DE4447846B4

DE4447846B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4447846B4
Application number: DE4447846A
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: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2014-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, in der ein Verbrennungszustand des Motors (7) erfaßt wird, um zur Verbesserung der Verbrennung eine Kraftstoffzufuhrkorrektur dadurch vorzunehmen, daß der erfaßte Verbrennungszustand mit einem vorgespeicherten Basiswert verglichen wird, wobei ein Kennwert als Basiswert erhalten wird, der die Verbrennung bei einem stabilen Verbrennungszustand angibt, wenn sich der Motor (7) in einem Basisverbrennungszustand befindet, wobei der vorgespeicherte Basiswert durch einen neuen Basiswert erneuert wird (206, 207), einer der vorgespeicherten Basiswerte Dij, basierend auf derzeitigen Motorbetriebsbedingungen (221), erhalten wird, der erhaltene Basiswert Dij mit einem erfaßten Verbrennungszustand P (223, 225) verglichen wird und der Verbrennungszustand, basierend auf einer Differenz zwischen dem erhaltenen Basiswert Dij und dem erfaßten Verbrennungszustand P (224, 226), korrigiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Als Stand der Technik hinsichtlich eines Steuerverfahrens und einer Steuereinheit zum Steuern der Verbrennungsstabilität eines Zylinders eines Motors ist eine Technologie bekannt, wie sie in der JP 59-122763 A angegeben ist. In dieser Anmeldung wird der Anteil eines jeden Zylinders im Verbrennungstakt an der Dreh- winkelgeschwindigkeit er- fasst, und die Verbrennungsstabilität wird auf der Basis der Differenzen der Winkelgeschwindigkeiten in den Zylindern geregelt bzw. gesteuert.

Bei dieser herkömmlichen Technologie wird der Kennwert, der die Verbrennungsstabilität anzeigt, wie zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit, dadurch erhalten, dass die Verbrennungsstabilität eines Zylinders mit den Verbrennungsstabilitäten der anderen Zylinder verglichen wird. Diese Technologie weist somit den Nachteil auf, dass die Verbrennungsstabilität nicht korrekt beurteilt werden kann, weil die Verbrennungsstabilität des anderen Zylinders sich auf einen Vergleich störend auswirkt. Darüber hinaus ist nicht berücksichtigt worden, dass der Motor in einen besseren Verbren nungszustand 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.

Die US 4 535 406 zeigt eine Bestimmung einer durchschnittlichen Motordrehzahl innerhalb eines Kurbelwellendrehbereichs von 0 bis 180° für die einzelnen Zylinder. Diese Durchschnittswerte werden gemittelt und dann wird eine Differenz zwischen dem gemittelten Wert und den vorgenannten Durchschnittswerten bestimmt. Basierend auf einer Aufsummierung der jeweiligen Differenzsignale werden dann Kraftstoffmengenkorrektursignale Qi bestimmt. Die Korrektursignale werden dann derart abgeglichen, dass die gesamte Kraftstoffmenge, die den Zylindern zusammen zugeführt wird, weder erhöht noch abgesenkt wird. Die gesamte den Zylindern zugeführte Kraftstoffmenge wird von einem Kraftstoffsteuercomputer ermittelt.

Die DE 38 22 583 A1 betrifft eine Einrichtung zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine eines Dieselmotors, die einen Drehzahlrechner zur Berechnung einer zylinderspezifischen Drehzahl sowie einer mittleren Motordrehzahl aufweist. Weiterhin wird über eine Vergleichereinheit ein positiver oder negativer Änderungswert für jeden Zylinder ermittelt, falls die zylinderspezifischen Drehzahlen unter oder oberhalb der mittleren Drehzahl liegen. Basierend auf der Differenz wird ein positiver oder negativer Änderungswert (ΔQi) für jeden Zylinder ermittelt und in Korrekturwertspeichern abgelegt.

Weiterhin ist ein Driftkompensator vorgesehen, der die Korrekturwerte der einzelnen Zylinder mittelt. Weiterhin wird dieser Mittelwert dann von den einzelnen Korrekturwerten über entsprechende Subtrahierglieder subtrahiert, wobei die sich dann ergebenden Werte den einzelnen Zylindern als Korrekturwerte übergeben werden.

Die US 50 69 183 zeigt weiterhin ein Steuerverfahren für Mehrzylindermotoren, mit der Verbrennungsdrücke der Zylinder aneinander angeglichen werden können, so dass die Motorleistung stabilisiert werden kann. Dies soll insbesondere ohne eine Erfassung von Verbrennungsdrücken in den Motorzylindern erfolgen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Drehzahlen bei den Explosionszyklen der Zylinder ermittelt werden, ein gleitender gewichteter Mittelwert über alle ermittelten Drehzahlen gebildet wird und die Differenz zwischen der aktuellen Drehzahl und dem gleitenden Mittelwert gebildet wird. Die Differenz wird mit einem vorgegebenen Wert verglichen und aufgrund dessen können dann die Zündzeiten oder die Kraftstoffzufuhrbeträge der entsprechenden Zylinder eingestellt werden, um gleichmäßige Verbrennungsdrücke in den Zylindern zu erzielen.

Des weiteren gilt für diese Steuerverfahren und Steuervorrichtungen, dass die Genauigkeit der Drehinformationserfassung eines die Drehung erfassenden Sensors wesentlich größer als die für die Regelung bzw. Steuerung erforderliche Genauigkeit ist. Gegenmaßnahmen werden nicht in Betracht gezogen, wenn die Genauigkeit der Drehinformationserfassung wegen der individuellen Unterschiede der Sensoren eine Abweichung zeigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine zu realisieren, die einen Erfassungsfehler von Sensoren ausgleichen und die nicht durch individuelle Unterschiede der die Drehung des Motors erfassenden Sensoren beeinträchtigt werden.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung.

Die Beurteilung des Verbrennungszustands jedes der Zylinder kann durch das Vergleichen eines Mittelwerts der Verbrennungszustandskennwerte für alle Zylinder mit dem Wert jedes der Zylinder erfolgen, um bei jedem der Zylinder eine individuelle Korrektur durchzuführen. Es ist vorteilhaft, die Korrektur für alle Zylinder insgesamt durchzuführen, 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 einzelnen, die Drehung erfassenden Sensoren verursachten Fehler bei der Erfassung der Drehinformation gelernt werden, und die Kennwerte, die die Verbrennungsstabilität anzeigen, werden auf der Basis der Werte korrigiert.

1 ist ein Ablaufplan für eine durch eine Motorsteuereinheit ausgeführte Steuerverarbeitung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Motorsteuersystems 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 Drehmomentnschwankung 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 einer Steuerverarbeitung, die durch eine Motorsteuereinheit durchgeführt wird.
18 ist eine graphische Darstellung, die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge zeigt.
19 ist ein Ablaufplan, der eine Ausführungsform für eine Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung 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 gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführten Lernprozesses.
24 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform, die eine Auswertung der Verbrennungsstabilität und eine Korrekturverarbei tung zeigt, die von einer Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
25 ist ein Beispiel für experimentelle Ergebnisse, das eine Kennlinie der Motordrehzahlerfassung zeigt.
26 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Ausführungsform einer Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
27 ist ein Ablaufplan, der eine weitere Ausführungsform einer Steuerverarbeitung zeigt, die durch eine Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung 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 Motorsteuersystems 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 Kraftstofffilter 12, ein Kraftstoffeinspritzventil (Düse) 13 und einen Kraftstoffdruckrealer 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 fetten oder einem mageren 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 NO_x-Konzentration und die Drehmomentenschwankung die in 4 gezeigten Kennlinien, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis des angesaugten Gasgemisches auf ein magereres Gemisch als das SollLuft/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 NO_x-Abgaskonzentration wird infolge der Abnahme der Verbrennungstemperatur 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 der 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 NO_x-Abgaskonzentration im mageren Bereich im Wesentlichen vom Luft/Kraftstoffverhältnis ab.
Andererseits gibt es einen zulässigen Grenzwert für die NO_x-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 steuern, was zum Einsatz einer 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 die Verbrennungsstabilität in jedem der Zylinder des Motors erhalten werden.
Andererseits werden bei einem Mehrzylindermotor die unterschiedlichen Verbrennungsstabilitäten 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 NO_x-Abgaskonzentration eines Zylinders, der mit einem fetten Luft/Kraftstoffgemisch 12 betrieben wird, hoch, wodurch sich das Abgasverhalten 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 der Verbrennungsstabilität (Drehmomentenschwankung oder NO_x-Auslasskonzentration) für jeden der Zylinder verwendet wird. Um bei dieser Gelegenheit den Zylinder zu identifizieren, der eine gegenüber den anderen Zylindern unterschiedliche Verbrennungsstabilität aufweist, und um quantitativ den Betrag der Differenz zu erfassen, ist es erforderlich, die Differenz zwischen der Verbrennungsstabilität jedes der Zylinder und den mittleren Zustand aller Zylinder des Motors zu erhalten. Das lässt sich durchführen, indem der Mittelwert der Verbrennungsstabilitätskennwerte aller Zylinder erhalten wird, die Differenzen zwischen dem Mittelwert und dem Verbrennungsstabilitätskennwert 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 fetten Gemischzustand hin korrigiert, wenn die Verbrennungsstabilität instabil ist, und sie wird zu einem mageren Gemischzustand hin korrigiert, wenn die Verbrennungsstabilität stabil ist.
Wenn der Mittelwert der Verbrennungsstabilitätskennwerte 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 die Verbrennungsstabilität 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 Pi für jeden der identifizierten Zylinder 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 fetten Gemischzustand zu berechnen, so dass der Verbrennungszustand 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 CORD werden bei jeder Beurteilung im Schritt 111 addiert, der addierte Wert wird in einem RAM 15c als ein addierter Wert der Korrekturwerte SCORT_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 fetten 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 be steht eine Kompatibilität der Anforderungen zwischen der Größe des NO_x-Ausstoßes und der Verbrennungsstabilität.
6 zeigt ein Experimentierergebnis, das mit Hilfe der obigen Motorsteuerung erhalten wurde. Wenn ein Motor mit einem Gemisch betrieben 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 wirt, nähert sich die Korrektur sprunghaft an, wenn die Größe des Korrekturkoeffizienten COR_i, 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) SCORT und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P_i für jeden der Zylinder im Punkt B sind in 8 gezeigt. Verglichen mit 7 ist der Korrekturkoeffizient SCORT für den ersten Zylinder in einem fetteren 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 fetteren 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 fetteren Gemisches verschoben. In 9 sind die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCORT und die Verbrennungsstabilitätskennwerte Pi im Punkt D von 6 gezeigt. Die Koeffizienten in Richtung auf das fette 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 fett 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 fett. 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) SCORT 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 SCORT und die Kennwerte der Verbrennungsstabilität Pi 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 fett 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 fett und in den anderen zwei Zylindern mager sind, ist das mittlere Luft/Kraftstoffgemischverhältnis beinahe gleich dem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis. Andere Luft/Kraftstoffgemischverhältnisse sind jedoch fett 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 SCORT und die Verbrennungsstabilitätskennwerte P1 für jeden der Zylinder am Punkt B gezeigt. Die Korrekturkoeffizienten der Kraftstoffzufuhrmenge SCORT 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 Verarbeitungsschritt 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 Motorsteuerung 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 Steuerungen 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 Motorsteuerung, 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 nichtflüchtigen Speicher (zum Beispiel 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 nichtflüchtige 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 nichtflüchtiger 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 Erfassungsein richtungen 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 Verbren nungsstabilitätsindex P mit dem gelernten Wert D plus dem Grenzniveau 8 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 fetten 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 Ausführungsform für eine mit der MPU 15a durchgeführte Rechenverarbeitung beschrieben. In dieser Ausführungsform wird der Verbrennungsstabilitätsindex P in den Schritten 201 und 202 aus der Drehwinkelgeschwindigkeit berechnet.
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 beendet, 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 Betriebsbedingung, 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 Verbrennungsstabilität 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. In dieser Ausführungsform erfolgt die Aktualisierung 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 Schritt 207 eine Basis zur Beurteilung der Verschlechterung der Verbrennung während eines Betriebs mit einem mageren Gemisch ist, ist die Unterdrückung des magerem Betriebs 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 Betrieb wird solange 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 nichtflüchtiger 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. In dieser Ausführungsform werden die gelernten Werte D der in 19 gezeigten Verbrennungsstabilität 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 fettem 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 fetten Gemischseite im Betriebsbereich des mageren Luft/Kraftstoffgemischverhältnisses übersteigt. Wenn das der Fall ist, wird im Schritt 226 eine Verarbeitung für den Betrieb mit einem mageren Gemisch durchgeführt, weil das Luft/Kraftstoffgemischverhältnis fett 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 NO_x-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 Ausführungsform 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 Dzz und Daz 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 angewendet 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 schritten, 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 DFCUT, da der zu lernende Betriebszustand nur ein Zustand während des Kraftstoffabschaltbetriebs ist. Da der gelernte Wert D_FCUT 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 fetten 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 in dieser Ausführungsform ist das gleiche Prinzip wie in der in 20 gezeigten Ausführungsform, 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 Verfahren der obigen Ausführungsform 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 platzieren, weist das Messergebnis der Drehwinkelgeschwindigkeit einen Fehler auf, und die Fehlergröße ist individuell verschieden. Außerdem gibt es einen weiteren Fehler, der durch einen unregel mäßigen, 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 erforderlichen 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-2 das heißt, die Winkelbeschleunigung, bei den gemittelten erforderlichen Zeiten TR_i-2 TR_i-1 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 TR_i 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 TO₁ 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 TR_i 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 Ausführungsform einer 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 gemittelte erforderliche Zeit TR_i 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 gemittelten erforderlichen Zeit TR_i wird unter Verwendung der eins und zwei vorausgehenden Mittelwerte TR_i-2 und TR_i-1, der benötigten Zeiten erhalten. Obwohl der vorausgesagte Wert in dieser Ausführungsform durch die Interpolation erster Ordnung erhalten wurde, werden die Anzahl der Mittelwerte, die Interpolationsreihenfolge und das zu verwendende Verfahren in Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit sorgfältig ausgewählt. Sodann geht die Verarbeitung zu Schritt 258 weiter und eine Korrekturgröße Δ KCO 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 TR_i sich dem vorausgesagten Wert TO_i 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 T_i 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 eine weitere Ausführungsform. Die Ausführungsform wird bei dem in den 2 und 3 gezeigten Motorsystem eingesetzt, und 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 Steuerverfahrensschritte, die gleich den Schritten in der obigen Ausführungsform 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 PR_i 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 Verarbeitung 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 fettem 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 NO_x und die Verbrennungsstabilität kompatibel sind und sich niedrigere Kraftstoffkosten erzielen lassen.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Kennwert (PRi) für die Verbrennungsstabilität eines Zylinders der Brennkraftmaschine ermittelt wird und eine Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von einem korrigierten Kennwert (Pi) durchgeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: A) Ermitteln des Kennwertes (PRi) in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit stabiler Verbrennung, B) Speichern des im Schritt A) ermittelten Kennwertes (PRi) als einen Basiskennwert (Dij), C) Durchführen der Schritte A) und B) für verschiedene Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, D) Auslesen eines der gespeicherten Basiskennwerte (Dij) in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, E) Vergleichen eines aktuellen Verbrennugsstabilitätsindexes (P), der aus der Drehwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird, mit dem im Schritt D) ausgelesenen Basiskennwert (Dij), und F) Ermitteln eines korrigierten Kennwertes (Pi) in Abhängigkeit von dem Vergleich im Schritt E), wobei die Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von dem korrigierten Kennwert (Pi) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskennwert (Dij) in Abhängigkeit von einem durch erneute Durchführung des Schrittes A) ermittelten Kennwert (PRi) aktualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskennwert (Dij) in einem Betriebszustand ohne Kraftstoffzufuhr erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskennwert (Dij) in einem Betriebszustand ohne Last erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für jeden Zylinder (# 1–4) der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte: G) Bilden des Mittelwertes (RAPI) aus den im Schritt A) ermittelten Kennwerten (PRi) der einzelnen Zylinder (# 1–4), H) Speichern des im Schritt G) ermittelten Mittelwertes (RAPI) als einen Basismittelwert (GDij), I) Durchführen der Schritte G) und H) für verschiedene Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, J) Auslesen eines der gespeicherten Basismittelwerte (GDij) in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, K) Vergleichen eines unter der Betriebsbedingung im Schritt J) ermittelten Mittelwertes (RAPI) und dem ausgelesenen Basismittelwert (GDij), und L) Ermitteln eines korrigierten Mittelwertes (API) in Abhängigkeit von dem Vergleich im Schritt K), wobei die Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von dem korrigierten Mittelwert (API) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen den korrigierten Kennwerten (Pi) der einzelnen Zylinder (# 1–4) mit dem korrigierten Mittelwert (API) durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die einen Kennwert (PRi) ermittelt, der den Verbrennungszustand in einem Zylinder (# 1–4) der Brennkraftmaschine angibt, und die eine Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von einem korrigierten Kennwert (Pi) durchführt, gekennzeichnet durch – eine Speichereinrichtung (15b) zum Speichern von, für verschiedene Betriebsbedingungen in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in dem der Verbrennungszustand in einem Zylinder (# 1–4) stabil ist, ermittelten Kennwerten (PRi) als Basiskennwerte (Dij), und – eine Einrichtung (15a) zum Vergleichen eines aktuellen Verbrennugsstabilitätsindexes (P), der aus der Drehwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird, mit einem der jeweiligen Betriebsbedingung zugehörigen Basiskennwert (Dij) der Speichereinrichtung (15b, 15c) und zum Ermitteln eines korrigierten Kennwertes (Pi) in Abhängigkeit von dem Vergleich, wobei die Korrektur der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von dem korrigierten Kennwert (Pi) durchgeführt wird.