereinheit 15 zugeführt wird.

Die Bezugsziffer 21 bezeichnet einen Sensor zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur des Motors auch dieses Signal wird der Steuereinheit 15 zugeführt.

Der Hauptteil der genannten Steuereinheit 15 umfaßt, wie in 3 gezeigt ist, eine MPU (Motorprozessoreinheit) 15a, einen ROM 15b, einen RAM 15c und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 15d mit hohem Integrationsgrad, die die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren 3, 18, 20, 21 und des Kurbelwinkelsensors 16a, der im Verteiler 16 enthalten ist, zum Erfassen des Betriebszustands des Motors als Eingangssignale erhält, wobei eine vorgegebene Berechnung durchgeführt wird, verschiedene Steuersignale, die als die Ergebnisse der Berechnung berechnet wurden, ausgegeben werden, und geeignete Steuersignale an die Kraftstoffdüsen 13 (13a bis 13d) und eine Zündspuleneinheit 17 zur Durchführung der Kraftstoffzufuhrmengensteuerung und Zündzeitsteuerung übertragen werden.

Bei einem Motor eines derartigen Typs zeigen die Kraftstoffverbrauchsmenge, die NOx-Konzentration und die Drehmomentenschwankung die in 4 gezeigten Kennlinien, wenn das Luft/ Kraftstoffverhältnis des angesaugten Gasgemisches auf ein magereres Gemisch als das Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt wurde. Wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis in Richtung auf mager verschoben wird, während das Drehmoment und die Kraftstoffverbrauchsmenge konstant gehalten werden, verbessert sich die Kraftstoffverbrauchsmenge, das heißt, die Kraftstoffkosten werden verringert, weil der Pumpenverlust verringert wird und auch die spezifische Wärme infolge der Zunahme der Ansaugluftmenge erhöht wird. Die NOx-Abgaskonzentration wird infolge der Abnahme der Verbren nungstemperatur verringert, weil das Luft/Kraftstoffgemischverhältnis mager wird. Die Verbrennungsstabilität kann quantitativ auf der Basis der Drehmomentenschwankung geschätzt werden. Die Verbrennungsstabilität verschlechtert sich graduell bis zu einem bestimmten Mager-Bereich mit dem Anstieg des Luft/ Kraftstoffverhältnisses, weil die Zündfähigkeit des Gasgemisches infolge des Magerkeit des Luft/ Kraftstoffgemischverhältnisses abnimmt. Und wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis diesen Punkt überschreitet, nimmt die Drehmomentenschwankung rapide zu, da sich die Zündfähigkeit extrem verschlechtert. Wie oben beschrieben, hängen die Verbrennungsstabilität und die NOx-Abgaskonzentration im mageren Bereich im wesentlichen vom Luft/Kraftstoffverhältnis ab.

Andererseits gibt es einen zulässigen Grenzwert für die NOx-Abgaskonzentration aufgrund der gesetzlichen Abgasregelung, und es gibt einen Grenzwert für die Verbrennungsstabilität, der durch die Anforderungen an die Funktionsfähigkeit gesetzt wird. Es ist daher bei einem Betrieb mit einem mageren Luft/Kraftstoffgemisch erforderlich, einen Motor in dem Bereich zu betreiben, in dem die beiden genannten Grenzwerte nicht überschritten werden. Um gleichzeitig die Kraftstoffkostensituation zu verbessern, ist es effizient, einen Motor an einem Punkt zu betreiben, der nahe am Grenzwert der Verbrennungsstabilität liegt.

Es ist jedoch extrem schwierig, bei dem dem Motor zuzuführenden Kraftstoff infolge von Abweichungen bei den Kraftstoffdüsen 13 und den Luftmengenmeßgeräten 3 infolge von Verschlechterungen durch Altern das Luft/ Kraftstoffverhältnis zu regeln, was zum Einsatz ei ner Regelung führt. Im folgenden wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die einen Motor innerhalb des Bereichs betreiben kann, der die obigen zwei Bedingungen erfüllt.

Wie in 5, gezeigt, wird während des Betriebs mit einem mageren Luft/Kraftstoffgemischverhältnis die Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Kurbelwelle in ausreichend kurzen Intervallen für jeden der Zyklen Ansaugen, Kompression, Explosion und Ausstoßen auf der Basis der Ausgangssignale des Kurbelwinkelsensors 16a, der im Verteiler 16 enthalten ist, gemessen, um die Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl bei jedem kleinen Drehwinkel-Inkrement zu messen. Die Drehung der Kurbelwelle kann direkt durch Erfassen der Drehung beispielsweise am Hohlrad des Planetengetriebes gemessen werden. Die Drehwinkelgeschwindigkeit in jeder Zeiteinheit (in jeder Phase) schwankt in Abhängigkeit von jedem Zyklus. Der Verbrennungszustand des Motors läßt sich mit Hilfe einer Analyse der Schwankungen erkennen. Die Hauptquelle der Schwankungen der Drehwinkelgeschwindigkeit ist die Explosionskraft im Explosionszyklus in jedem der Zylinder. Daher kann durch Analysieren der Schwankungen der Drehwinkelgeschwindigkeit für den Explosionszyklus jedes der Zylinder der Verbrennungszustand in jedem der Zylinder des Motors erhalten werden.

Andererseits werden bei einem Mehrzylindermotor die unterschiedlichen Verbrennungszustände jedes der Zylinder oft durch die Verteilung der Ansaugluft, durch Abweichungen bei den Kraftstoffeinspritzdüsen 13 und Abweichungen bei den Zündkerzen verursacht. Dadurch entsteht die Drehmomentenabweichung in jedem Zylinder, die Drehmomentenschwankung nimmt zu, und die Funktionsfähigkeit des Motors verschlechtert sich infolgedessen. Darüber hinaus ist die NOx-Abgaskonzentration eines Zylinders, der mit einem reichen Luft/Kraftstoffgemisch betrieben wird, hoch, wodurch sich die Auslaßleistung verschlechtert.

Um daher die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen, ist es wirksam, bei einem Zylinder, der einen gegenüber den anderen Zylindern unterschiedlichen Verbrennungszustand aufweist, eine Korrektursteuerung durchzuführen, wobei der Kennwert des Verbrennungszustandes (Drehmomentenschwankung oder NOx-Auslaßkonzentration) für jeden der Zylinder verwendet wird. Um bei dieser Gelegenheit den Zylinder zu identifizieren, der einen gegenüber den anderen Zylindern unterschiedlichen Verbrennungszustand aufweist, und um quantitativ den Betrag der Differenz zu erfassen, ist es erforderlich, die Differenz zwischen dem Verbrennungszustand jedes der Zylinder und den mittleren Zustand aller Zylinder des Motors zu erhalten. Das läßt sich durchführen, indem der Mittelwert der Verbrennungszustandskennwerte aller Zylinder erhalten wird, die Differenzen zwischen dem Mittelwert und dem Verbrennungszustandskennwert für jeden der Zylinder erhalten werden, und die Kraftstoffzufuhrmengen in Abhängigkeit vom Wert der Differenzen korrigiert werden. Das heißt, die Kraftstoffzufuhrmenge wird in Abhängigkeit von der Größe der Differenz in Bezug auf den Mittelwert zu einem rechen Gemischzustand hin korrigiert, wenn der Verbrennungszustand instabil ist, und sie wird zu einem mageren Gemischzustand hin korrigiert, wenn der Verbrennungszustand stabil ist.

Wenn der Mittelwert der Verbrennungszustandskennwerte noch immer größer oder kleiner als ein Sollwert ist, nachdem die Abweichung bei jedem der Zylinder im dieses Verfahren anwendenden Mehrzylindermotor beseitigt worden ist, ist es wirksam, für alle Zylinder eine Korrektur durchzuführen, da der Verbrennungszustand in allen Zylindern nicht dafür vorgesehen ist, diese Forderung zu erfüllen.

Um die oben beschriebene Steuerverarbeitung zu realisieren, wird unter Bezug auf 1 im folgenden ein Ablaufplan für die Rechenverarbeitung beschrieben, die in der MPU 15a erfolgt. Bei diesem Beispiel handelt es sich um einen Vierzylindermotor.

Die Verarbeitung umfaßt zunächst die Eingabe einer Drehwinkelgeschwindigkeit in jedem kleinen Drehwinkelinkrement im Schritt 101, Identifizieren des Explosionszylinders im Schritt 102 und Berechnen des Verbrennungsstabilitätskennwerts P_i für jeden der Zylinder unter parallelem Identifizieren des Explosionszylinders im Schritt 103. In diesem Beispiel wird die Schwankung der Drehwinkelgeschwindigkeit erhalten. Als nächstes umfaßt die Verarbeitung die Summierung der Kennwerte der Verbrennungsstabilität jedes der Zylinder und Berechnen des Mittelwerts API aller Zylinder im Schritt 104 und Beurteilen im Schritt 105, ob der Kennwert P_i (i = 1 bis 4) für jeden der Zylinder den Mittelwert API mit einer signifikanten Differenz SL1 übersteigt oder nicht. Wenn der Kennwert den Mittelwert übersteigt, wird beurteilt, daß der Verbrennungszustand im betreffenden Zylinder schlecht ist, dann geht die Verarbeitung zu Schritt 109 weiter, um einen Korrekturwert für eine Verschiebung auf einen reichen Gemischzustand zu berechnen, so daß der Ver brennungszustand in diesem Zylinder dem Verbrennungszustand der anderen Zylinder gleich wird. Wenn der Kennwert den Mittelwert nicht übersteigt, erfolgt die Verarbeitung mit der Beurteilung, ob der Kennwert P_i (i = 1 bis 4) für jeden der Zylinder mit einer signifikanten Differenz SL2 unter dem Mittelwert API liegt. Diese Verarbeitung erfolgt im Schritt 106. Trifft das zu, das heißt, wird geurteilt, daß der Verbrennungszustand des Zylinders gut ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 110 weiter, um einen Korrekturwert zum Verschieben in einen mageren Gemischzustand zu berechnen, so daß der Verbrennungszustand des Zylinders gleich dem Verbrennungszustand der anderen Zylinder wird. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturwert COR_i (i = 1 bis 4) in Abhängigkeit von der Größe der Differenz zwischen dem Mittelwert API und dem Kennwert P_i (i = 1 bis 4) für den genannten Zylinder bestimmt. Die oben erhaltenen Korrekturwerte COR_i werden bei jeder Beurteilung im Schritt 111 addiert, der addierte Wert wird in einem RAM 15c als ein addierter Wert der Korrekturwerte SCOR_i (i = 1 bis 4) für jeden der Zylinder gespeichert.

Wenn nicht in den zwei obigen Beurteilungen erkannt wurde, daß die Verbrennungszustände in allen Zylindern die gleichen sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 107 über. Wenn der genannte Mittelwert API größer als ein vorgegebener Wert LPI ist, wird beurteilt, daß sich die Verbrennungszustände in allen Zylindern in einem schlechten Zustand befinden, dann geht die Verarbeitung zu Schritt 112 über, wo ein Korrekturwert COR (positiv) zum Verschieben in einen reichen Gemischzustand berechnet wird, um die Verbrennungszustände in allen Zylindern zu verbessern. In diesem Fall wird der Korrekturwert COR (für alle Zylinder) in Abhängigkeit von der Größe der Differenz zwischen dem Mittelwert API und dem vorgegebenen Wert LPI bestimmt. Und wenn der Mittelwert API kleiner als der vorgegebene Wert LPI ist, das heißt, wenn beurteilt wird, daß die Verbrennungszustände in allen Zylindern gut sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 113 über, um einen Korrekturwert COR (negativ) zum Verschieben in einen mageren Gemischzustand zu berechnen. In diesem Fall wird der Korrekturwert COR (für alle Zylinder) in Abhängigkeit von der Größe der Differenz zwischen dem Mittelwert API und dem vorgegebenen Wert LPI bestimmt. Die oben erhaltenen Korrekturwerte COR werden bei jeder Beurteilung im Schritt 114 addiert, der addierte Wert wird in einem RAM 15c als ein addierter Wert der Korrekturwerte SCOR für alle Zylinder gespeichert.

Die Kraftstoffzufuhrmenge wird auf der Basis des addierten Wertes der Korrekturwerte SCOR für alle Zylinder korrigiert. Die Korrektursteuerung erfolgt derart, daß eine neue Kraftstoffzufuhrmenge durch Addieren oder durch Multiplizieren auf der Basis einer alten Kraftstoffzufuhrmenge erhalten wird.

Durch Wiederholung, um eine derartige Steuerverarbeitung durchzuführen, wird zunächst die Abweichung der Verbrennungszustände in jedem der Zylinder verringert, um die Drehmomentenschwankung zu verringern, wobei die Verbrennungszustände in allen Zylindern nahe einem Grenzwert eines mageren Gemisches eingestellt werden, weshalb nur niedrige Kraftstoffkosten erforderlich sind, und es besteht eine Kompatibilität der Anforderungen zwischen der Größe des NOx-Ausstoßes und der Verbrennungsstabilität.

6 zeigt ein Experimentierergebnis, das mit Hilfe der Ausführungsform erhalten wurde. Wenn ein Motor mit einem Gemisch be trieben wird, das magerer ist, als das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis, müssen die Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel die Motortemperatur, genau eingestellt sein. Wenn daher die Bedingungen, wie zum Beispiel die Motortemperatur, die Drehzahl, die Last usw., genau eingestellt sind, wird die Kraftstoffzufuhrmenge verringert oder die Zufuhrluftmenge erhöht, so daß sich das theoretische oder Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis in Richtung auf ein mageres Luft/Kraftstoffgemischverhältnis ändert. Die Größe der Zunahme oder Abnahme wird durch eine Korrektursteuerung geregelt, die in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen in einem Fall konstante Werte verwendet, in dem keine Einrichtung vorhanden ist, mit deren Hilfe ein lineares Luft/Kraftstoffverhältnis im Abgas erhalten werden kann. Wenn es eine Einrichtung gibt, mit deren Hilfe ein lineares Luft/Kraftstoffverhältnis im Abgas erhalten werden kann, kann die Größe des Anstiegs oder der Abnahme mit Hilfe einer Regelung, die das Signal verwendet, linear korrigiert werden. In der Figur zeigt der Bereich A die Korrektursteuerung im Hinblick auf ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis. Da die Abweichung in den Einspritzdüsen 13 für jeden der in 7 gezeigten Zylinder (#1 bis #4) vorgegeben ist, wird in diesem Experiment das aktuelle Luft/Kraftstoffgemischverhältnis magerer als das Soll-Luft/Kraftstoffgemischverhältnis. Weil sich die Verbrennungsstabilität verschlechtert, wird daher die Verbrennungsstabilität in jedem der Zylinder erfaßt und mit Hilfe der Verarbeitung gemäß dem in 1 gezeigten Ablaufplan korrigiert. Auch dann, wenn es eine Einrichtung gibt, mit deren Hilfe das Luft/Kraftstoffverhältnis im Abgas als linear bekannt ist, kann das gleiche Verhalten dennoch stattfinden, da sich die Verschlechterung der Verbrennung in manchen Fällen je nach Genauigkeit der Einrichtung ergibt.

Obwohl die Geschwindigkeit der Korrektur in Abhängigkeit von der Größe des Korrekturkoeffizienten (Größe) COR_i und der Frequenz der Berechnungen bestimmt wird, nähert sich die Korrektur sprunghaft an, wenn die Größe des Korrekturkoeffizienten CORi, um nicht irgendeine Fehlerkorrektur in Abhängigkeit von der Erfassungszeitdauer und der Genauigkeit des Verbrennungsstabilitätskennwerts zu verursachen, in einem Bereich so groß als möglich gewählt wird. Die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge (Größe) SCOR_i und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P_i für jeden der Zylinder im Punkt B sind in 8 gezeigt. Verglichen mit 7 ist der Korrekturkoeffizient SCOR_i für den ersten Zylinder in einem reicheren Gemischzustand, das bedeutet daher, daß die Abweichung dieses Zylinders genau erfaßt und korrigiert wurde. Mit dieser Korrektur verschiebt sich das mittlere Luft/Kraftstoffverhältnis in den Bereich des reicheren Gemisches. In dem mit C in 6 bezeichneten Bereich wird die Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses für alle Zylinder durchgeführt. Mit dieser Korrektur wird das mittlere Luft/Kraftstoffverhältnis in den Bereich des reicheren Gemisches verschoben. In 9 sind die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCOR_i und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P_i im Punkt D von 6 gezeigt. Die Koeffizienten in Richtung auf das reiche Gemisch werden für alle Zylinder gespeichert, und mit diesen Koeffizienten wird die Verbrennungsstabilität verbessert. Infolgedessen kann ein Luft/Kraftstoffverhältnis nahe am Grenzwert unter Aufrechterhaltung der Verbrennungsstabilität erhalten werden.

Die obige Beschreibung ist ein Beispiel für eine Steuerung zu einem Zeitpunkt, wenn das Luft/Kraftstoffgemischverhältnis extrem mager ist. 10 zeigt ein Beispiel, in dem Luft/Kraftstoffgemischverhältnis reich ist. In der Figur zeigt der Bereich A die Korrekturregelung in Richtung auf ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis. Da, wie in 11 gezeigt ist, die Abweichung bei den Einspritzdüsen 13 für jeden der Zylinder (#1 bis #4) vorgegeben ist, ist das Luft/Kraftstoffgemischverhältnis reich. Daher wird der Zylinder mit einem extrem stabilen Verbrennungsverhältnis mit Hilfe der Verarbeitung gemäß dem in 1 gezeigten Ablaufplan erfaßt und korrigiert. Die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge (Größe) SCOR_i und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P_i für jeden der Zylinder im Punkt B sind in 12 gezeigt. Wie auch bei dem oben beschriebenen Experiment bedeutet das, daß die Abweichung des Zylinders korrigiert wird. In dem durch C in 10 angegebenen Bereich wird die, Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses für alle Zylinder durchgeführt. Diese Korrektur ist im Punkt D in 10 abgeschlossen. Die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCOR_i und die Kennwerte der Verbrennungsstabilität P_i im Punkt D in 10 sind in 13 gezeigt. Die Koeffizienten in Richtung des mageren Gemisches werden für alle Zylinder gespeichert, und mit diesen Koeffizienten wird die Verbrennungsstabilität nahe an den Stabilitätsgrenzwert gebracht. Infolgedessen kann das Luft/Kraftstoffverhältnis unter Beibehaltung der Verbrennungsstabilität nahe am Grenzwert erhalten werden.

Des weiteren zeigt 14 ein Beispiel einer Steuerung, bei der die Luft/Kraftstoffgemischverhältnisse in jedem der Zylinder (#1 bis #4) abweichen, das heißt, einige Gemische sind reich und die anderen Gemische sind mager. In den Einspritzdüsen 13 ist die Abweichung für jeden der Zylinder, wie in 15 gezeigt, vorgegeben. Zunächst wird im Bereich A in 14 die Korrekturregelung in Richtung auf ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt. Da die Luft/ Kraftstoffgemischverhältnisse in zwei Zylindern reich und in den anderen zwei Zylindern mager sind, ist das mittlere Luft/Kraftstoffgemischverhältnis beinahe gleich dem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis. Andere Luft/ Kraftstoffgemischverhältnisse sind jedoch reich und die anderen sind mager, und die Drehmomentenschwankung übersteigt den zulässigen Grenzwert. Die Verbrennungsstabilität jedes der Zylinder wird hier mit Hilfe der Verarbeitung gemäß dem in 1 gezeigten Ablaufplan erfaßt und korrigiert. Im Punkt B in 14 wird die Korrektur abgeschlossen und die Drehmomentenschwankung wird in den zulässigen Grenzwert gebracht. In 16 sind die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCOR und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P1 für jeden der Zylinder am Punkt B gezeigt. Die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCOR; werden entsprechend den Abweichungen jedes Zylinders gespeichert. Im Ergebnis wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis nahe am Grenzwert unter Aufrechterhaltung der Verbrennungsstabilität erhalten.

Obwohl in den oben beschriebenen Experimenten die Korrektur für alle Zylinder durchgeführt wird, nachdem die Korrektur für jeden einzelnen der Zylinder abgeschlossen ist, können beide Korrekturen praktisch parallel zur gleichen Zeit durchgeführt werden. Eines der Beispiele ist in 17 gezeigt. Die Korrektur für jeden der Zylinder und die Korrektur für alle Zylinder werden in einer Verarbeitung in Reihe durchgeführt. Der Vearbeitungsschritt in der Figur, der die gleiche Notation wie in 1 aufweist, führt die gleiche Rechenverarbeitung durch, wie die Rechenverarbeitung mit der gleichen Notation im Ablaufplan von 1.

Die in 17 gezeigte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschluß von Schritt 111 die Verarbeitung zur Durchführung der folgenden Verarbeitungen zu Schritt 107 übergeht.

Das Korrekturergebnis in der Ausführungsform muß klein gewählt werden, damit keine Überkorrektur vorliegt, wenn sich das Korrekturergebnis für jeden der Zylinder und das Korrekturergebnis für alle Zylinder überlappen.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen hat jeder Zylinder für die Kraftstoffzufuhrmenge nur einen Korrekturkoeffizienten SCOR_i. Wenn sich jedoch die Betriebsbedingung ändert, ändern sich auch der Erfassungsfehler des Luftdurchsatzes und der Erfassungsfehler der Kraftstoffzufuhrmenge. Wenn daher jeder Zylinder die Korrekturkoeffizienten SCOR_i in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen aufweist, kann die Steuergenauigkeit noch weiter verbessert werden. 18 zeigt eine Ausführungsform, in der ein Domänen-Kennfeld Motordrehzahl gegen Motorlast angegeben ist, und jeder der Korrekturkoeffizienten SCOR_i für jeden Zylinder ist in jedem Bereich der Betriebsbedingungen angegeben. Obwohl in dieser Ausführungsform die Betriebsbedingung in sechzehn Bereiche aufgeteilt ist, kann die Anzahl der Bereiche in Abhängigkeit von den Anforderungen an die Korrekturgenauigkeit variieren. Anstelle der Definition des Betriebsbereichs mit zwei Zustandskennwerten kann auch eine Tabelle eingesetzt werden, die einen Kennwert, wie zum Beispiel die Motordrehzahl, die Motorlast, die Ansaugluftmenge, aufweist, wobei jeder der Bereiche den Korrekturkoeffizienten SCOR_i aufweist.

Des weiteren läßt sich durch Speichern der Korrekturkoeffizienten SCOR_i für die Kraftstoffzufuhrmenge in einem nicht flüchtigen Speicher (z.B. einem ROM 15b) ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis in einer kurzen Zeit erhalten, da es möglich ist, die Werte der beseitigten Abweichungen zu speichern. Andererseits ist in einigen Fällen das Luft/Kraftstoffverhältnis an der Grenze der Verbrennungsstabilität durch Umweltbedingungen, wie zum Beispiel die Ansauglufttemperatur, unterschiedlich. In einem solchen Fall vergeht eine lange Zeit, um den Grenzwert der Verbrennungsstabilität zu erzielen, wenn der nicht flüchtige Speicher verwendet wird, um die Korrekturkoeffizienten SCOR_i zu speichern. Unter Berücksichtigung der Balance der beiden Bedingungen könnten daher Überlegungen darüber angestellt werden, ob ein nicht flüchtiger Speicher eingesetzt werden soll oder nicht.

Um einer falschen Beurteilung der Verbrennungsstabilität zu entgehen, ist es vorteilhaft, den Maximalwert und den Minimalwert der Korrekturkoeffizienten mit Hilfe eines genauen Begrenzers einzuschränken. In diesem Fall kann die Beurteilung, ob der Korrekturwert mit dem Grenzwert eingeschränkt ist, in dem Schritt erfolgen, der auf den Schritt 111 oder 114 folgt.

Obwohl oben beschrieben worden ist, daß die Berechnung der Verbrennungsstabilitätskennwerte auf der Basis der Drehwinkelgeschwindigkeit durchgeführt wird, kann der gleiche Effekt auch erzielt werden, wenn andere Kennwerte, wie zum Beispiel der Verbrennungsdruck im Zylinder oder die Vibration des Zylinderblocks verwendet werden.

Obwohl in der obigen Beschreibung die Einrichtung zum Regeln des Drehmoments die Kraftstoffzufuhrmenge regeln soll, können auch die Ansaugluftmenge oder der Zündzeitpunkt dafür verwendet werden.

Wenn eine Einrichtung vorhanden ist, mit deren Hilfe ein lineares Auslaß-Luft/Kraftstoffverhältnis erhalten wird, ist es zur Beseitigung der Abweichung in der Einrichtung wirksam, unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnisses beim wünschenswerten, von der vorliegenden Erfindung erhaltenen Verbrennungszustand, das Ausgangssignal aus der Einrichtung zum Erfassen des Auslaß-Luft/Kraftstoffverhältnisses zu korrigieren.

Gemäß dem oben beschriebenen Steuerverfahren und der Steuereinheit kann die Abweichung des Verbrennungszustands in jedem der Zylinder eines Motors erfaßt und korrigiert werden, der mittlere Verbrennungszustand für alle Zylinder kann auf einen erforderlichen Zustand eingestellt werden, und es können eine Abnahme von NOx und die Stabilisierung der Verbrennung realisiert werden.

Die oben beschriebene Motorsteuerung erfolgt unter der Bedingung, daß die Erfassungsfunktionen der verschiedenen Erfassungseinrich tungen einschließlich der Erfassungseinrichtung der Drehwinkelgeschwindigkeit bzw. Drehzahl genau sind. Die verschiedenen Sensoren und Signalverarbeitungseinrichtungen weisen jedoch individuelle Unterschiede und Erfassungsfehler auf. Beispielsweise gibt der oben beschriebene Dreherfassungssensor ein Drehinformationssignal aus, das gegenüber der aktuellen Kurbelwellendrehung infolge des individuellen Unterschieds, der ihn diesem selbst und im Rotationsübertragungsweg vorhanden ist, einen Fehler aufweist. Daher weist der auf der Basis der Drehinformation berechnete Verbrennungsstabilitätsindex P eine Differenzbeziehung auf, wobei die Verbrennungsstabilität, wie in 21 gezeigt, von individuellen Unterschieden abhängig ist. Die Größe gegenüber dem Verbrennungsstabilitätsindex P hängt infolge des Fehlers der Drehinformation nur von der individuellen Differenz ab, weil der Fehler, unabhängig von der Verbrennungsstabilität immer konstant ist.

Infolgedessen haben, wie in 21 gezeigt ist, die Verhältnisse zwischen der Verbrennungsstabilität und dem Verbrennungsstabilitätsindex von verschiedenen Bauteilen eine Parallelverschiebungsrelation und den gleichen Gradienten. Daher wird als Grundposition ein Betriebszustand verwendet, bei dem die Verbrennungsstabilität konstant und stabil ist, und als Grundposition wird der Verbrennungsstabilitätsindex P als Beurteilungsbasis für eine Verschlechterung der Verbrennung verwendet, wodurch ein korrektes Beurteilungsergebnis erhalten wird. Mit anderen Worten, wie in 21 gezeigt ist, wird an der Grundposition der Verbrennungsstabilitätsindex P als ein gelernter Wert D der Beurteilungsbasis für eine Verschlechterung der Verbrennung gespeichert, und die Beurteilung der Verschlechterung der Verbrennung erfolgt derart, daß der Ver brennungsstabilitätsindex P mit dem gelernten Wert D plus dem Grenzniveau S verglichen wird, wodurch eine korrekte Beurteilung realisiert wird. Dadurch kann die Abweichung in der individuellen Beziehung zwischen der Verbrennungsstabilität und dem Verbrennungsstabilitätsindex P korrigiert werden, und die aktuelle Verschlechterung der Verbrennung kann genau beurteilt werden. Aufgrund des Ergebnisses der Beurteilung wird die Korrektur derart durchgeführt, daß beispielsweise bei einer Verschlechterung der Verbrennung infolge der Verbrennung eines mageren Gemisches die Korrektur in Richtung auf einen Betrieb mit einem reichen Gemisch durchgeführt wird, wenn die Verbrennung instabil ist, und die Korrektur in Richtung auf einen Betrieb mit einem mageren Gemisch durchgeführt wird, wenn die Verbrennung stabil ist. Dadurch läßt sich der erwünschte Verbrennungszustand erhalten.

Unter Bezug auf den in 19 gezeigten Ablaufplan wird zur Verwirklichung einer derartigen Steuerung im folgenden eine mit der MPU 15a durchgeführte Rechenverarbeitung beschrieben, wobei der Verbrennungsstabilitätsindex P in den Schritten 201 und 202 aus der Drehwinkelgeschwindigkeit berechnet wird.

Wenn es in einem Motorteil irgendeine Störung gibt, kann die Verbrennungsstabilitätssteuerung nicht realisiert werden. Daher wird im Schritt 203 eine Störungsinformation bestätigt. Ist irgendeine Störung vorhanden, wird die Verarbeitung beendet, ohne daß die nachfolgenden Verarbeitungen durchgeführt werden. Und zum Zeitpunkt des Startens des Motors kann die Verbrennungsstabilität nicht genau ausgewertet werden. Daher wird die Betriebsbedingung im Schritt 204 beurteilt, und die Verarbeitung wird ebenfalls been det, ohne daß die darauffolgenden Bearbeitungen durchgeführt werden, wenn die Verbrennungsstabilität nicht korrekt ausgewertet werden kann. Die folgenden Angaben sind als Beurteilungsdaten denkbar: Motordrehzahl, Wassertemperatur des Motors, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motorlast, Betriebssignal des Startermotors, Drosselklappenöffnung, Getriebestellung usw.

Als nächstes erfolgt eine Beurteilung, ob sich der Betrieb in einem Zustand befindet, in dem die Verbrennungsstabilität ausgewertet werden kann, und im Schritt 205 erfolgt die Beurteilung, ob es sich um einen Betrieb mit einem mageren Gemisch handelt. Trifft das zu, erfolgt die Auswertung der Verbrennungsstabilität im Schritt 208, was im folgenden beschrieben wird. Ist der Betrieb kein Betrieb mit einem mageren Gemisch, geht die Verarbeitung zu Schritt 206 weiter, und um den gelernten Wert D zur Beurteilung einer Verschlechterung der Verbrennungsstabilität zu erhalten, erfolgt die Beurteilung, ob die Lernbedingung erfüllt wurde oder nicht. Das Lernen des gelernten Wertes D hat bei einem Betriebsbereich zu erfolgen, in dem die Betriebsbedingung des Motors stabilisiert ist und eine genaue und konstante Verbrennungsstabilität erreicht werden kann. Es erfolgt daher eine Beurteilung, ob die Betriebsbedingung in diesem Bereich liegt oder nicht. Das heißt, obwohl die Beurteilung unter Verwendung der in Schritt 204 beschriebenen Beurteilungsdaten erfolgt, ist die Bedingung der Beurteilung von derjenigen in Schritt 204 verschieden. Es gibt eine besondere Betrtebsbedingung, die eine konstante Verbrennungsstabilität zeigt, beispielsweise eine Betriebsbedingung ohne Last, wie beispielsweise ein Motorleerlaufbetrieb innerhalb einer bestimmten Bedingung von Drehzahl und Last, oder eine Kraftstoffabschaltbedingung, bei der die Verbren nungsstabilität Null ist, weil im Motor keine Verbrennung stattfindet. Durch Lernen des Verbrennungsstabilitätsindexes P während dieser Bedingung kann die Abweichung infolge von individuellen Unterschieden sicher beseitigt werden. Vorzugsweise wird für bessere Stabilisierungsbedingungen zusätzlich zur Beurteilung noch eine Beurteilungsbedingung mit einem Timing hinzugefügt.

Als nächstes wird der gelernte Wert D im Schritt 207 aktualisiert. Die Aktualisierung erfolgt derart, daß die Differenz zwischen einem Verbrennungsstabilitätsindex P zu diesem Zeitpunkt und einem vorher gehaltenen gelernten Wert D mit einem Gewicht W multipliziert wird, und das Ergebnis wird zu dem vorher gehaltenen gelernten Wert D addiert. Durch Wiederholen dieser Verarbeitung wird der gelernte Wert D gleich dem Verbrennungsstabilitätsindex P in der Betriebsbedingung, die im Schritt 206 beurteilt wurde, und die Konvergenz im Lernen ist abgeschlossen. Das Gewicht W wird in Abhängigkeit von der Größe der Differenz zwischen dem Verbrennungsstabilitätsindex P und dem gelernten Wert D zur Beschleunigung der Konvergenz und zur Verhinderung einer Divergenz variiert.

Da hierbei die Konvergenz beim Lernen im Schrttt 207 eine Basis zur Beurteilung der Verschlechterung der Verbrennung während eines Betriebs mit einem mageren Gemisch ist, ist die Unterdrückung des magerem Betrtebs bis zur Konvergenzerzielung beim Lernen wirksam, um zu verhindern, daß sich die Verbrennung verschlechtert. In der Praxis kann hierbei folgendes berücksichtigt werden: Die Anzahl von beendeten Lernprozessen wird im Schritt 207 gezählt, der Betrieb mit einem mageren Gemisch wird unterdrückt, bis eine vorgegebene Anzahl erreicht ist, oder der magere Betrteb wird solan ge unterdrückt, bis die Differenz zwischen dem Verbrennungsstabilitätsindex P und dem gelernten Wert D einen vorgegebenen Wert erreicht.

Durch Speichern des gelernten Wertes D im ROM 15b, der ein nicht flüchtiger Speicher ist, kann das Ergebnis der einmal erhaltenen Konvergenz später verwendet werden, um die Häufigkeit der Unterdrückung des Betriebs mit einem mageren Gemisch zu verringern.

Obwohl in dem oben beschriebenen Verfahren ein Verbrennungsstabilitätsindex P als ein Kennwert verwendet wird, ist es bei einem Mehrzylindermotor möglich, mit Hilfe einer Berechnung des Verbrennungsstabilitätsindex P für jeden der Zylinder und der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens für jeden der Zylinder eine noch genauere Regelung zu erhalten.

Unter Bezug auf 20 wird im folgenden die Auswertung der Verbrennungsstabilität und die Korrekturroutine im Schritt 208, wie in 19 gezeigt, im einzelnen beschrieben. Im Schritt 221 wird ein gelernter Wert D für eine Vergleichsgrundlage auf der Basis der Drehzahl und der Lastinformation unter einer Betriebsbedingung erhalten. Die gelernten Werte D der in 19 gezeigten Verbrennungsstabilität werden für jeden Betriebsbereich, wie zum Beispiel D₁₁, D₁₂, ... gelernt, wie im Schritt 221 gezeigt. Das bedeutet, wenn die Verbrennungsstabilität in Abhängigkeit vom Betriebsbereich unterschiedlich ist, muß die Verbrennungsstabilität gelernt werden, wobei der Betriebsbereich deutlich zu unterscheiden ist. Daher wird der Betriebsbereich durch die Motordrehzahl und den Lastzustand in kleine Teile aufgeteilt, wobei die gelernten Werte D unabhängig für jeden Bereich vorgesehen werden. In diesem Beispiel ist zur präzisen Realisierung der Betriebsbereich durch die Drehzahl und die Last definiert, und die Verbrennungsstabilität ist unter Verwendung der Kennwerte aufgeteilt. Wenn irgendwelche effektiven Kennwerte zum Spezifizieren der Verbrennungsstabilität vorhanden sind, die andere als die obigen sind, wie zum Beispiel die Wassertemperatur des Motors, die Drosselklappenöffnung usw., können die Werte zum Abrufen des gelernten Wertes D verwendet werden.

Als nächstes wird im Schritt 222 das Grenzniveau S, das zum Auswerten der Verbrennungsstabilität im Betriebszustand verwendet wird, gelesen. Das ist eine Verarbeitung, um mit den Randdifferenzen (Begrenzungsebenen S₁₁, S₁₂, ...) bis zu zulässigen oberen Grenzwerten für die Verbrennungsstabilität fertig zu werden, da die als Basis verwendete Verbrennungsstabilität in Abhängigkeit von den Betriebszuständen unterschiedlich ist. Der Verbrennungsstabilitätsindex P wird im Schritt 223 und im Schritt 225 mit dem gelernten Wert D verglichen, und das Grenzniveau S wird im Schritt 221 und im Schritt 222 wieder aufgerufen. Im Schritt 223 wird, wenn der Verbrennungsstabilitätsindex P größer als die Summe des gelernten Wertes D und des Grenzniveaus S ist, geurteilt, daß die Verbrennungsstabilität schlechter als der zulässige Wert ist. Wenn er groß ist, wird im Schritt 224 die Verarbeitung für einen Betrieb mit reichem Gemisch durchgeführt, da das Luft/Kraftstoffverhältnis magerer als das gewünschte Verhältnis ist. Andererseits wird im Schritt 225 beurteilt, ob die Verbrennungsstabilität besser als der zulässige Wert ist und den Grenzwert der reichen Gemischseite im Betriebsbereich des mageren Luft/Kraftstoffgemischverhältnisses übersteigt. Wenn das der Fall ist, wird im Schritt 226 eine Verarbei tung für den Betrieb mit einem mageren Gemisch durchgeführt, weil das Luft/Kraftstoffgemischverhältnis reich ist. Im Schritt 225 werden der Wert abzüglich eines vorgegebenen Wertes Z von der Summe des gelernten Wertes D und das Grenzniveau S als Beurteilungsbasis anstelle der Verwendung der Summe des gelernten Wertes D und der Schnittebene S, die im Schritt 223 als Beurteilungsbasis verwendet wurde, verwendet, denn es ist erforderlich, die Verbrennungsstabilität unter der Bedingung zu erhalten, daß das Luft/ Kraftstoffverhältnis den zulässigen oberen Grenzwert für die NOx-Konzentration nicht übersteigt.

Durch die Wiederholung dieser Verarbeitung kann das Luft/Kraftstoffverhältnis in den Betriebsbereich mageres Luft/ Kraftstoffgemischverhältnis geführt werden.

Bei der in 20 gezeigten Verarbeitung ist es erforderlich, daß die gelernten Werte D im Betriebszustand, in dem die Verbrennungsstabilität beurteilt wird, gut gelernt werden. Daher ist ein Verfahren erforderlich, das die gelernten Werte D in dem Bereich beurteilt, in dem das Lernen nicht ausreichend fortschreitet, um die Verbrennungsstabilität in einem derartigen Bereich auszuwerten. Das Verfahren wird im folgenden unter Bezug auf 22 beschrieben.

22 ist ein Beispiel, das jeden der im Betriebsbereich angegebenen gelernten Werte und die Verteilung der Verbrennungsstabilität in jedem der Betriebszustände zeigt. In diesem Beispiel haben D₂₂ und D₃₂ eine beinahe identische Verbrennungsstabilität. Wenn daher ein zuverlässiger gelernter Wert in einem, der zwei Bereiche erhalten wird und der genannte gelernte Wert im anderen Bereich an gewendet wird, kann die Verbrennungsstabilität in den zwei Bereichen ausgewertet werden. Wenn des weiteren die relativen Unterschiede der Betriebsbereiche vorher bekannt sind, können die gelernten Werte in bezug auf die Betriebsbereiche geschätzt werden, wenn in einem bestimmten Betriebsbereich das Lernen ausreichend fortgeschritten ist.

Im folgenden wird ein praktischer Lernprozeß unter bezug auf den in 23 gezeigten Ablaufplan beschrieben. Zunächst ist die Startbedingung des Prozesses die, daß das Lernen in einem der Lernbereiche abgeschlossen ist. Im Schritt 231 wird die Startbedingung beurteilt. Danach wird im Schritt 232 beurteilt, ob das Lernen auf der Basis des Lernstandes zu diesem Zeitraum ausreichend fortgeschritten ist. In der Praxis wird das Lernen als ausreichend fortgeschritten betrachtet, wenn eine Anzahl abgeschlossener Lernvorgänge einen bestimmten Wert übersteigt, oder wenn die Differenz zwischen dem Verbrennungsstabilitätsindex P und dem gelernten Wert D einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Wenn das Lernen nicht fortschreitet, ist es unmöglich, die gelernten Werte in den anderen Bereichen abzuschätzen. Dann wird die Verarbeitung beendet. Ist das Lernen fortgeschritten, geht die Verarbeitung zu Schritt 233 weiter. In diesem Schritt wird außer den Bereichen, in denen das Lernen fortgeschritten ist, noch ein weiterer Bereich gewählt, und im Schritt 234 wird der Fortschrittszustand des Lernens im gewählten Testbereich beurteilt. Ist das Lernen ausreichend fortgeschritten, geht die Verarbeitung zu Schritt 237 über, da es nicht erforderlich ist, den gelernten Wert im Testbereich zu schätzen. Ist das Lernen nicht ausreichend fortgeschritten, geht die Verarbeitung zu Schritt 235 über, und die relative Differenz zwischen den gelernten Werten in dem Bereich, in dem das Lernen im Schritt 231 abgeschlossen ist, und im Testbereich wird wieder aufgerufen. Im Schritt 236 wird der gelernte Wert im Testbereich, der als ein Wert eines mageren Gemisches zu schätzen ist, unter Verwendung der im Schritt 235 erhaltenen relativen Differenz und des im Schritt 231 gelernten Wertes berechnet und geschrieben. Sodann wird im Schritt 237 beurteilt, ob die obigen Verarbeitungen der Lernbereiche alle abgeschlossen sind oder nicht. Sind sie nicht abgeschlossen, werden die auf Schritt 233 folgenden Verarbeitungen wiederholt. Gemäß diesen Verarbeitungen können zuverlässige gelernte Werte in den Bereichen erhalten werden, in denen das Lernen nicht ausreichend fortgeschritten ist, und eine Beurteilung der Verbrennungsstabilität kann in größeren Betriebsbereichen durchgeführt werden.

Unter Bezug auf den in 24 gezeigten Ablaufplan wird im folgenden ein Beispiel der Auswertungs- und Korrekturroutine der Verbrennungsstabilität beschrieben, in der das Lernen des gelernten Wertes D während der Kraftstoffabschaltung erfolgt. Hier ist der gelernte Wert nur ein Wert D_FCUT, da der zu lernende Betriebszustand nur ein Zustand während des Kraftstoffabschaltbetriebs ist. Da der gelernte Wert DFCUT der Verbrennungsstabilitätsindex ist, wenn die Verbrennungsstabilität Null ist, bedeutet der gelernte Wert den Offset-Wert in jedem Verbrennungsstabilitätsindex P. Daher wird jeder Offset-Wert durch Abziehen des gelernten Wertes D_FCUT vom Verbrennungsstabilitätsindex P entfernt, der sich ergebende Wert kann für die Beurteilung der Verbrennungsstabilität verwendet werden. Aus diesem Grunde wird im Schritt 241 der gelernte Wert D_FCUT von der Verbrennungsstabilität P abgezogen, und der sich ergebende Wert wird als Verbrennungsstabilität P_REAL, eingesetzt. Dann wird im Schritt 242 der Wert mit dem Grenzniveau S₁ am oberen Grenzwert der Verbrennungsstabilität verglichen. Wenn die Verbrennungsstabilität P_REAL den oberen Grenzwert überschreitet, geht die Verarbeitung zu Schritt 243 weiter, und es erfolgt eine Regelverarbeitung zum Verschieben des Luft/Kraftstoffverhältnisses in Richtung auf den reichen Gemischbetrieb derart, daß die Verbrennungsstabilität den zulässigen Wert erreicht. Im Schritt 244 wird die Verbrennungsstabilität P_REAL, mit dem Grenzniveau S₂ am unteren Grenzwert der Verbrennungsstabilität verglichen. Wenn die Verbrennungsstabilität P_REAL unter dem Grenzniveau S₂ liegt, geht die Verarbeitung zu Schritt 245 weiter und es erfolgt die Regelverarbeitung zum Verschieben des Luft/Kraftstoffverhältnisses in Richtung auf den mageren Gemischbetrieb derart, daß die Verbrennungsstabilität den vorgegebenen Wert erreicht.

Das Grundprinzip in einer Reihe von Verarbeitungen ist das gleiche Prinzip wie in der in 20 gezeigten Verarbeitung, und durch Wiederholung der Verarbeitungen kann die Verbrennungsstabilität in einen erwünschten Bereich gebracht werden. Und wenn der Lernzustand für den gelernten Wert D nur in einem Bereich, wie zum Beispiel dem Leerlaufzustand begrenzt ist, sind die Verarbeitungen die gleichen, wie die oben beschriebenen.

In dem obigen Verfahren wird der Verbrennungsstabilitätsindex individuell gelernt. Im folgenden wird das Verfahren der Korrektur der Eingangsinformation von einem Sensor zum Berechnen der Verbrennungsstabilität beschrieben, wobei ein Fall gewählt wurde, in dem die Verbrennungsstabilität beispielsweise durch die Motordrehzahl ausgewertet wird.

Die Drehwinkelgeschwindigkeit des Motors schwankt bei der Synchronisierung mit den Zyklen jedes der Zylinder, wie in 5 gezeigt ist. Wie bereits beschrieben wurde, läßt sich der Verbrennungszustand eines Motors durch die Analyse der Schwankungen verstehen, da die Schwankungen der Drehwinkelgeschwindigkeit in der Hauptsache durch die Explosion im Explosionszyklus jedes Zylinders verursacht werden. Daher erfolgt die Berechnung des Verbrennungsstabilitätsindex durch Messen der Drehwinkelgeschwindigkeit in einer ausreichend kurzen Zeit gegenüber dem Zyklus des Motors. Praktischerweise ist ein Sensor mit zu messenden Markierungen, die im Winkelabstand beabstandet sind, auf einem Verteiler 16 angeordnet, der zur Darstellung der Motordrehung mit einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle gekoppelt ist, und die Verschiebung der Drehwelle kann durch die Ausgangssignale eines Detektors zum Erfassen des Vorbeilaufens der Markierungen erfaßt werden. Die Drehwinkelgeschwindigkeit wird durch Messen der für die Drehung zwischen zwei oder mehreren Markierungen erforderlichen Zeit erhalten. Da es unmöglich ist, die Markierungen ohne jeden Fehler zu plazieren, weist das Meßergebnis der Drehwinkelgeschwindigkeit einen Fehler auf, und die Fehlergröße ist individuell verschieden. Außerdem gibt es einen weiteren Fehler, der durch einen unregelmäßigen, im Drehsystem existierenden Rückstoß hervorgerufen wird.

25 zeigt ein Beispiel einer in einem derartigen Meßsystem gemessenen Motordrehzahl. Die Abszisse gibt die Zeit an, und TR_i-2, TR_i-1, TR_i sind Mittelwerte der für eine korrigierte Drehung erforder lichen Zeiten, die zu entsprechenden Zeitpunkten gemessen wurden, aber umgewandelt und als Motordrehzahl dargestellt werden. Da es sich um Mittelwerte handelt, sind die unregelmäßig erzeugten Fehler beseitigt. Da das Zeitintervall zum Berechnen der Mittelwerte kurz ist, ist die Änderung der Winkelbeschleunigung während dieses Zeitintervalls in einem bestimmten Bereich begrenzt. Daher wird die Neigung zwischen den gemittelten erforderlichen Zeiten TR_i-2 und TR_i-1, das heißt, die Winkelbeschleunigung, bei den gemittelten erforderlichen Zeiten TR_i-1, TR_i beinahe auf dem gleichen Wert gehalten. Unter Bezug auf die Figur wird das oben Gesagte im folgenden erläutert. Es ist ein vorausgesagter Wert TO_i der gemittelten erforderlichen Zeit TRi auf der Verlängerungslinie der Neigung zwischen den gemittelten erforderlichen Zeiten TR_i-2 und TR_i-1 vorhanden, wobei die gemittelte erforderliche Zeit TR_i-1 in den Bereich mit einem Zentrum des vorausgesagten Wertes TO_i fällt, der mit gestrichelten Linien angegeben ist, wenn kein Fehler vorhanden ist. Darin zeigen die Neigungen der gestrichelten Linien die Winkelbeschleunigungen entsprechend einer maximalen und einer minimalen möglichen Änderung zwischen den gemittelten erforderlichen Zeiten TR_i-1 bzw. TR_i an. Wenn sich daher die gemittelte erforderliche Zeit TR_i außerhalb des Bereiches befindet, der, wie in der Figur gezeigt, durch gestrichelte Linien angegeben ist, kann gesagt werden, daß die Messung für die gemittelte erforderliche Zeit TRi wegen individueller Unterschiede einen Fehler aufweist. Weil die Größe des Fehlers aus der Größe der Abweichung von dem Bereich der gestrichelten Linie geschätzt werden kann, kann der Korrekturkoeffizient gelernt werden.

Unter Bezug auf den in 26 gezeigten Ablaufplan wird eine Steuerverarbeitung zum Beseitigen einer derartigen Abweichung infolge individueller Unterschiede in einem Drehmeßsystem praktisch beschrieben. Zunächst wird im Schritt 251 die Position i einer zu korrigierenden Kurbelwinkelverschiebung bestätigt. Im Schritt 252 wird die zum Drehen zwischen den Markierungen benötigte Zeit T_i in der Verarbeitungszeit gemessen. Im Schritt 253 wird die zum Drehen benötigte gemessene Zeit T_i mit einem gelernten Wert KCO multipliziert, um die Abweichung infolge der individuellen Unterschiede zu absorbieren, und um eine Bemittelte erforderliche Zeit TRi zu erhalten. Vor dem Lernen beträgt der magere Wert KCO 1. Sodann erfolgt im Schritt 254 eine Beurteilung, ob er sich in einer Bedingung befindet, bei der die folgenden Verarbeitungen des Lernens durchgeführt werden können. Für das Lernen ist es erforderlich, daß sich der Motor in einem stabilen Betriebszustand befindet, das wird nicht beim Starten des Motors oder während einer starken Beschleunigung oder Abbremsung der Fall sein. Ist die Bedingung erfüllt, geht die Verarbeitung zu Schritt 255 weiter, und es wird ein neuer Mittelwert TR_i der gemittelten erforderlichen Zeit TR_i erhalten. In dieser Ausführungsform wird ein gewichtetes Mittel zum Erhalten des Mittelwerts verwendet, weil der verwendete Speicher klein ist. Mit Hilfe dieser Verarbeitung läßt sich der unregelmäßige Fehler beinahe beseitigen. Im Schritt 256 wird beurteilt, ob der Mittelwert mit Hilfe der Mittelungsverarbeitung im Schritt 255, die mit einer ausreichenden Population durchgeführt wurde, zuverlässig geworden ist oder nicht. Wenn er zuverlässig ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 257 weiter, und ein vorausgesagter Wert TO_i der Bemittelten erforderlichen Zeit TRi wird unter Verwendung der eins und zwei vorausgehenden Mittelwerte TR_i-2 und TR_i-1 der benötigten Zeiten erhalten. Obwohl der vorausgesagte Wert durch die Interpolation erster Ordnung erhalten wurde, werden die Anzahl der Mittelwerte, die Inter polationsreihenfolge und das zu verwendende Verfahren in Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit sorgfältig ausgewählt. Sodann geht die Verarbeitung zu Schritt 258 weiter und eine Korrekturgröße ΔKCO für den gelernten Wert KCO wird auf der Basis der Differenz zwischen dem vorausgesagten Wert TO_i und dem gemessenen Mittelwert TR_i erhalten. In dieser Ausführungsform wird das Verhältnis der zwei Werte TR_i/TO_i als ein Kennwert zum Wiederaufrufen und Erhalten der Größe Δ KCO aus einer in der Figur gezeigten Tabelle verwendet. Wenn die beiden Werte gleich sind, oder wenn die Differenz zwischen den beiden Werten klein ist, das heißt, wenn das Verhältnis nahe an 1 (eins) heranreicht, muß der gelernte Wert KCO nicht korrigiert werden und die Korrekturgröße Δ KCO wird 0 (Null), da der gelernte Wert KCO als richtig betrachtet wird. Wenn die Differenz der beiden Werte groß ist, wird die Tabelle gebildet, um einen derartigen Korrekturwert Δ KCO wieder aufzurufen, so daß der gemessene Mittelwert TRi sich dem vorausgesagten Wert TOi nähert, da der gelernte Wert KCO nicht gültig ist. Unter Verwendung der auf diese Weise erhaltenen Korrekturgröße Δ KCO wird der gelernte Wert KCO im Schritt 259 zu einem neuen gelernten Wert korrigiert, und die Verarbeitung wird abgeschlossen. Durch eine derartige Verarbeitung bei jedem Messen von Ti kann der gelernte Wert KCO erhalten werden, wobei die Abweichung infolge individueller Unterschiede beseitigt ist.

Obwohl auf der Basis der Drehwinkelgeschwindigkeit die Berechnung des Kennwerts der Verbrennungsstabilität in der obigen Beschreibung durchgeführt wird, ist es ebenfalls möglich, die gleiche Wirkung durch eine Berechnung zu erzielen, die auf einem anderen Motorkennwert beruht, wie zum Beispiel dem Verbrennungsdruck im Zylinder, der Vibration des Zylinderblocks oder einer Änderung des Zündbogenzustands.

Obwohl in der obigen Beschreibung das Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Betrieb mit einem mageren Gemisch geregelt wurde, können auch das Abgasrückführungsverhältnis, die Ansaugluftmenge und der Zündzeitpunkt geregelt werden.

Des weiteren ist es dann, wenn eine Einrichtung zum quantitativen Erfassen des Abgas-Luft/Kraftstoffverhältnisses vorgesehen ist, wirksam, das Verfahren anzuwenden, bei dem unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnisses mit einem erwünschten, mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhaltenen Verbrennungszustand, das Ausgangssignal aus der Einrichtung zum Erfassen des Abgas-Luft/Kraftstoffverhältnisses korrigiert wird, um die Abweichung infolge von individuellen Unterschieden der Einrichtungen zum Erfassen des Abgas-Luft/ Kraftstoffverhältnisses zu beseitigen.

Mit Hilfe des Motorregelverfahrens und des Reglers kann der Verbrennungszustand durch Lernen und Korrigieren der Abweichung infolge von individuellen Unterschieden der Einrichtungen zum Erfassen des Verbrennungszustands des Motors in den gewünschten Zustand geregelt werden.

27 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm, das bei dem in den 2 und 3 gezeigten Motorsystem eingesetzt wird. Ein Steuerverfahren, in dem ein Lernprozeß zur Korrektur der Abweichung in der Erfassungseinrichtung eingesetzt wird, wird dem Steuerverfahren hinzugefügt, das oben unter Bezug auf 1 beschrieben worden ist.

Hierbei weisen die Steuerverfahrensschrttte, die gleich den Schritten in der obigen Ablaufdiagramm sind, die gleichen Bezugsziffern auf, weshalb auf ihre Erläuterung verzichtet wird. Die Verarbeitungen werden im folgenden im einzelnen beschrieben.

Die Verarbeitungen in den Schritten 101 und 102 erfolgen in der gleichen Weise, wie bereits oben beschrieben. Die Berechnung für den Kennwert PRⁱ der Verbrennungsstabilität für jeden Zylinder im Schritt 103 wird durchgeführt, indem die aktuell gemessene Information der Drehwinkelgeschwindigkeit verwendet wird. Sodann erfolgt im Schritt 200A ein individueller Lernprozeß für jeden der Zylinder. Der individuelle Lernprozeß 200A ist eine Verarbeitung, die die gleiche Prozedur für jeden der Zylinder durchführt, wie bereits oben unter bezug auf 19 beschrieben wurde, in der individuelle Zylinder-Lernkennfelder für jeden Zylinder vorgesehen sind, um die gelernten Werte der individuellen Zylinder D_ij zu speichern oder zu aktualisieren. Im Schritt 104 werden die Verbrennungsstabilitätskennwerte PR_i für jeden Zylinder zusammengezählt, um einen gemessenen Gesamtmittelwert RAPI zu berechnen.

Als nächstes folgt im Schritt 200B ein Gesamtlernprozeß für einen Zustand, in dem alle Zylinder zusammengefaßt sind. Der Gesamtlernprozeß 200B ist eine Verarbeitung, die die gleiche Prozedur durchführt wie oben unter bezug auf 19 beschrieben. Die Gesamtsumme der gelernten Werte GD_ij wird in einem Gesamtlernkennfeld gespeichert oder aktualisiert. Im Schritt 301 erfolgt eine Verarbeitung der Konvergenzbeurteilung. Hier wird der Zählwert der Lernzeiten mit einem vorab eingestellten gegebenen Wert verglichen. Ist der Zählwert größer als der vorgegebene Wert, wird die Verarbei tung im Schritt 302 fortgeführt. In diesem Schritt wird der Verbrennungsstabilitätskennwert PR_i für jeden der Zylinder unter Verwendung des gelernten Werts des einzelnen Zylinders D_ij korrigiert, um einen korrigierten Verbrennungsstabilitätskennwert P_i des einzelnen Zylinders zu erhalten. Dann geht die Verarbeitung zu Schritt 303 weiter, wobei der Mittelwert RAPI der Verbrennungsstabilitätskennwerte für alle Zylinder korrigiert wird, wobei die gesamten gelernten Werte GD_ij verwendet werden, um die Verarbeitung zum Erhalten eines Mittelwerts API der korrigierten Verbrennungsstabilitätskennwerte für alle Zylinder. insgesamt durchzuführen. Die gelernten Werte D_ij, GD_ij, werden durch Wiederaufrufen der Lernkennfelder erhalten, was in der gleichen Weise wie in der oben beschriebenen Verarbeitung 221 geschieht.

Die folgenden Verarbeitungen in den Schritten 105, 109, 106, 110 und 111 werden in der gleichen Weise wie die oben beschriebenen Verarbeitungen durchgeführt.

Wenn in den Schritten 105 und 106 die Beurteilungen "Nein" sind, was bedeutet, daß die Verbrennungszustände in allen Zylindern die gleichen sind, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt 304. Im Schritt 304 wird das Grenzniveau S_ij wieder aufgerufen. Das Grenzniveau wird als eine Basis zum Auswerten des Mittelwerts des Verbrennungsstabilitätskennwerts verwendet, um eine Korrekturregelung für alle Zylinder durchzuführen. Diese Verarbeitung erfolgt in der gleichen Weise wie die Verarbeitung im Schritt 222.

Im Schritt 107 wird der Mittelwert API der korrigierten Verbrennungsstabilitätskennwerte für alle Zylinder insgesamt mit dem Grenzniveau S_ij verglichen. Wenn API > S_ij ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 112 weiter und führt eine Verarbeitung durch, um einen Korrekturwert COR (positiv) zu erhalten, mit dem das Luft/Kraftstoffverhältnis für alle Zylinder in den Betrieb mit reichem Gemisch verschoben wird. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturwert COR (positiv) derart eingestellt, daß sich der Korrekturwert mit einer Funktion der Differenz zwischen dem Mittelwert API der Verbrennungsstabilitätskennwerte und dem Grenzniveau S_ij ändert. Wenn API < S_ij – Z ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 113 weiter und führt eine Verarbeitung durch, um einen Korrekturwert COR (negativ) zu erhalten, mit dem das Luft/Kraftstoffverhältnis für alle Zylinder in den Betrieb mit magerem Gemisch verschoben wird. Bei dieser Gelegenheit wird der Korrekturwert COR (negativ) derart eingestellt, daß sich der Korrekturwert mit einer Funktion der Differenz zwischen dem Mittelwert API der Verbrennungsstabilitätskennwerte und dem Grenzniveau S_ij ändert.

Im Schritt 114 werden die Korrekturwerte COR für alle Zylinder zur Durchführung der Verarbeitung zum Erhalten einer neuen Kraftstoffzufuhrmenge hinzu addiert.

Durch die Wiederholung dieser Verarbeitungen wird die Abweichung bei den Verbrennungszuständen in jedem Zylinder zunächst verringert, um die Drehmomentenschwankung zu verringern, sodann werden die Verbrennungszustände in allen Zylindern nahe am Grenzwert für den magerem Gemischbetrieb eingestellt, wo die Anforderungen an den Abgaswert NOx und die Verbrennungsstabilität kompatibel sind und sich niedrigere Kraftstoffkosten erzielen lassen.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit den Schritten – Erfassen einer Motordrehbewegung (101), – Identifizieren eines sich im Explosionszyklus befindenden Zylinders (#1–4), – Ermitteln eines Verbrennungsstabilitätskennwerts Pi für den sich im Explosionszyklus befindlichen Zylinder (#1–4) aus erfassten Schwankungen der Motordrehzahl, des Verbrennungsdrucks und/oder aus erfassten Vibrationen des Zylinderblocks (103), – Berechnen eines Mittelwerts API der ermittelten Verbrennungsstabilitätskennwerte Pi aller Zylinder (#1–4) (104), – Bestimmen eines Korrekturwerts CORi für das dem betreffenden Zylinder (#1–4) zugeführte Gemisch derart, dass sich der Verbrennungsstabilitätskennwert Pi dieses Zylinders (#1–4) dem Mittelwert API annähert (106), und – Ermitteln eines für alle Zylinder (# 1–4) verwendeten Korrekturwerts COR für das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch, dadurch gekennzeichnet, dass – der Korrekturwert CORi für den betreffenden Zylinder (# 1–4) dann bestimmt wird, wenn der ermittelte Verbrennungsstabilitätskennwert Pi den Mittelwert API um einen vorbestimmten Betrag SL1, SL2 über- oder unterschreitet, – der Korrekturwert COR dann ermittelt wird, wenn der Mittelwert API außerhalb von Grenzwerten LPI, RPI liegt, und – der Korrekturwert COR das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch magerer oder fetter einstellt, um die Verbrennungsstabilität der Zylinder (# 1–4) zu verbessern (107, 108).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der ermittelte Verbrennungsstabilitätskennwert Pi den Mittelwert API um einen vorbestimmten Betrag SL 1 überschreitet, der Korrekturwert CORi für den entsprechenden Zylinder (# 1–4) positiv ist und zu einer fetteren Gemischeinstellung des dem betreffenden Zylinder (# 1–4) zugeführten Gemischs führt, und, wenn der ermittelte Verbrennungsstabilitätskennwert Pi den Mittelwert API um einen vorbestimmten Betrag SL2 unterschreitet, der Korrekturwert CORi für den entsprechenden Zylinder (# 1–4) negativ ist und zu einer magereren Gemischeinstellung des dem betreffenden Zylinder (# 1–4) zugeführten Gemischs führt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert CORi zu einem vorherigen Einstellwert SCORT (vorher) für den betreffenden Zylinder (# 1–4) addiert und als ein neuer Einstellwert SCORT abgespeichert und weiterverwendet wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwerte SCORT abhängig von einer Motorlast und der Motordrehzahl geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert COR negativ ist, wenn der Mittelwert API kleiner als der Grenzwert RPI ist, wobei der Korrekturwert COR von dem Betrag der Differenz zwischen dem Mittelwert API und dem Grenzwert RPI abhängt, der Korrekturwert COR positiv ist, wenn der Mittelwert API größer als der Grenzwert LPI ist, wobei der Korrekturwert COR von dem Betrag der Differenz zwischen dem Mittelwert API und dem Grenzwert LPI abhängt, wobei ein negativer Korrekturwert COR das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch magerer und ein positiver Korrekturwert COR das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch fetter einstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert COR zu einem vorherigen Einstellwert SCOR (vorher) für alle Zylinder (# 1–4) addiert und als ein neuer Einstellwert SCOR abgespeichert und weiterverwendet wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwerte SCOR und SCORT über einen Begrenzer eingeschränkt werden. Vorrichtung zum Steuern einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit – einem Sensor (16a) zum Erfassen der Motordrehbewegung (101), und – einer Steuereinheit (15a – 15d), die folgende Schritte ausführt: – Identifizieren eines sich im Explosionszyklus befindenden Zylinders (# 1–4), – Ermitteln eines Verbrennungsstabilitätskennwerts Pi für den sich im Explosionszyklus befindlichen Zylinder (# 1–4) aus erfassten Schwankungen der Motordrehzahl, des Verbrennungsdrucks und/oder aus erfassten Vibrationen des Zylinderblocks (103), – Berechnen eines Mittelwerts API der ermittelten Verbrennungsstabilitätskennwerte Pi aller Zylinder (# 1–4) (104), – Bestimmen eines Korrekturwerts CORi für das dem betreffenden Zylinder (# 1–4) zugeführte Gemisch derart, dass sich der Verbrennungsstabilitätskennwert Pi dieses Zylinders (# 1–4) dem Mittelwert API annähert (106), und – Ermitteln eines für alle Zylinder (# 1–4) verwendeten Korrekturwerts COR für das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15a – 15d) – den Korrekturwert CORi für den betreffenden Zylinder (# 1–4) dann bestimmt, wenn der ermittelte Verbrennungsstabilitätskennwert Pi den Mittelwert API um einen vorbestimmten Betrag SL1, SL2 über- oder unterschreitet, – den Korrekturwert COR dann ermittelt, wenn der Mittelwert API außerhalb von Grenzwerten LPI, RPI liegt, und – den Korrekturwert COR derart bestimmt, dass das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch magerer oder fetter wird, um die Verbrennungsstabilität der Zylinder (# 1–4) zu verbessern (107, 108).