DE4480111C2 - Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren und System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Ver­ brennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine sowie ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Verbrennungszustan­ des einer Verbrennungskraftmaschine.

In den letzten Jahren wurden Verbrennungskraftmaschinen mit magerer Verbrennung (sogenannte Magermotoren) geschaffen, die unter vorherbestimmten Betriebsbedingungen eine Magerverbren­ nung bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis durchführen, das auf einer Seite liegt, die magerer ist als ein stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis.

Wenn eine magere Verbrennung durchgeführt wird, indem das Luft/Kraftstoffverhältnis eines einem Motor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemisches magerer gemacht wird, ist es bekannt, daß sich die Erzeugung von NOx in diesem Magerverbrennungs­ bereich durch die oben genannte Abmagerung insgesamt auf ein wesentliches Ausmaß verringert, wie es in Fig. 29 gezeigt ist. Vom Standpunkt der NOx-Verringerung aus ist es deswegen effek­ tiv, für den Betrieb des Motors das Luft/Kraftstoffverhältnis noch näher in Richtung einer Magergrenze zu setzen.

Deswegen wird bei solchen Magermotoren das Luft/Kraftstoff­ verhältnis während einer Magerverbrennung so hoch wie möglich eingestellt (in anderen Worten ein Luft/Kraftstoffgemisch wird so mager wie möglich eingestellt), so daß die Emission von NOx verringert werden kann. Der Wert des Luft/Kraftstoffverhält­ nisses wird im allgemeinen nahe einer Grenze (Magergrenze) eingestellt, innerhalb derer das Luft/Kraftstoffverhältnis einer gleichmäßigen Verbrennung unterworfen werden kann.

Durch Durchführung eines solchen Magerbetriebes ist es mög­ lich, den Kraftstoffverbrauch deutlich zu verbessern und gleichzeitig die Emission von NOx zu unterdrücken.

Zur Durchführung einer Magerverbrennung ist es allgemein üblich, den Verbrennungszustand durch ein Steuersystem zu steuern. Es ist bekannt, bei einer solchen Steuerung ein Motordrehmoment aus einer Winkelbeschleunigung einer Kurbel­ welle zu berechnen.

Diese Berechnungen werden jedoch nach und nach durch Verwen­ dung verschiedener Momentanwerte durchgeführt. Es wurde nicht erwogen, eine gleichmäßige und präzise Steuerung in vorherbe­ stimmten Intervallen durchzuführen und gleichzeitig die proba­ bilistische und statistische Eigenschaft des Motordrehmoments Pi in Betracht zu ziehen.

Außerdem verändert sich die Verbrennungsabweichung in einem Motor von einem Zylinder zum anderen, wie es in Fig. 27 ge­ zeigt ist. Diese Veränderung wird durch eine Veränderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses verursacht, die ihrerseits auf­ grund einer Veränderung oder Veränderungen der Form eines Injektors oder einer Ansaugleitung, der Ventilsteuerzeiten und/oder dergleichen stattfindet.

Unter Berücksichtigung des Vorstehenden wird daher der Ver­ brennungszustand bei einer Magerverbrennung bezüglich des Luft/Kraftstoffverhältnisses des Zylinders gesteuert, der den größten Verbrennungsabweichungen unterworfen wird.

Eine solche Lösung wird jedoch von dem Problem begleitet, daß kein Betrieb an einer Grenze des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einem Zylinder oder in Zylindern mit relativ kleiner Ver­ brennungsabweichung möglich ist.

Wenn die Magerverbrennungssteuerung auf der Grundlage der Höhe der Verbrennungsabweichung durchgeführt wird, wird eine Ab­ weichung, die gleich oder größer als eine vorherbestimmte Höhe ist, als Verschlechterung des Verbrennungszustands genommen, so daß die Kraftstoffeinspritzmenge oder dergleichen zur Verlagerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in Richtung einer fetten Seite gesteuert wird.

Wenn eine solche Steuerung durch Berechnung einer Verbren­ nungsabweichung aus einer Drehzahlabweichung des Motors durch­ geführt wird, besteht das Problem, daß eine zu starke Korrek­ tursteuerung in Richtung der fetten Seite durchgeführt wird, weil auch bei einer Fahrt auf einer unebenen Straße eine große Drehzahlvarianz auftreten kann.

Auf der anderen Seite ermöglicht die Durchführung einer Mager­ verbrennung die Unterdrückung der NOx-Emission und außerdem eine wesentliche Verbesserung des Kraftstoffverbrauches. Zur Verringerung der NOx-Emission wird ein Dreiwegekatalysator oder dergleichen verwendet, so daß die Kraftstoffeinspritzmen­ ge gesteuert werden kann, damit der Katalysator mit einem maximalen Wirkungsgrad betrieben werden kann.

Für diese Kraftstoffeinspritzmengensteuerung wird ein Ver­ fahren verwendet, bei dem die Zusammensetzung des Verbren­ nungsgases durch einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor (A/F- Sensor) erfaßt wird und die einzuspritzende Kraftstoffmenge korrigiert wird.

Der Luft/Kraftstoffverhältnissensor ist im allgemeinen in einer Auslaßkanal-Sammelleitung angeordnet und kann deswegen nur das durchschnittliche Luft/Kraftstoffverhältnis einzelner Zylinder erfassen. Aus diesem Grund wird die Lufteinspritzmen­ ge auf der Grundlage des durchschnittlichen Luft/Kraftstoff­ verhältnisses gesteuert.

Die Durchsätze der Injektoren bei einer Verbrennungskraft­ maschine mit mehreren Zylindern verändern ihre Charakteristi­ ka, wie es in Fig. 28 gezeigt ist. In Fig. 28 sind die Kraft­ stoffeinspritzimpulslängen und die Fehler im Durchsatz entlang der Abszisse bzw. der Ordinate aufgetragen, wobei die Ein­ spritzcharakteristika von frei gewählten Injektoren, insbeson­ dere die Einspritzmengen der einzelnen Injektoren, im Ver­ gleich zueinander gezeigt sind. Wie Fig. 28 zeigt, ist ein Auftreten von Fehlern in der Größenordnung von 2 bis 3% erwünscht.

Zusätzlich zu einer Veränderung des Antriebs eines zugeord­ neten Injektorventils kann dieser Fehler der Einspritzcharak­ teristika außerdem durch einen baulichen Fehler in der Nähe eines entsprechenden Ventilsitzes verstärkt werden.

Darüber hinaus können die Luft/Kraftstoffverhältnisse der einzelnen Zylinder durch Abweichungen der angesaugten Luftmen­ ge unter den Zylindern aufgrund der Anordnung der Ansauglei­ tungen, Abweichungen der angesaugten Luft zwischen den Reihen aufgrund von Abweichungen der Öffnungs/Schließzeiten der Einlaßventile und dergleichen innerhalb einer bestimmten Weite verteilt werden, der um das stöchiometrische Luft/Kraftstoff­ verhältnis herum liegt (siehe Fig. 27).

Deswegen ist es mit herkömmlichen Steuereinrichtungen schwer, alle Zylinder so zu betreiben, daß der Katalysator einen maximalen Wirkungsgrad hat.

Es kann daher erwogen werden, eine Luft/Kraftstoffverhältnis­ regelung bezüglich jedes Zylinders durchzuführen. Als Technik, die für eine solche Steuereinrichtung geeignet ist, wurde erwogen, die Einspritzmenge mittels der Drehzahlabweichung jedes Zylinders zu steuern, wie es zum Beispiel in der Japani­ schen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. HEI 2-227534 offenbart ist.

Um die Varianz unter den einzelnen Zylindern während eines stöchiometrischen Betriebes zu erfassen, muß die Verbrennungs­ kraftmaschine im Leerlauf oder bei extrem geringen Umdrehungen pro Minute oder dergleichen laufen. Es ist deswegen schwierig, eine solche Varianz während eines Normalbetriebes zu erfassen.

Aus der JP-4-81 548 A2 ist ein System mit einer Win­ kelbeschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle, einer Berechnungsein­ richtung zur Berechnung eines Mittelwertes der Winkelbe­ schleunigung und einer Bestimmungseinrichtung bekannt, die eine unnormale Verbrennung bestimmt, wenn die tatsächliche Beschleunigung der Kurbelwelle von der gemittelten Winkelbe­ schleunigung abweicht. Es wird also nur ein Vergleich der Abweichung eines momentanen Werts der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle von einem mittleren Winkelbeschleunigungswert anhand eines Schwellenwertes ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraft­ maschine sowie ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, die während einer Magerverbrennung die probabili­ stische und statistische Eigenschaft der Verbrennungsabwei­ chung berücksichtigen und die Durchführung einer sicheren Verbrennungssteuerung aller Zylinder - auch bei Fahrt auf einer unebenen Straße - ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraft­ maschine nach Patentanspruch 1 sowie durch das Verfahren und das System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach den Patentansprüchen 5 bzw. 12 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsarten des Verfahrens zur Bestimmung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach Patentanspruch 1 sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Das Verfahren zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach Patentanspruch 5 weist vor­ teilhafterweise die Maßnahmen der Patentansprüche 6 bis 11 auf.

Bevorzugte Ausführungsformen des System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach Pa­ tentanspruch 12 sind Gegenstand der Patentansprüche 13 und 14.

Durch das Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach Patentanspruch 1, das Verfahren zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Ver­ brennungskraftmaschine nach Patentanspruch 5 sowie durch das System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbren­ nungskraftmaschine nach Patentanspruch 12 kann der Verbren­ nungszustand entsprechend den statistischen Eigenschaften des Betriebszustands des Motors bestimmt bzw. gesteuert werden, was zu dem Vorteil führt, daß ein Magergrenzenbetrieb in einem breiteren Betriebsbereich durchgeführt werden kann.

Mit dem Verfahren nach Anspruch 6 kann zusätzlich ein Grenzzyk­ lus, der aufgrund eines Rechenfehlers oder dergleichen auf­ treten könnte, sicher verhindert werden.

Die Verfahren nach Anspruch 8 und 9 haben zusätzlich den Vorteil, daß der Schlechtverbrennungszustand quantitativ ohne Fehler ermittelt werden kann, wodurch es möglich ist, die Verbrennungszustandssteuerung sicherer durchzuführen.

Durch das Verfahren nach Anspruch 10 kann eine Fehlzündung verhindert werden, wodurch es möglich ist, die Verbrennungs­ zustandssteuerung sicherer durchzuführen.

Durch das Verfahren nach Anspruch 11 werden die folgenden Wirkungen oder Vorteile erreicht:

(2-1) Die Verbrennungsabweichungsgrenze ist von einem zum anderen Zylinder aufgrund von Abweichungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses anders, die ihrerseits durch Abweichungen des Durchsatzes innerhalb der Injektoren, Änderungen der Ausbildungen innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebungen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden. Solche Unter­ schiede können sicher korrigiert werden, so daß alle einzelnen Zylinder auf eine Verbrennungsgrenze ein­ gestellt werden können.

(2-2) Unterschiede zwischen den Zylindern aufgrund von Ab­ weichungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen des Durchsatzes in­ nerhalb der Injektoren, Abweichungen der Ausbildung innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebun­ gen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden, können auch bei einem Betrieb mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis sicher korrigiert werden, wodurch alle Verbrennungen in den einzelnen Zylin­ dern in einen idealen Zustand gesteuert werden kön­ nen.

(2-3) Ein Dreiwegekatalysator kann mit einem maximalen Wirkungsgrad betrieben werden, so daß eine effizien­ te Reinigung des Abgases durchgeführt werden kann.

(2-4) Aufgrund der oben genannten Wirkungen oder Vorteile (2-1) bis (2-3) kann die Emission von NOx minimiert werden.

(2-5) Die Erfassung der Drehzahlabweichung und die Korrek­ tur und Steuerung von Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses bei jedem Zylinder kann mit einem einzigen Kurbelwinkelsensor durchgeführt werden, wodurch eine sichere Magerverbrennungssteuerung und ein stöchiometrischer Betrieb mit geringeren Kosten durchgeführt werden kann.

Das System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine nach Patentanspruch 12 hat folgende Wirkungen und Vorteile:

(1-1) Der Verbrennungszustand kann entsprechend den stati­ stischen Eigenschaften des Betriebszustands des Motors so gesteuert werden, daß ein Magergrenzenbe­ trieb in einem breiteren Bereich durchgeführt werden kann.

(1-2) Ein Schlechtverbrennungszustand kann quantitativ ohne Fehler ermittelt werden, wodurch es möglich ist, eine sicherer Verbrennungszustandssteuerung durchzuführen.

(1-3) Es ist kein zusätzlicher Sensor erforderlich, um mit Geländestraßen fertigzuwerden, wodurch es möglich ist, geschützt vor ungünstigen Auswirkungen einer Geländestraße einen Magerbetrieb durchzuführen, ohne daß die Kosten erhöht werden.

Mit dem System nach Patentanspruch 14 werden die folgenden Wirkungen und Vorteile erreicht:

(3-1) Die Verbrennungsabweichungsgrenze ändert sich von dem einen Zylinder zum anderen wegen der Abweichun­ gen des Luft/Kraftstoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen des Durchsatzes innerhalb der Injektoren, Abweichungen der Ausbildung innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebungen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden. Solche Unter­ schiede können sicher korrigiert werden, so daß alle einzelnen Zylinder an eine Verbrennungsgrenze einge­ stellt werden können.

(3-2) Unterschiede innerhalb der Zylinder aufgrund von Änderungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen des Durchsatzes in­ nerhalb der Injektoren, Abweichungen der Ausbildung innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebun­ gen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden, können auch bei einem Betrieb mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis sicher korrigiert werden, wodurch alle Verbrennungen in den einzelnen Zylin­ dern in einen idealen Zustand gesteuert werden kön­ nen.

(3-3) Ein Dreiwegekatalysator kann mit einem maximalen Wirkungsgrad betrieben werden, so daß eine effizien­ te Reinigung des Abgases durchgeführt werden kann.

(3-4) Aufgrund der oben genannten Wirkungen oder Vorteile (3-1) bis (3-3) kann die Emission von NOx minimiert werden.

(3-5) Die Erfassung der Drehzahlabweichung und die Korrek­ tur und Steuerung von Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses bei jedem Zylinder kann mit einem einzigen Kurbelwinkelsensor durchgeführt werden, wodurch eine sichere Magerverbrennungssteuerung und ein stöchiometrischer Betrieb mit geringeren Kosten durchgeführt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 15 zeigen als eine erste Ausführungsform der Erfindung ein Verbrennungszustandsbestimmungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine sowie ein Verbrennungszustands­ steuerverfahren und ein Verbrennungszustandssteuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine, bei denen

Fig. 1 ein Steuerblockdiagramm ist,

Fig. 2 ein Diagramm des Gesamtaufbaus eines mit dem Ver­ brennungszustandssteuersystem ausgestatteten Motor­ systems ist,

Fig. 3 ein Hardware-Blockdiagramm ist, das ein Steuersystem des mit dem Verbrennungszustandssteuersystem ausge­ rüsteten Motorsystems ist,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 6 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 7 eine Korrekturkennlinie zur Erläuterung des Betriebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 8 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Be­ triebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 9 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Be­ triebs des Verbrennungszustandssteuersystems ist,

Fig. 10 eine Normalisierungskennlinie zur Erläuterung des Betriebs des Verbrennungszustandssteuersystems zeigt,

Fig. 11 eine schematische perspektivische Darstellung ist, die einen Drehzahlabweichungsdetektor des Verbrennungs­ zustandssteuersystems zeigt, und

Fig. 12 bis 15 jeweils Diagramme sind, die die Eigenschaften der Verbrennungsabweichung des Motors zeigen.

Die Fig. 16 bis 21 zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motorverbrennungszustandssteuersystems, in denen

Fig. 16 ein Steuerblockdiagramm ist,

Fig. 17 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung seines Betriebes,

Fig. 18 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung seines Betriebes,

Fig. 19 ein schematisches Diagramm ist, das eine gesteuerte Charakteristik zeigt,

Fig. 20 ein schematisches Diagramm ist, das eine gesteuerte Charakteristik zeigt, und

Fig. 21 ein Diagramm ist, das eine Groß-Klein-Beziehung zwi­ schen einer Schwelle zur Bestimmung einer schlechten Straße und einer zur Bestimmung einer Schlechtver­ brennung ist.

Die Fig. 22 bis 26 zeigen als dritte Ausführungsform der Erfindung ein Verbrennungssteuerverfahren und ein Verbren­ nungssteuersystem einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchen

Fig. 22 und 23 Steuerblockdiagramme eines Systems zur Durch­ führung des Verfahrens sind und

Fig. 24 bis 26 jeweils Ablaufdiagramme zur Erläuterung des Betriebs des Systems sind.

Fig. 27 ist ein Diagramm, das die Kennlinien einer Verbren­ nungsabweichung in einem Magermotor zeigt,

Fig. 28 ist ein Diagramm, das Änderungen der Durchsatzkenn­ linie innerhalb der Injektoren des Motors zeigt, und

Fig. 29 ist ein Diagramm, das die Verhältnisse zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis und einer Verbrennungsabwei­ chung und einer NOx-Menge zeigt.

Beste Art für die Ausführung der Erfindung

Die Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.

(a) Beschreibung der ersten Ausführungsform

Ein Motor für ein Kraftfahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem ausgerüstet ist, ist als ein Magermotor konstru­ iert, der eine Magerverbrennung bei einem Luft/Kraftstoff­ verhältnis durchführt, das unter vorherbestimmten Betriebs­ bedingungen eine Magerverbrennung bei einem Luft/Kraftstoff­ verhältnis durchführt, das magerer ist als das stöchiometri­ sche Luft/Kraftstoffverhältnis. Dieser Motor kann dargestellt werden, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 hat der Motor 1 (Verbrennungskraftmaschine) einen Einlaßkanal 3 und einen Auslaßkanal 4, die jeweils mit einer Verbrennungskammer 2 in Verbindung stehen. Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 3 und der Verbrennungskammer 2 wird durch ein Einlaßventil 5 gesteuert, während die Verbindung zwischen dem Auslaßkanal 4 und der Verbrennungskammer 2 durch ein Auslaßventil 6 gesteu­ ert wird.

Der Einlaßkanal 3 ist mit einem Luftfilter 7, einem Drossel­ ventil 8 und mit einem als Kraftstoffzufuhreinrichtung dienen­ den elektromagnetischen Einspritzventil (Injektor) 9 versehen, die von der stromaufwärtigen Seite des Einlaßkanals 3 aufein­ anderfolgend angeordnet sind. Der Auslaßkanal 4 ist dahingegen mit einem Dreiwegekatalysator 10 und einem nicht gezeigten Auspufftopf (Geräuschdämpfer) versehen, die von einer strom­ aufwärtigen Seite des Auslaßkanals 4 aus aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jeder Zylinder des Motors 1 ist mit seinem eigenen Injektor 9 versehen. Außerdem ist der Auslaßkanal 3 mit einem Ausgleichstank 3a versehen.

Der Dreiwegekatalysator 10 dient zur Beseitigung von CO, HC und NOx, während der Motor mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, und hat einen bekannten Aufbau.

Das Drosselventil 8 ist mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) über einen Seilzug so verbunden, daß die Stellung des Drossel­ ventils 8 entsprechend dem Hub des Gaspedals reguliert wird.

Der Einlaßkanal 3 ist mit einer ersten Bypassleitung 11A versehen, die sich das Drosselventil 8 umgehend erstreckt. In diese Bypassleitung 11A ist ein Schrittmotorventil (nachste­ hend als "STM-Ventil" bezeichnet) 12 eingesetzt, das als ISC- Ventil (Leerlaufdrehzahlsteuerventil) dient. In der ersten Bypassleitung 11A ist ein erstes Leerlaufluftventil 13 in Wachsbauart, dessen Öffnung entsprechend der Temperatur des Motorkühlmittels reguliert wird, außerdem seitlich des STM- Ventils 12 angeordnet.

Das STM-Ventil 12 besteht aus einem Ventilelement 12a, das mit einem in dem ersten Bypasskanal 11A ausgebildeten Ventil­ sitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, einem Schritt­ motor (ISC-Betätigungseinrichtung) 12b zur Steuerung der Stellung des Ventilelements, und einer Feder 12c, die das Ventilelement senkrecht gegen den Ventilsitzabschnitt vor­ spannt (d. h. in einer solchen Richtung, daß die erste Bypass­ leitung 11A durch das Ventilelement geschlossen wird).

Durch schrittweise (entsprechend der Anzahl der Schritte) Einstellung der Position des Ventilelements 12a bezüglich des Ventilsitzabschnittes durch den Schrittmotor 12a wird die Öffnung zwischen dem Ventilsitzabschnitt und dem Ventilelement 12a, d. h. die Stellung des STM-Ventils 12, gesteuert.

Durch Steuerung der Position des STM-Ventils 12 im Einklang mit einer als Steuergerät dienenden elektronischen Steuer­ einheit (ECU) 25, die nachstehend beschrieben wird, kann die Ansaugluft durch die erste Bypassleitung 11A unabhängig von dem Betrieb des Gaspedals durch den Fahrer zugeführt werden. Durch Veränderung der Stellung des STM-Ventils 12 kann die durch die Drosselbypassleitung 11A zuzuführende Luftmenge gesteuert werden.

Als ISC-Betätigungseinrichtung kann auch ein Gleichstrommotor anstatt des Schrittmotors 12b verwendet werden.

Der Ansaugkanal 3 ist zusätzlich mit einer zweiten Bypass­ leitung 11B versehen, die sich ebenfalls so erstreckt, daß sie das Drosselventil 8 umgibt. Ein Luftbypassventil 14 ist in die zweite Bypassleitung 11B eingesetzt.

Das Luftbypassventil 14 besteht aus einem Ventilelement 14a, das mit einem in der zweiten Bypassleitung 11B ausgebildeten Ventilsitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, und einer Membranbetätigungseinrichtung 14b zur Steuerung der Stellung des Ventilelements 14a. Eine Membrankammer der Membranbetäti­ gungseinrichtung 14b ist mit einer Steuerleitung 141 versehen, die mit dem Einlaßkanal stromab von dem Drosselventil ver­ bunden ist. Ein elektromagnetisches Luftbypassventilsteue­ rungsventil 142 ist in die Steuerleitung 141 eingesetzt.

Durch Steuerung der Stellung des elektromagnetischen Luftby­ passventilsteuerungsventils 142 mittels der nachstehend be­ schriebenen ECU 25 ist es außerdem möglich, dem Motor 1 An­ saugluft unabhängig von einer Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer durch die zweite Bypassleitung 11B zuzuführen. Außerdem kann die während der Umgehung des Drosselventils 8 zuzuführende Luftmenge durch Veränderung der Stellung des elektromagnetischen Luftbypassventilsteuerungsventils 142 gesteuert werden. Im Grundbetriebsmodus des elektromagneti­ schen Luftbypassventilsteuerungsventils 142 ist dieses in einem Magerbetrieb offen und ansonsten geschlossen.

Zwischen dem Auslaßkanal 4 und dem Einlaßkanal 3 ist eine Abgasrückführleitung (EGR-Leitung) 80 eingesetzt, um das Abgas in das Einlaßsystem zurückzuführen. Ein EGR-Ventil 81 ist in die EGR-Leitung 80 eingesetzt.

Das EGR-Ventil 81 besteht aus einem Ventilelement 81a, das mit einem in der EGR-Leitung 80 ausgebildeten Ventilsitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, und einer Membranbetätigungs­ einrichtung 81b zur Steuerung der Stellung des Ventilelements 81a. Eine Membrankammer der Membranbetätigungseinrichtung 81b ist mit einer Steuerleitung 82 versehen, die mit dem Einlaßka­ nal stromauf von dem Drosselventil in Verbindung steht. Ein elektromagnetisches Ventil 83 zur Steuerung des EGR-Ventils ist in die Steuerleitung 82 eingesetzt.

Durch Steuerung der Stellung des elektromagnetischen Ventils 83 zur Steuerung des EGR-Ventils mittels der nachstehend beschriebenen ECU 25 kann das Abgas durch die EGR-Leitung 80 in das Ansaugsystem zurückgeführt werden.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 15 eine Kraftstoff­ druckreguliereinrichtung. Diese Kraftstoffdruckregulierein­ richtung 15 wird ansprechend auf einen Unterdruck in der Ansaugleitung 3 betätigt, um die von einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe zu einem nicht gezeigten Kraftstofftank zu­ rückzuführende Kraftstoffmenge zu steuern, so daß der Druck des aus dem Injektor 9 auszuspritzenden Kraftstoffs gesteuert werden kann.

Zur Steuerung des Motorsystems sind verschiedene Sensoren angeordnet. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist zunächst ein Abschnitt, an dem die Ansaugluft, die den Luftfilter 7 durch­ strömt hat, in den Ansaugkanal 3 strömt, mit einem Luftströ­ mungssensor (Luftmengensensor) 17 zur Erfassung der Ansaug­ luftmenge aus einer Karmanwirbelinformation, einem Ansaugluft­ temperatursensor 18 als Einrichtung zur Erfassung eines Feuch­ tigkeitsparameters der angesaugten Luft, und einem Atmosphä­ rendrucksensor 19 versehen.

Dieser Ansauglufttemperatursensor 18 ist zur Erfassung der Temperatur der Ansaugluft des Motors 1 vorgesehen.

An der Stellung der Anordnung des Drosselventils 8 in der Ansaugleitung 3 sind ein Drosselstellungssensor 20 in Form eines Potentiometers zur Erfassung der Stellung des Drossel­ ventils 8 sowie ein Leerlaufschalter 21 angeordnet.

Auf der Seite des Auslaßkanals 4 ist ein dagegen ein linearer Sauerstoffkonzentrationssensor (nachstehend einfach als "li­ nearer O₂-Sensor" bezeichnet) 22 für eine lineare Erfassung der Sauerstoffkonzentration (O₂-Konzentration) in dem Abgas angeordnet. Andere Sensoren sind ein Kühlmitteltemperatursen­ sor 23 zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur des Motors 1, ein Kurbelwinkelsensor 24 (siehe Fig. 3) zur Erfassung eines Kurbelwinkels (der auch als Drehzahlsensor zur Erfassung der Motordrehzahl Ne dienen kann), und ein Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 30.

Erfassungssignale von diesen Sensoren und dem Schalter werden der ECU 25 eingegeben, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Der Hardwareaufbau der ECU 25 kann wie in Fig. 3 gezeigt dargestellt werden. Die ECU 25 ist als Rechner aufgebaut, dessen Hauptkomponente eine CPU (Prozessor) 26 ist. Der CPU 26 werden über eine Eingabeschnittsteile 28 und einen A/D-Wandler 29 Erfassungssignale von dem Ansauglufttemperatursensor 18, dem Atmosphärendrucksensor 19, dem Drosselstellungssensor 20, dem linearen O₂-Sensor 22, dem Kühlmitteltemperatursensor 23 und dergleichen eingegeben.

Über eine Eingabeschnittstelle 35 werden der CPU 26 direkt Erfassungssignale von dem Luftströmungssensor 17, dem Leer­ laufschalter 21, dem Kurbelwinkelsensor 24, dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 30 und dergleichen eingegeben.

Über eine Busleitung tauscht die CPU 26 außerdem Daten mit einem ROM (Speichereinrichtung) 36, in dem verschiedene Daten zusammen mit Programmdaten und Festwertdaten gespeichert sind, und einem RAM 37 aus, das aktualisiert wird, d. h. aufeinand­ erfolgend überschrieben wird.

Als Ergebnis der Berechnung durch die CPU 26 gibt die ECU 25 Signale zur Steuerung des Betriebszustands des Motors 1, z. B. verschiedene Steuersignale, wie z. B. ein Kraftstoffeinspritz­ steuersignal, ein Zündzeitpunktsteuersignal, ein ISC-Steuersi­ gnal, ein Bypassluftsteuersignal und ein EGR-Steuersignal aus.

Das Kraftstoffeinspritzsteuersignal (Luft/Kraftstoffverhält­ nis-Steuersignal) wird von der CPU 26 über einen Injektorso­ lenoidtreiber 39 an einen Injektorsolenoid 9a (genauer gesagt einen Transistor für den Injektorsolenoid 9a) ausgegeben, der für den Antrieb des Injektors 9 angeordnet ist. Das Zündzeit­ punktsteuersignal wird von der CPU 26 über eine Zündspulen­ treiber 40 an einen Leistungstransistor 41 ausgegeben, so daß ein Strom über eine Zündspule 42 von dem Leistungstransistor 41 an einen Verteiler 43 zugeführt wird, damit einzelne Zünd­ kerzen 16 aufeinanderfolgend Zündfunken erzeugen.

Das ISC-Steuersignal wird von der CPU 26 an den Schrittmotor 12b über einen ISC-Treiber 44 ausgegeben, während das Bypass­ luftsteuersignal von der CPU 26 über einen Luftbypassventil­ treiber 45 an den Solenoid 142a des elektromagnetischen Ventils 142 für die Luftbypassventilsteuerung ausgegeben wird.

Außerdem wird das EGR-Steuersignal von der CPU 26 über den EGR-Treiber 46 an den Solenoid 83a des elektromagnetischen Ventils zur Steuerung des EGR-Ventils ausgegeben.

Sich nun der Kraftstoffeinspritzsteuerung (Luft/Kraftstoff­ verhältnis-Steuerung) widmend, ist für die Kraftstoffein­ spritzsteuerung (Steuerung einer Injektorantriebszeit) eine ECU 25 mit den Funktionen einer Abweichungserfassungseinrich­ tung 101, einer Bestimmungseinrichtung 102 für einen normali­ sierten Abweichungswert, einer Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert-Berechnungseinrichtung 104, einer Verbrennungszu­ stands-Steuereinrichtung 105, einem Verbrennungsabweichungs- Einstellelement 106, einer Winkelbeschleunigungs-Erfassungs­ einrichtung 107, einer Glätteinrichtung 108, einer Schwellen­ aktualisierungseinrichtung 110 und einer Fehlzündungsbestim­ mungs-Referenzwert-Setzeinrichtung 111 versehen.

Das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement 106 dient hier zur Einstellung einer Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj auf einen gewünschten Zustand durch ein Steuersignal von der Verbrennungszustands-Steuereinrichtung 105, so daß eine Mager­ verbrennung bei einem zu erreichenden Luft/Kraftstoffverhält­ nis durchgeführt wird. Der Injektor 9 dient als Verbrennungs­ abweichungs-Einstellelement 106.

Die Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj wird dabei durch die folgende Formel ausgedrückt:

Tinj(j) = TB · KAC(j) · K · KAFL + Td (1-1)

In der obenstehenden Formel bedeutet TB eine Grundantriebszeit des Injektors 9. Aus einer Information über eine angesaugte Luftmenge A von dem Luftströmungssensor 17 und einer Informa­ tion über die Motordrehzahl N von dem Kurbelwinkelsensor (Motordrehzahlsensor) 24 wird eine Information über eine angesaugte Luftmenge A/N pro Motordrehzahl erhalten und auf der Grundlage dieser Information die Grundantriebszeit TB bestimmt.

KAFL ist dagegen ein Magerkorrekturkoeffizient und wird aus in einem Kennfeld gespeicherten Kennlinien entsprechend einem Betriebszustand des Motors bestimmt. Das Luft/Kraftstoffver­ hältnis kann deshalb abhängig von einem Betriebszustand mager oder stöchiometrisch gemacht werden.

Wie nachstehend beschrieben wird, ist KAC(j) ein Korrekturko­ effizient zur Durchführung einer Verbrennungszustandssteuerung entsprechend der Varianz in der Verbrennung.

Außerdem wird ein Korrekturkoeffizient K entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur, der Ansauglufttemperatur, dem Atmosphärendruck und dergleichen gesetzt. Durch die Totzeit (ungültige Zeit) Td wird die Antriebszeit entsprechend der Batteriespannung korrigiert.

Die Auslegung ist außerdem so, daß eine Magerverbrennung durchgeführt werden kann, wenn durch eine Magerbetriebsbedin­ gungs-Bestimmungseinrichtung festgestellt wurde, daß bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Die ECU 25 hat daher die Funktion einer Luft/Kraftstoffver­ hältnis-Steuereinrichtung, die das Luft/Kraftstoffverhältnis so steuert, daß es unter vorherbestimmten Betriebsbedingungen magerer ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhält­ nis.

Das Verbrennungszustandssteuersystem dieser Ausführungsform ist dabei mit der Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichung 107 ausgestattet, die eine Winkelbeschleunigung der durch den Motor angetriebenen Welle (Kurbelwelle) erfaßt. Die Winkelbe­ schleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 ist wie nachstehend beschrieben aufgebaut.

Wie es in Fig. 11 gezeigt ist, sind die Hauptelemente der Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 ein Kurbelwin­ kelsensor 24, ein Zylinderidentifizierungssensor 230 und eine als Steuergerät dienende ECU 25. Der Kurbelwinkelsensor 24 ist mit einem Drehelement 222 versehen, das sich zusammen mit der Kurbelwelle 201 des Motors dreht.

An einem Umfangsrand des Drehelements 221 sind ein erster, ein zweiter und ein dritter Flügel 221A, 221B, 221C ausgebildet, die sich jeweils radial nach außen erstrecken. Ein Detektor 222 ist so angeordnet, daß er den Flügeln 221A, 221B, 221C an deren gegenüberliegenden Seiten zugewandt ist, und den durch die Drehung des Drehelements 221 verursachten Durchgang der Flügel 221A, 221B, 221C optisch oder elektromagnetisch erfaßt, so daß entsprechende Impulse ausgegeben werden.

Die Flügel 221A, 221B, 221C haben eine Winkellänge, die einem vorherbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle entspricht, und sind in vorherbestimmten Winkelintervallen voneinander in Winkelrichtung im Abstand angeordnet.

Genauer gesagt sind die sich gegenüberliegenden Ränder gegen­ seitig benachbarter Flügel in einem Winkelintervall von 120° angeordnet.

Der Zylinderidentifizierungssensor 230 ist fest an einer nicht gezeigten Nockenwelle angebracht und erzeugt jedesmal einen Ausgangsimpuls, wenn die Nockenwelle eine bestimmte Drehstel­ lung entsprechend einem Zylinder einnimmt, wobei sich die Kurbelwelle 201 zweimal und die Nockenwelle einmal dreht.

Das System dieser Ausführungsform, das an einem Sechszylin­ dermotor angebracht ist, bei dem die Zündung in der Reihenfol­ ge der Zylindernummern durchgeführt wird, ist beispielsweise so aufgebaut, daß die Kurbelwelle in einen ersten Kurbelwel­ lendrehwinkelbereich eintritt, der entweder dem ersten Zylin­ der oder dem vierten Zylinder entspricht, die eine erste Zylindergruppe bilden (vorzugsweise und hauptsächlich einem Expansionshub in dem einen Zylinder), wenn die Endkante (Vor­ derkante 221C′ oder Hinterkante) des dritten Flügels 221C sich an dem Detektor 222 vorbei bewegt hat, und die Kurbelwelle den ersten Drehzahlwinkelbereich verläßt, wenn die Endkante des ersten Flügels 221A sich an dem Detektor 222 vorbei bewegt hat.

Auf ähnliche Weise tritt die Kurbelwelle nach dem Vorbeilauf der Endkante des ersten Flügels 221A in einen zweiten Kurbel­ wellendrehwinkelbereich ein, der entweder dem zweiten oder fünften Zylinder entspricht, die eine zweite Zylindergruppe bilden, und nach Vorbeilauf der Hinterkante des zweiten Flü­ gels 221B verläßt die Kurbelwelle diesen Bereich.

Ferner tritt die Kurbelwelle nach Vorbeilauf der Hinterkante des zweiten Flügels 221B in einen dritten Kurbelwellendrehwin­ kelbereich ein, der entweder dem dritten oder dem sechsten Zylinder entspricht, die eine dritte Zylindergruppe bilden, und nach Vorbeilauf der Hinterkante des dritten Flügels 221C verläßt die Kurbelwelle diesen Bereich.

Die Unterscheidung zwischen dem ersten Zylinder und dem vier­ ten Zylinder, die Unterscheidung zwischen dem zweiten Zylinder und dem fünften Zylinder und die Unterscheidung zwischen dem dritten Zylinder und dem sechsten Zylinder werden aufgrund von Ausgangssignalen des Zylinderidentifizierungssensors 230 durchgeführt.

Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus wird die Erfassung einer Winkelbeschleunigung wie nachstehend beschrieben durch­ geführt.

Während eines Betriebs des Motors werden der ECU 25 aufeinand­ erfolgend Ausgangsimpulssignale des Kurbelwinkelsensors 24 und Erfassungssignale von dem Zylinderidentifizierungssensor 230 eingegeben, und die ECU 25 führt periodisch und wiederholt Berechnungen durch.

Auf der anderen Seite bestimmt die ECU 25 die Numerierung jedes Ausgangsimpulssignals des Kurbelwinkelsensors 24 in­ nerhalb der aufeinanderfolgend seit dem Zeitpunkt des Eingangs eines Ausgangsimpulssignals des Zylinderidentifizierungssen­ sors 230 ausgegeben worden sind.

Hierdurch ist es möglich, zu identifizieren, welcher Zylinder dem von dem Kurbelwinkelsensor 24 eingegebenen Impulssignal entspricht. Vorzugsweise wird ein Zylinder, in dem ein Expan­ sionshub (Auslaßhub: BTDC 75°) zuerst zu dem momentanen Zeit­ punkt durchgeführt wird, als identifizierter Zylinder erkannt.

Nachdem durch einen Impulseingang des Kurbelwinkelsensors 24 ein Eintritt in den Kurbelwellendrehzahlwinkelbereich bestimmt worden ist, der einer identifizierten Zylindergruppe m (m: 1, 2 oder 3) entspricht, startet die ECU 25 dann einen Zeitab­ schnittsmeßzeitgeber (nicht gezeigt).

Wenn das nächste Ausgangsimpulssignal von dem Kurbelwinkelsen­ sor 220 eingegeben wird, bestimmt die ECU 25 ein Verlassen des Kurbelwellendrehwinkelbereiches, der der identifizierten Zylindergruppe m entspricht, stoppt den Zeitzählbetrieb des Zeitzählabschnittsmeßzählgebers und liest das Ergebnis der so gezählten Zeit.

Dieses Ergebnis stellt das Zeitintervall TN(n) von dem Zeit­ punkt des Eintritts in den der identifizierten Zylindergruppe m entsprechenden Kurbelwellendrehwinkelbereich aus bis zu dem Zeitpunkt des Verlassens des Bereiches dar, in anderen Worten wird der Zeitabschnitt TN(n) durch zwei vorherbestimmte Kur­ belwinkel bestimmt, die der identifizierten Zylindergruppe entsprechen.

Das Suffix "n" im Zeitabschnitt TN(n) zeigt an, daß der Zeit­ abschnitt dem n-ten (momentanen) Zündvorgang in dem identifi­ zierten Zylinder entspricht.

Ferner ist der Zeitabschnitt TN(n) im Falle eines Sechszylin­ dermotors ein 120°-Kurbelzeitabschnitt der identifizierten Zylindergruppe (das Zeitintervall zwischen BTDC 75° Betriebs­ zuständen in den angrenzenden Zylindern) und ist allgemeiner gesagt ein (720/N)°-Kurbelzeitabschnitt bei einem N-Zylin­ dermotor.

Die oben beschriebenen Ausgangsimpulssignale, die ein Ver­ lassen des dem momentan identifizierten Zylinder entsprechen­ den Kurbelwellendrehwinkelbereiches anzeigen, zeigen dabei außerdem einen Eintritt den Kurbelwellendrehwinkelbereich an, der dem als nächstes zu identifizierenden Zylinder entspricht.

Ansprechend auf dieses Ausgangsimpulssignal wird daher ein Zylinderidentifizierungsschritt für jeden als nächstes zu identifizierenden Zylinder durchgeführt und der Zeitab­ schnittsmeßzeitgeber wieder gestartet, um die Messung eines Zeitabschnitts zu beginnen, die sich auf den als nächstes zu identifizierenden Zylinder bezieht.

Durch diese Vorgänge erfaßt die ECU 25 den 120°-Kurbelzeit­ abschnitt TN(n). Eine Reihe von Zuständen von dem ersten Zylinder bis zu dem sechsten Zylinder kann wie in Fig. 6 gezeigt dargestellt werden. Die 120°-Kurbelzeitabschnitte werden jeweils durch TN(n-5) bis TN(n) angezeigt. Wenn diese Erfassungswerte verwendet werden, kann die Winkelbeschleuni­ gung ACC(n) der Kurbelwelle in dem Zeitabschnitt durch folgen­ de Formel berechnet werden:

ACC(n) = 1/TN(n) × {KL(m)/TN(n) - KL(m-1)/TN(n-1)} (1-2)

wobei KL(m) ein Segmentkorrekturwert ist. Um eine Korrektur für den momentan identifizierten Zylinder so durchzuführen, daß ein Meßfehler des Zeitabschnitts aufgrund von Abweichungen der Winkelintervalle der Flügel beseitigt werden kann, die nach der Herstellung und Anbringung der Flügel verursacht werden, wird ein Segmentkorrekturwert KL(m) durch die ECU 25 gemäß folgender Formel berechnet:

KL(m) = {KL(m-3) × (1-XMFDKFG) + KR(n) × (XMFDKFG)} (1-3)

wobei XMFDKFG einen Segmentkorrekturwert-Verstärkungsfaktor darstellt.

"m" in KL(m) wird nun für jede entsprechende Zylindergruppe gesetzt, wobei m = 1 den Zylindergruppen 1 und 4, m = 2 den Zylindergruppen 2 und 5 und m = 3 den Zylindergruppen 3 und 6 entspricht. Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, werden KL(1) bis KL(3) wiederholt.

Außerdem bedeutet "m-1" in KL(m-1), daß es sich um den Seg­ mentkorrekturwert unmittelbar vor dem "m" entsprechenden Segmentkorrekturwert handelt. Es wird daher angezeigt, daß KL(m-1) = KL(3), wenn KL(m) = KL(1), KL(m-1) = KL(1), wenn KL(m) = KL(2), und KL(m-1) = KL(2), wenn KL(m) = KL(3).

Darüber hinaus deutet KL(m-3) in der oben stehenden Formel auf KL(m) in der vorhergehenden Korrektur für dieselbe Zylinder­ gruppe hin. Als KL(m-3) nach Berechnung für den vierten Zylin­ der wird in der vorhergehenden Korrektur für den ersten Zylin­ der KL(1) verwendet, und als KL(m-3) nach Berechnung für den ersten Zylinder wird in der vorhergehenden Korrektur für den vierten Zylinder KL(1) verwendet. Nach Berechnung für den fünften Zylinder wird als KL(m-3) KL(2) in der vorhergehenden Korrektur für den zweiten Zylinder verwendet, und nach Berech­ nung des zweiten Zylinders wird als KL(m-3) in der vorherge­ henden Korrektur KL(2) für den fünften Zylinder verwendet. Als KL(m-3) nach Berechnung des sechsten Zylinders wird KL(3) in der vorhergehenden Korrektur für den dritten Zylinder ver­ wendet, und als KL(m-3) nach Berechnung des dritten Zylinders wird KL(3) in der vorhergehenden Korrektur für den sechsten Zylinder verwendet.

Auf der anderen Seite wird KR(n) in der oben genannten Formel gemäß folgender Formel bestimmt:

KR(n) = 3 × TN(n) / {TN(n) + TN(n-1) + TN(N-2)} (1-4)

Dies ist ein Meßwert, der einem durchschnittlichen Meßzeit­ abschnitt von dem Meßzeitabschnitt TN(n-2) von den zwei Mes­ sungen zuvor bis zu dem Meßzeitabschnitt TN(n) der momentanen Messung entspricht. Nach Berechnung des Segmentkorrekturwerts KL(m) wird KR(n) einem Primärfilterprozeß durch den Segment­ korrekturwertverstärkungsfaktor XMFDKFG unterworfen, wobei die oben beschriebene Formel verwendet wird.

Das Motorverbrennungszustandssteuersystem dieser Ausführungs­ form ist dabei mit der Abweichungserfassungseinrichtung 101 versehen, die einen Abweichungswert der Winkelbeschleunigung anhand eines Erfassungssignals von der Winkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtung 107 feststellt.

Die Berechnung durch die Abweichungserfassungseinrichtung 101 wird durch Bestimmung der Differenz zwischen einem geglätteten Wert, der durch Glättung einer erfaßten Winkelgeschwindigkeit durch die Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, und einer Winkelbeschleunigung bestimmt, die von der Winkelbeschleuni­ gungs-Erfassungseinrichtung 107 ausgegeben wird.

In der Abweichungserfassungseinrichtung 101 wird ein Beschleu­ nigungsabweichungswert ΔACC(n) durch die folgende Formel errechnet:

ΔACC(n) = ACC(n) - ACCAV(n) (1-5)

ACCAV(n) bedeutet hier einen geglätteten Wert, der durch Glättung der erfaßten Winkelgeschwindigkeit durch die Glätt­ einrichtung 108 erhalten wird und durch Durchführung eines Primärfilterprozesses gemäß folgender Formel durchgeführt wird:

ACCAV(n) = α × ACCAV(n-1) + (1-α) × ACC(n) (1-6)

wobei α ein aktualisierender Verstärkungsfaktor in dem Primär­ filterprozeß ist und einen Wert von etwa 0,95 hat.

Es ist außerdem die Bestimmungseinrichtung 102 für den norma­ lisierten Abweichungswert vorgesehen, die den von der Abwei­ chungserfassungseinrichtung 101 ausgegebenen Abweichungswert ΔACC(n) dem Betriebszustand des Motors entsprechend normali­ siert, um einen normalisierten Abweichungswert IAC(n) zu erhalten.

Die Berechnung des normalisierten Abweichungswerts IAC(n) in der Bestimmungseinrichtung für den normalisierten Abweichungs­ wert wird entsprechend der folgenden Formel durchgeführt:

IAC(n) = ΔACC(n) × Kte(Ev,Ne) (1-7)

wobei Kte(Ev,Ne) ein Ausgangskorrekturkoeffizient ist und durch die in Fig. 10 gezeigten Kennlinien gesetzt wird.

Die Kennwerte von Fig. 10 sind durch Auftragen von volume­ trischen Füllungsgraden Ev entlang der Abszisse und von den Füllungsgraden Ev entsprechenden Ausgangskorrekturkoeffizien­ ten Kte(Ev,Ne) entlang der Ordinate dargestellt, und es werden die Kennwerte einer Kurve auf einer mehr rechts oben liegenden Seite angenommen, wenn die Motordrehzahl Ne größer wird.

Die Kennwerte von Fig. 10 sind daher als Kennfeld gespeichert. Aus der aus dem Erfassungssignal des Kurbelwinkelsensors 24 oder dergleichen berechneten Motordrehzahl Ne und dem Fül­ lungsgrad Ev wird in der ECU 25 der Ausgangskorrekturkoeffi­ zient Kte(Ev,Ne) gesetzt, so daß eine Normalisierung durch eine der Motorleistung entsprechende Korrektur durchgeführt wird.

Es ist außerdem die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert- Berechnungseinrichtung 104 vorgesehen, die den normalisierten Abweichungswert IAC(n) mit einer vorherbestimmten Schwelle IACTH vergleicht, um einen Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) zu bestimmen. Dieser Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) wird durch Summierung der Menge der Ver­ schlechterungen erhalten, in denen jeweils der normalisierte Abweichungswert IAC(n) um die entsprechende Verschlechterungs­ menge kleiner ist als die Schwelle IACTH.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird durch folgende Formel berechnet:

VAC(j) = Σ{(IAC(j) < IACTH} × {IACTH - IAC(j)} (1-8)

In der obenstehenden Formel ist {IAC(j) < IACTH} eine Funk­ tion, die "1" ergibt, wenn IAC(j) < IACTH, jedoch "0" ergibt, wenn diese Bedingung nicht eintrifft. Wenn jeder normalisierte Abweichungswert IAC(n) kleiner ist als die vorherbestimmte Schwelle IACTH, wird diese negative Differenz als Verschlech­ terungsmenge summiert.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die anhand der Differenz zwischen der Schwelle IACTH und dem normalisierten Abweichungswert IAC(j) bewertet wird, so daß die Auswirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, um den Verschlechterungszustand präzise darzu­ stellen.

Außerdem wird die vorherbestimmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert.

Der oben beschriebene Suffix "j" bezeichnet dabei die Nummer jedes Zylinders.

Alternativ hierzu kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) auch durch Verwendung eines einfacheren Programms und durch kumulatives Zählen der Anzahl der Erfassungen be­ stimmt werden, in denen der normalisierte Abweichungswert IAC(n) kleiner ist als die Schwelle IACTH (d. h. VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH)}.

Berechnungsergebnisse der Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert-Berechnungseinrichtung 104 wie jene oben beschriebenen werden in der Verbrennungszustands-Steuereinrichtung 105 ver­ wendet.

Dem durch die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berech­ nungseinrichtung 104 berechneten Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) berücksichtigend steuert die Verbrennungs­ zustandsteuereinrichtung 105 das Verbrennungsabweichungs- Einstellelement 106 des Motors bezüglich der vorherbestimmten Referenzwerte von der Referenzwert-Setzeinrichtung 112.

Als Referenzwerte für die Steuerung des Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelements 106 durch die Verbrennungszustands- Steuereinrichtung 105 sind ein von einer Obergrenze-Referenz­ wert-Setzeinrichtung 112U gesetzter Obergrenze-Referenzwert (VACTH1) und ein von einer Untergrenze-Referenzwert-Setzein­ richtung 112L gesetzter Untergrenze-Referenzwert (VACTH2) vorgesehen.

Die Steuerung durch das Verbrennungsabweichungs-Einstellele­ ment 106 wird so durchgeführt, daß der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert VAC(j) zwischen dem Obergrenze-Referenzwert (VACTH1) und dem Untergrenze-Referenzwert (VACTH2) liegt.

Genauer gesagt wird die Steuerung durch das Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelement 106 durch eine Korrektur der Grundein­ spritzlänge nach einer Einspritzung von Kraftstoff durchge­ führt, wie sie oben beschrieben wurde. Die Injektionsimpuls­ länge Tinj(j) wird gemäß folgender Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (1-9)

Außerdem kann der Korrekturkoeffizient KAC(j) in der oben­ stehenden Formel wie nachstehend beschrieben eingestellt werden.

Als erstes wird dann, wenn der Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1, angenommen, daß sich der Verbrennungsabweichungswert auf die vorherbestimmte Höhe oder darüber hinaus verschlech­ tert hat. Deshalb wird eine Anreicherungskorrektur zur Erhö­ hung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrekturkoeffizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VAC(j) - VACTH1} (1-10)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwerts der fettseitigen Kennwerte oben rechts unter den in Fig. 7 gezeigten Korrektur­ werten, und KAR ist ein Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte anzeigt. KAC(j) auf der rechten Seite weist auf einen Korrekturkoeffizienten hin, der in dem vorhergegangenen Berechnungszyklus (n-1) für den Zylinder mit der Nummer j berechnet wurde und entsprechend der obenstehenden Formel aktualisiert wird.

Fig. 7 zeigt Korrekturkennwerte, indem Schlechtverbrennungs- Bestimmungswerte VAC entlang der Abszisse und Korrekturkoeffi­ zienten KAC entlang der Ordinate aufgetragen sind.

Wenn dahingegen der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) kleiner ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmagerung erlaubt, so daß eine Magerkorrektur zur Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrekturkoef­ fizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt wird:

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (1-11)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der in Fig. 7 links unten gezeigten Kennwerte für die magere Seite, und KAL ist ein Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte anzeigt.

Wenn der Schlechtverbrennungszustand VAC(j) gleich oder größer als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, aber auch gleich oder kleiner als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 ist, wird ferner angenommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszustand befindet, so daß der Korrekturkoeffizient KAC(j) nicht korrigiert wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge des vorhergehenden Zustands aufrechtzuerhalten.

Dies entspricht den in Fig. 7 gezeigten horizontalen Kenn­ werten zwischen den magerseitigen Kennwerten auf der linken Seite und den fettseitigen Kennwerten auf der rechten Seite und bildet eine Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich eines Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwerts VACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. daß der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 auf einen Wert (VACO - ΔVAC) und der obergrenze-Referenzwert VACTH1 auf den Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt ist.

Der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ist ein Wert, der einem Sollwert (ca. 10%) von COV (Abweichungskoeffizient) entspricht. Dadurch, daß jede Kraftstoffkorrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungs­ abweichungs-Sollwerts VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu verhindern, der sonst durch einen Fehler aufgrund der Auswertung der Drehzahlabweichung innerhalb eines begrenzten Zeitabschnitts (128 Zyklen) oder aufgrund einer Berechnung auf der Grundlage eines Werts verursacht wurde, der kleiner ist als die Schwelle.

Der oben beschriebene Korrekturkoeffizient KAC(j) ist so ausgelegt, daß er nach oben und nach unten hin begrenzt werden kann, und so gesetzt, daß er beispielsweise folgende Unglei­ chung erfüllt: 0,9 < KAC(j) < 1,1. Der Korrekturkoeffizient ist deshalb so gesetzt, daß jede abrupte Korrektur vermieden wird und eine Korrektur allmählich durchgeführt wird, und so das Auftreten eines Stoßes oder dergleichen verhindert werden kann und die Steuerung gleichmäßig durchgeführt werden kann.

Außerdem kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) nach jeder vorherbestimmten Anzahl von Verbrennungen, bei­ spielsweise alle 128 (oder 256) Zyklen aktualisiert werden. Dadurch, daß die Steuerung durchgeführt wird, während der Verbrennungszustand einen relativ langen Zeitabschnitt lang ermittelt wird, kann die Steuerung gleichmäßig und sicher durchgeführt werden, während die statistischen Eigenschaften reflektiert werden.

Der Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert ist auf die Seite der Schlechtverbrennung des durch die Referenzwert-Setzeinrichtung 112 gesetzten Referenzwertes gesetzt. Basierend auf einer Veränderung des normalisierten Abweichungswertes IAC(n) in Richtung der Schlechtverbrennungsseite über den Fehlzündungs­ bestimmungs-Referenzwert hinaus wird eine Fehlzündung be­ stimmt, eine Information über die Fehlzündung in einer Fehl­ zündungsinformationsadresse (j) für den momentanen Zylinder gespeichert und eine Steuerung gegen die Fehlzündung durch­ geführt.

Da das Motorverbrennungszustand-Bestimmungsverfahren und das Verbrennungszustandssteuersystem gemäß der ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben ausge­ staltet sind, werden die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Operationen aufeinanderfolgend während einer Magerverbrennung durchgeführt.

Als erstes wird in dem Schritt AS1 eine Winkelbeschleunigung ACC(n) durch die Winkelbeschleunigung-Erfassungseinrichtung 107 erfaßt.

Die für die Erfassung verwendete Berechnung wird hier gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

ACC(n) = 1/TN(n) · {KL(m)/TN(n) - KL(m-1)/TN(n-1)} (1-12)

wobei KL(m) ein Segmentkorrekturwert ist. Um eine Korrektur für den momentan identifizierten Zylinder durchzuführen, damit alle Fehler in der Messung des Zeitabschnitts aufgrund von Abweichungen der Winkelintervalle der Flügel, die durch die Herstellung oder Befestigung der Flügel verursacht werden, beseitigt werden, wird ein Segmentkorrekturwert KL(m) gemäß der folgenden Formel berechnet:

KL(m) = {KL(m-3) × (1-XMFDKFG) + KR(n) × (XMFDKFD)} (1-13)

wobei XMFDKFG einen Segmentkorrekturwert-Verstärkungsfaktor darstellt.

KR(n) in der obenstehenden Formel wird dahingegen gemäß der folgenden Formel bestimmt:

KR(n) = 3 · TN(n)/{TN(n) + TN(n-1) + TN(n-2)} (1-14)

Dies ist ein Meßwert, der einem durchschnittlichen Meßzeit­ abschnitt von einem Meßzeitabschnitt TN(n-2) zwei Messungen zuvor aus bis zu dem Meßzeitabschnitt TN(n) der momentanen Messung entspricht. Nach Berechnung des Segmentkorrekturwerts KL(m) wird der Primärfilterprozeß durch den Segmentkorrektur­ wert-Verstärkungsfaktor XMFDKFG durch Verwendung der oben beschriebenen Formel durchgeführt.

Dann wird ein durchschnittlicher Beschleunigungswert ACCAV(n) in Schritt AS2 berechnet.

ACCAV(n) ist hier der geglättete Wert, der durch Glättung der erfaßten Winkelgeschwindigkeit ACC(n) durch die Glätteinrich­ tung 108 erhalten wird und durch Einführung eines Primärfil­ terprozesses gemäß der folgenden Formel berechnet wird:

ACCAV(n) = α · ACCAV(n-1) + (1-α) · ACC(n) (1-15)

wobei α ein Aktualisierungsverstärkungsfaktor in dem Primär­ filterprozeß ist und einen Wert von ca. 0,95 annimmt.

In Schritt AS3 wird als nächstes ein Beschleunigungsabwei­ chungswert ΔACC(n) durch die Abweichungserfassungseinrichtung 101 erfaßt.

Durch Bestimmung der Differenz zwischen der durch die Winkel­ beschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 erfaßten Winkelge­ schwindigkeit ACC(n) und der Durchschnittsbeschleunigung ACCAV(n) als geglätteter Wert, der durch Glätten mittels der Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, wird ein Beschleunigungs­ abweichungswert ΔACC(n) gemäß der folgenden Formel berechnet:

ΔACC(n) = ACC(n) - ACCAV(n) (1-16)

In Schritt AS4 wird ein normalisierter Abweichungswert IAC(n), der durch Normalisierung des von der Abweichungserfassungsein­ richtung 101 ausgegebenen Abweichungswertes ΔACC(n) entspre­ chend dem Betriebszustand des Motors erhältlich ist, durch die Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisierten Abweichungs­ wert gemäß der folgenden Formel berechnet:

IAC(n) = ΔACC(n) · Kte(Ev, Ne) (1-17)

wobei Kte(Ev, Ne) ein Ausgangskorrekturkoeffizient ist und durch die in Fig. 10 gezeigten Kennwerte gesetzt wird.

Die Kennwerte von Fig. 10 sind durch Auftragen der Füllungs­ grade Ev entlang der Abszisse und der den Füllungsgraden Ev entsprechenden Ausgangskorrekturkoeffizienten Kte(Ev, Ne) entlang der Ordinate gezeigt, und die Kennwerte einer Kurve auf einer Seite, die weiter rechts oben liegt, werden angenom­ men, wenn die Drehzahl Ne größer wird.

Von den als Kennfeld gespeicherten Kennwerten von Fig. 10 wird daher der Ausgangskorrekturkoeffizient Kte(Ev,Ne) in der ECU 25 aus der durch den Kurbelwinkelsensor 220 oder dergleichen berechneten Motordrehzahl Ne und dem Füllungsgrad Ev gesetzt, so daß eine Normalisierung anhand einer Korrektur durchgeführt wird, die einer Motorausgangsleistung entspricht.

Es werden nun Steuerkennwerte beschrieben, an denen eine Normalisierung entsprechend einer Motorausgangsleistung wie oben beschrieben durchgeführt wird.

Eine Winkelbeschleunigung ω′ wird wie gezeigt durch folgende Formel ausgedrückt:

ω′ = 1/Ie · (Te - T1) (1-18)

wobei Te ein Motordrehmoment, T1 ein Lastdrehmoment und Ie ein Trägheitsmoment ist.

Dahingegen gilt

ω′ = ω₀′ + Δω′ (1-19)

wobei ω₀′ eine durchschnittliche Winkelbeschleunigung ist.

Aus den Formeln (1-18) und (1-19) folgt:

ω₀′ + Δω₀′ = 1/Ie · (Te - T1)
= 1/Ie · (Te₀ - T1) + ΔTe/Ie (1-20)

Daher ist

Δω′ = ΔTe/Ie (1-21)

Es wird daher eine Motordrehmomentinformation bei dem oben beschriebenen Erfassungsverfahren der Winkelbeschleunigung ACC(n) in Schritt AS1 relativ gut gespeichert, wenn keine Laststörungen auftreten. Außerdem kann, wie es durch die Formel (1-21) angedeutet ist, wenn zur Ausführung der Steue­ rung eine Abweichung Δω′ von der Durchschnittswinkelbeschleu­ nigung ω₀′ [Beschleunigungsabweichungswert ΔACC(n)] und der normalisierte Ausgang verwendet werden, der das Trägheits­ moment Ie berücksichtigt [normalisierter Abweichungswert IAC(n)], die Steuerung durchgeführt werden, während die stati­ stische Eigenschaft der Verbrennungsabweichung berücksichtigt wird und die Verbrennungsabweichung sicher reflektiert wird.

Nach Durchführung der Operation von Schritt AS4 wird dann in Schritt AS5 eine Fehlzündung bestimmt.

Der durch die Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert-Setzwert­ einrichtung 111 gesetzte Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert ist auf die Seite der Schlechtverbrennung des durch die Refe­ renzwert-Setzeinrichtung 112 gesetzten Referenzwerts gesetzt und wird von der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berech­ nungseinrichtung 104 verwendet. Es wird bestimmt, ob sich der normalisierte Abweichungswert IAC(n) in Richtung der Schlecht­ verbrennungsseite über den Fehlzündungsbestimmungs-Referenz­ wert hinaus verändert hat. Wenn er sich verändert hat, wird das Auftreten einer Fehlzündung bestimmt.

Nach dieser Bestimmung wird Schritt AS6 durchgeführt, um eine Information über die Fehlzündung in einer Fehlzündungsinforma­ tionsadresse (j) für den momentanen Zylinder zu speichern, so daß eine Steuerung gegen die Fehlzündung durchgeführt wird.

Wenn dahingegen keine Fehlzündung erfaßt wurde oder nach einer auf einer Bestimmung einer Fehlzündung folgenden Durchführung des Schrittes AS6, werden durch die Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 die Operationen in den Schritten AS7 bis AS10 durchgeführt, wobei der normali­ sierte Abweichungswert IAC(n) und die vorherbestimmte Schwelle IACTH verglichen werden und ein Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) gemäß der folgenden Formel bestimmt wird:

VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH} × {IACTH - IAC(j)} (1-22)

Als erstes wird in Schritt AS7 die Differenz ΔIAC(n) zwischen dem normalisierten Abweichungswert IAC(n) und der vorherbe­ stimmten Schwelle IACTH berechnet, und dann in Schritt AS8 bestimmt, ob die Differenz ΔIAC(n) negativ ist oder nicht.

Diese Bestimmung entspricht der Funktion {IAC(j) < IACTH} in der obenstehenden Formel, und es wird eine Operation durch­ geführt, bei der der Wert "1" angenommen wird, wenn IAC(j) < IACTH erfüllt ist, jedoch "0" angenommen wird, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist.

Wenn IAC(j) < IACTH erfüllt ist, ist ΔIAC(n) positiv. Die Routine geht dann über die "NEIN" -Route, und es wird eine Sum­ mierung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt AS10 durchgeführt, wodurch sich der Zustand ergibt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "1" annimmt.

Wenn IAC(j) < IACTH nicht erfüllt ist, ist dahingegen AIAC(n) negativ. Die Routine geht dann über die "JA"-Route, und ΔIAC(n) = 0 wird in Schritt AS9 durchgeführt. Folglich wird keine Summierung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt AS10 durchgeführt, weshalb sich der Zustand ergibt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "0" an­ nimmt.

Wenn daher der normalisiert Abweichungswert IAC(n) geringer ist als die vorherbestimmte Schwelle IACTH, wie es durch die Punkte A bis D in Fig. 8 gezeigt ist, werden diese negativen Differenzen als Schlechtmengen summiert.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die anhand der Differenz zwischen der Schwelle IACTH und des normalisierten Abweichungswertes IAC(j) bewertet wird, so daß die Auswirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, um präzise den Verschlechterungszustand zu reflektieren.

Außerdem wird die vorherbestimmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert, wodurch es möglich ist, einen Betriebszustand noch näher an der Mager­ grenze zu verwirklichen.

Das Suffix "j" deutet dabei auf die Zahl jedes Zylinders hin. Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird für jeden Zylinder j summiert.

Als nächstes wird Schritt AS11 durchgeführt, um zu bestimmen, ob n, das die Anzahl der Erfassungen anzeigt, 128 überschrit­ ten hat oder nicht.

In anderen Worten wird bestimmt, ob der in Fig. 7 gezeigte Integrierbereich durchlaufen worden ist oder nicht. Wenn nicht, geht die Routine über die "NEIN" -Route weiter, und es wird Schritt AS13 durchgeführt, um die Anzahl n um "1" zu erhöhen, weshalb Schritt AS20 ohne Durchführung einer Kraft­ stoffkorrektur durchgeführt wird. Folglich wird in dem Inte­ grierbereich von 128 Zyklen die Korrektur der Einspritzimpuls­ länge Tinj durch den Korrekturkoeffizient KAC(j) nicht durch­ geführt und zunächst eine Summierung des Schlechtverbrennungs- Bestimmungswertes VAC(j) durchgeführt.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher nach jeder vorherbestimmten Anzahl von Verbrennungen, bei­ spielsweise alle 128 Zyklen, aktualisiert. Da die Steuerung durchgeführt wird, während der Verbrennungszustand einen relativ langen Zeitabschnitt lang ermittelt wird, kann die Steuerung gleichmäßig durchgeführt werden, während die stati­ stischen Eigenschaften widergespiegelt werden.

Der oben beschriebene Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) ist von dem Gesichtspunkt aus, daß die Abweichung der Verbrennung probabilistisch ist, für die folgende Signifikanz gesetzt.

Die Verbrennungsabweichung kann so hypothetisiert werden, daß sie solche Abweichungswerte hat, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Auf der Basis von Zufallszahlen, die mit einer Wahr­ scheinlichkeit auftreten, die eine Exponentialverteilung erfüllt, kann der Zustand der Abweichung durch die unten beschriebenen Formeln (1-23) und (1-24) ausgedrückt werden.

Entlang der Abszisse von Fig. 12 sind Verhältnisse Kpt (Ver­ hältnisse X) von inneren Zylinderdrucken Pi zu durchschnitt­ lichen Wirkdrucken avPi des Motors aufgetragen und entspre­ chende Wahrscheinlichkeitsdichten Prb der Verbrennungsabwei­ chung aufgetragen, so daß die möglichen Abweichungen der Verbrennungen gezeigt sind.

Prb(x) 0 λ · exp (-λ · x) (1-23)

Kpt = (1 - x · Kprb)/{1 - 1/(λ · Kprb)} (1-24)

Diese Kennwerte der Verbrennungsabweichung können durch eine Exponentialverteilung angenähert werden, die einen Popula­ tionsparameter (λ) von 5 hat. Diese angenäherten Kennwerte sind in Fig. 13 gezeigt.

Die Wahrscheinlichkeitsdichte P(x) der Verbrennungsabweichung kann ausgedrückt werden:

P(x) - λ · exp (-λ · x) (1-25)

Jeder entlang der Abszisse aufgetragene Wert Pi/avPi ent­ spricht dahin gegen dem, der durch Normalisierung eines Innen­ zylinderdrucks erhalten wurde, wobei ein Koeffizient ε ver­ wendet wird, der die probabilistische Größe der Abweichung darstellt, und wird durch die folgende Formel (1-26) ausge­ drückt:

Pi/avPi = (1 - ε · x)/(1 - ε/x) (1-26)

Wird angenommen, daß a = λ/(λ - ε) und b = λ · ε/(λ - ε), kann die oben genannte Formel hier folgendermaßen ausgedrückt werden:

Pi/avPi = a - b · x (1-27)

avPi stellt dabei einen durchschnittlichen Wert von Pi dar.

Wie es durch die Kennwerte in Fig. 13 gezeigt ist, haben die weiter rechts angeordneten Kennwerte eine geringere Auftre­ tungswahrscheinlichkeit und zeigen die Situation an, daß der Verbrennungszustand verschlechtert ist.

Wird angenommen, daß eine nach rechts gerichtete Veränderung über eine Grenze A in Fig. 13 hinaus bestimmt wird, was eine Verschlechterung der Verbrennung bedeutet, wird die Schlecht­ verbrennungs-Bestimmungsschwelle auf 0,9 gesetzt (Pi/avPi = 0,9).

Wenn Verbrennungsvarianz COV mittels einer Wahrscheinlichkeit ausgedrückt wird, kann folgender Ausdruck hergestellt werden.

Zunächst ist die Verteilung V (Pi/avPi) von Pi/avPi:

V(Pi/avPi) = b²/λ² (1-28)

Die Standardabweichung σ (Pi/avPi) von Pi/avPi ist:

σ (Pi/avPi) = {V(Pi/avPi)}^1/2 = b/λ (1-29)

Daher ist

COV = σ (Pi/avPi) = b/λ = ε/(λ - ε) (1-30)

Da bekannt ist, daß eine gute Beziehung zwischen dem Innen­ zylinderdruck und einem Verbrennungsindex besteht, wird eine weitere Diskussion durchgeführt, indem Pi/avPi durch Ci/avCi ersetzt wird, das einem Wert entspricht, der durch Normalisie­ rung des Verbrennungsindex erhalten wurde. Drückt man einen Schlechtverbrennungsindex Vc mittels einer Wahrscheinlichkeit aus, ist der Schlechtverbrennungsindex Vc eines Steuerwertes , wobei der Schlechtverbrennungsindex durch die Anzahl der Erfassungen gebildet wird, in denen der Verbrennungsindex Ci sich in Richtung der Schlechtverbrennungsseite über die Schlechtverbrennungs-Bestimmungsschwellenschwelle Cth er­ streckt, die Wahrscheinlichkeit, daß Ci/avCi Cth/avCi er­ füllt ist.

Cht/avCi ist hier eine Schwelle des Verbrennungsindex und nimmt den Wert 0,9 an.

Wenn angenommen wird, daß die Schwelle von x x₀ ist, wird der Schlechtverbrennungsindex Vc ein Wert sein, der durch Integra­ tion der Wahrscheinlichkeitsdichte P(x) und der Verbrennungs­ abweichung von der Schwelle x₀ bis 1/ε erhalten wird.

1/ε ist jetzt der Wert von x, wenn Ci/avCi = a - b · x = 0 und wird dadurch erreicht, daß die oben definierten a = λ/(λ-ε) und b = λ · ε/(λ-ε) substituiert werden.

Deswegen gilt bezüglich des Steuerwertes

Nun substituierend

x₀ = (a - Cth/avCi)/b
= {λ - (λ - ε) · Cth/avCi}/λ · ε (1-32)

Vc kann wie folgt ausgedrückt werden:

Vc = -exp(-λ/ε) + exp[{(λ - ε) · Cth/avCi - λ}/ε] (1-33)

Wenn dieser Schlechtverbrennungsindex Vc gegen die Verbren­ nungsvarianz COV durch Veränderung von ε aufgetragen ist, wird ein Diagramm erhalten, wie es in Fig. 14 gezeigt ist.

Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen der Verbrennungsvarianz COV und dem Schlechtverbrennungsindex Vc, indem die zuerst genannte entlang der Abszisse bzw. die letztgenannte entlang der Ordinate aufgetragen ist. Wie das Diagramm zeigt, kann von einer guten linearen Beziehung gesprochen werden.

Es besteht daher eine gute Beziehung zwischen dem Schlechtver­ brennungsindex Vc und der Verbrennungsvarianz COV. Nimmt man den Schlechtverbrennungsindex Vc als Steuerelement gegen eine Verbrennungsabweichung an und führt eine Regelung durch, kann die Steuerung in einer probabilistischen, gleichmäßigen und präzisen Art und Weise durchgeführt werden.

Der Schlechtverbrennungsindex Vc des Steuerwertes , der von der überschüssigen Menge (Cav - Ci) gebildet wird, um die sich der Verbrennungsindex Ci in Richtung der Schlechtver­ brennungsseite über den durchschnittlichen Verbrennungsindex Cav verändert hat, ist der, der durch Multiplizierung der Wahrscheinlichkeit, daß Ci < Cth wird, mit Cav - Ci erhalten wird. Bei einer Berechnung unter Berücksichtigung des Vor­ stehenden kann der Schlechtverbrennungsindex wie nachstehend beschrieben ausgedrückt werden.

Da Cav/avCi = 1 und Ci/avCi = a - b · x, kann Vc folgendermaßen ausgedrückt werden:

Wenn dieser Schlechtverbrennungsindex Vc gegen die Verbren­ nungsvarianz COV durch eine Änderung von ε aufgetragen wird, wird ebenfalls ein Diagramm erhalten, wie es in Fig. 15 ge­ zeigt ist.

Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen der Verbrennungsvarianz COV und dem Schlechtverbrennungsindex Vc, indem die zuerst genannte entlang der Abszisse bzw. die zuletzt genannte ent­ lang der Ordinate gezeichnet ist. Das Diagramm zeigt, daß eine gute lineare Beziehung vorhanden ist.

Es besteht deswegen eine gute Beziehung zwischen dem Schlecht­ verbrennungsindex Vc und der Verbrennungsvarianz COV. Wenn der Schlechtverbrennungsindex Vc als Steuerelement gegen eine Verbrennungsabweichung angenommen wird und eine Regelung durchgeführt wird, kann die Steuerung in einer probabilisti­ schen, gleichmäßigen und präzisen Art und Weise durchgeführt werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform, in der die Drehzahl­ abweichung der durch Verbrennungen in der Verbrennungskraftma­ schine angetriebenen Welle als Parameter, der den Ausgangs­ zustand der Verbrennungskraftmaschine darstellt, anstatt des Innenzylinderdrucks Pi verwendet wird, dessen Messung schwie­ rig ist und der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) als Schlechtverbrennungsindex Vc angenommen wird, besteht eine gute Beziehung zwischen dem Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) und der Verbrennungsvarianz COV. Durch Durchfüh­ rung einer Steuerung, bei der der Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) als Steuerelement gegen eine Verbrennungs­ abweichung angenommen wird, kann die Steuerung in einer proba­ bilistischen, gleichmäßigen und präzisen Art und Weise durch­ geführt werden.

Die statistischen Daten werden dabei durch Summierung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in einem kon­ stanten Zeitabschnitt (128) erhalten. Wenn ein vorherbestimmt­ er Integrierabschnitt zur Erhaltung solcher statistischer Steuerwerte durchlaufen worden ist, schreitet die Routine über die "JA"-Route von dem Schritt AS11 weiter, und es werden die Schritte AS12 bis AS18 durchgeführt.

Als erstes wird die Zahl n in Schritt AS12 auf "1" zurückge­ setzt. Dann wird in Schritt AS14 und Schritt AS16 der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) berücksichtigt und mit dem vorherbestimmten Referenzwert verglichen, der durch die Referenzwert-Setzeinrichtung 112 gesetzt wurde.

Zunächst wird ein Vergleich zwischen den Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert VAC(j) und dem Obergrenze-Referenzwert VACTH1 durchgeführt. Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1, d. h. wenn die Verschlechterungsmenge der Verbrennungsabweichung größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird in Schritt AC15 eine Berechnung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchgeführt.

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VAC(j) - VACTH1} (1-36)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der fettseitigen Kennwerte oben rechts in Fig. 7. Wird angenommen, daß der Verbrennungsabweichungswert sich bis zu der vorherbestimmten Höhe oder darüber hinaus verschlechtert hat, wird eine Anrei­ cherungskorrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt, indem der Korrekturkoeffizient KAC(j) berechnet wird.

KAR ist hier der Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte anzeigt. KAC(j) auf der rechten Seite gibt einen Korrekturko­ effizienten an, der in dem vorhergehenden Berechnungszyklus (n-1) berechnet wurde und entsprechend der obenstehenden Formel aktualisiert wird.

Wenn dahingegen der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) kleiner ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, schreitet die Routine nach dem Schritt AS16 über die "JA"- Route weiter, und es wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmagerung erlaubt, so daß eine Magerkorrektur zur Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird, indem ein Korrekturkoeffizient KAC(j) gemäß der folgenden Formel berechnet wird (siehe Schritt AS17):

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (1-37)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der magerseiti­ gen Kennwerte unten links in Fig. 7, und KAL ist der Koeffi­ zient, der die Steigung der Kennwerte angibt.

Wenn ferner der Schiechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) gleich oder größer ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, jedoch gleich oder kleiner ist als der Obergrenze- Referenzwert VACTH1, schreitet die Routine über die "NEIN"- Route sowohl nach dem Schritt AS14 als auch nach dem Schritt AS16 weiter. Es wird angenommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszustand befindet, so daß keine Veränderung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) erfolgt, damit die Kraft­ stoffeinspritzmenge des vorhergehenden Zustands aufrechterhal­ ten wird.

Dies entspricht den horizontalen Kennwerten zwischen den magerseitigen Kennwerten unten links und den fettseitigen Kennwerten oben rechts in Fig. 7, und bildet die Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich des Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwertes VACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. daß der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 auf einen Wert von (VACO - ΔVAC) und der Obergrenze- Referenzwert VACTH1 auf den Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt ist.

Der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ist der Wert, der dem Sollwert (ca. 10%) von COV (Varianzkoeffizient) ent­ spricht. Dadurch, daß jegliche Kraftstoffkorrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungs­ abweichungs-Sollwertes VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu vermeiden, der ansonsten einen Fehler aufgrund einer Auswertung einer Drehung innerhalb des begrenz­ ten Abschnittes (128 Zyklen) oder aufgrund einer Berechnung auf der Basis eines Wertes, der kleiner ist als die Schwelle, verursacht würde.

Dann wird Schritt AS18 durchgeführt, um den Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert VAC(j) auf "0" zurückzusetzen.

Wenn ferner in Schritt AS19 der Korrekturkoeffizient KAC(j) größer oder kleiner ist als der obere oder untere Grenzwert, wird der Korrekturkoeffizient auf den Grenzwert der entspre­ chenden Seite begrenzt. Wenn KAC(j) so gesetzt ist, daß er beispielsweise innerhalb des Bereiches von 0,9 < KAC(j) < 1,1 liegt, wird der Korrekturkoeffizient auf 1,1 gesetzt, wenn der im Schritt AS15 berechnete Wert größer ist als 1,1, wohingegen der Korrekturkoeffizient auf 0,9 gesetzt wird, wenn der in Schritt AS16 berechnete Wert kleiner ist als 0,9.

Dadurch, daß wie oben beschrieben eine allmähliche Korrektur ohne Ausführung einer abrupten Korrektur durchgeführt wird, kann ein Stoß oder dergleichen verhindert werden und die Steuerung gleichmäßig durchgeführt werden.

In Schritt AS20 wird die Grundeinspritzimpulslänge nach der Einspritzung von Kraftstoff durch den wie oben beschrieben bestimmten Korrekturkoeffizienten KAC(j) korrigiert.

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (1-38)

Mittels der Korrektur der Grundeinspritzimpulslänge wird die Steuerung des Verbrennungsabweichungs-Einstellelements 106 durch die Verbrennungszustands-Steuereinrichtung so durch­ geführt, daß der Motor in einem gewünschten Magergrenzenbe­ triebszustand verbleibt. Die Steuerung einer ERG-Menge kann ebenfalls als Verbrennungseinstellelement ins Auge gefaßt werden.

Die Operationen werden wie oben beschrieben durchgeführt.

Durch diese erste Ausführungsform werden die folgenden Wirkun­ gen und Vorteile erreicht.

• (1) Es ist möglich, eine Schätzung einer Verbrennungsabwei­ chung eines Motors durchzuführen, indem die probabilisti­ sche Eigenschaft des Motordrehmoments in Betracht gezogen wird, und außerdem eine Luft/Kraftstoffverhältnis-Steue­ rung mittels einer Schätzung durchzuführen.
• (2) Es kann eine Echtzeitsteuerung eines Motors, bei der die statistische Eigenschaft einer Verbrennungsabweichung berücksichtigt wird, durch einen am Fahrzeug angebrachten Rechner durchgeführt werden.
• (3) Unterschiede der Verbrennungsabweichungsgrenze innerhalb der Zylinder aufgrund von Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen innerhalb der Injektoren, bauliche Abweichungen innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebungen der Ventil­ steuerzeiten verursacht werden, können sicher korrigiert werden, weshalb alle einzelnen Zylinder an eine Verbren­ nungsgrenze eingestellt werden können.
• (4) Aufgrund der oben genannten Punkte kann die Emission von NOx minimiert werden.
• (5) Die Erfassung oder Steuerung einer Drehzahlabweichung bei jedem Zylinder kann durch einen einzigen Kurbelwinkelsen­ sor durchgeführt werden, wodurch es möglich ist, eine sicherere Magerverbrennungssteuerung mit geringen Kosten durchzuführen.

(b) Beschreibung der zweiten Ausführungsform

Als nächstes wird ein Verbrennungszustandssteuersystem nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Ein Motor für ein Kraftfahrzeug, der mit dem System dieser Aus­ führungsform ausgerüstet ist, ist ebenfalls wie die oben beschriebene erste Ausführungsform als Magermotor aufgebaut, der unter vorherbestimmten Betriebsbedingungen eine Magerver­ brennung bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis durchführt, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhält­ nis. Ein Diagramm des Gesamtaufbaus des Motorsystems und ein Hardware-Blockdiagramm, das sein Steuersystem zeigt, sind denen in Fig. 2 und 3 gezeigten der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich.

Aus diesem Grund wird ihre Beschreibung hier weggelassen.

Sich nun der Kraftstoffeinspritzsteuerung (Luft/Kraftstoff­ verhältnis-Steuerung) dieser Ausführungsform zuwendend, ist für diese Kraftstoffeinspritzsteuerung (Steuerung einer Injek­ torantriebszeit) auch eine ECU 25 vorgesehen, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, die mit Funktionen einer Abweichungserfas­ sungseinrichtung 101, der Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisierten Abweichungswert, der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104, der Verbrennungs­ zustands-Steuereinrichtung 105, des Verbrennungsabweichungs- Einstellelements 106, der Winkelbeschleunigungs-Erfassungsein­ richtung 107, der Glätteinrichtung 108, der Schwellenaktuali­ sierungseinrichtung 110, der Fehlzündungsbestimmungs-Referenz­ wert-Setzeinrichtung 111, der Geländestraßen-Bestimmungsein­ richtung 113 und der Magersteuerungs-Begrenzungseinrichtung 114 versehen.

Das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement 106 dient hier zur Einstellung einer Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj auf einen gewünschten Zustand durch ein Steuersignal von der Verbrennungszustands-Steuereinrichtung 105, so daß eine Mager­ verbrennung bei einem zu erreichenden Luft/Kraftstoffverhält­ nis durchgeführt wird. Der Injektor 9 dient als Verbrennungs­ abweichungs-Einstellelement 106.

Die Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj wird dabei durch folgende Formel ausgedrückt:

Tinj(j) = TB · KAC(j) · K · KAFL + Td (2-1)

oder

Tinj(j) = TB · KAC(j) · K + Td (2-2)

In der obenstehenden Formel bedeutet TB eine Grundantriebszeit des Injektors 9. Aus einer Information über eine angesaugte Luftmenge A von dem Luftströmungssensor 17 und einer Informa­ tion über die Motordrehzahl N von dem Kurbelwinkelsensor (Motordrehzahlsensor) 24, wird eine Information über eine angesaugte Luftmenge A/N pro Motordrehzahl erhalten und die Grundantriebszeit TB auf der Basis dieser Information be­ stimmt.

KAFL ist dagegen ein Magerungskorrekturkoeffizient und wird aus in einem Kennfeld gespeicherten Kennwerten einem Betriebs­ zustand des Motors entsprechend bestimmt. Das Luft/Kraftstoff­ verhältnis kann deshalb abhängig von dem Betriebszustand mager oder stöchiometrisch gemacht werden.

Wie es nachstehend beschrieben wird, ist KAC(j) ein Korrektur­ koeffizient zur Durchführung einer Verbrennungszustandssteue­ rung entsprechend einer Verbrennungsabweichung.

Der Korrekturkoeffizient K wird ferner entsprechend der Motor­ kühlmitteltemperatur, der Ansauglufttemperatur, dem Atmosphä­ rendruck und dergleichen gesetzt. Durch die Totzeit (ungültige Zeit) Td wird die Antriebszeit entsprechend der Batteriespan­ nung korrigiert.

Die Auslegung ist außerdem so, daß ein Magerbetrieb durch­ geführt wird, wenn durch eine Magerbetriebsbedingungs-Bestim­ mungseinrichtung festgestellt wird, daß vorherbestimmte Bedin­ gungen erfüllt sind.

Die ECU 25 hat daher die Funktion einer Luft/Kraftstoffver­ hältnis-Steuereinrichtung, die das Luft/Kraftstoffverhältnis so steuert, daß unter vorherbestimmten Betriebsbedingungen ein magereres Luft/Kraftstoffverhältnis als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis vorhanden ist.

Das Verbrennungszustandssteuersystem dieser Ausführungsform ist dabei außerdem mit der Winkelbeschleunigungs-Erfassungs­ einrichtung 107 ausgestattet, die die Winkelbeschleunigung der von dem Motor angetriebenen Welle (Kurbelwelle) erfaßt. Die Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 hat einen ähnlichen Aufbau wie die der ersten Ausführungsform, so daß deshalb auf ihre Beschreibung verzichtet wird.

Das Motorverbrennungszustands-Steuersystem dieser Ausführungs­ form ist außerdem mit einer Abweichungserfassungseinrichtung 101 für eine Erfassung einer Abweichung der Winkelbeschleuni­ gung mittels eines Erfassungssignals von der Winkelbeschleuni­ gungs-Erfassungseinrichtung 107 versehen. Die Berechnung durch diese Abweichungserfassungseinrichtung 101 ist die gleiche wie die, die durch die entsprechende Einrichtung der ersten Aus­ führungsform durchgeführt wird, so daß deshalb auf ihre Be­ schreibung verzichtet wird.

Es ist außerdem die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert Berechnungseinrichtung 104 vorgesehen, die den normalisierten Abweichungswert IAC(n) mit einer vorherbestimmten Schwelle IACTH vergleicht, um einen Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) zu bestimmen. Dieser Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) wird durch Summierung der Verschlechterungs­ mengen erhalten, in denen jeweils der normalisierte Abwei­ chungswert IAC(n) um die entsprechende Verschlechterungsmenge kleiner ist als die Schwelle IACTH. Dieser Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert VAC(j) wird außerdem auf die gleiche Weise bestimmt wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Es ist nämlich

VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH} × {IACTH - IAC(j)} (2-3)

In der obenstehenden Formel ist {IAC(j) < IACTH} eine Funk­ tion, die den Wert "1" hat, wenn IAC(j) < IACTH ist, jedoch den Wert "0", wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist. Wenn jeder normalisierte Abweichungswert IAC(n) kleiner ist als die vorherbestimmte Schwelle IACTH, wird diese negative Differenz als Verschlechterungsmenge summiert.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die durch die Differenz zwischen der Schwelle IACTH und dem norma­ lisierten Abweichungswert IAC(j) bewertet wird, so daß Aus­ wirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, um den Verschlechterungszustand präzise wiederzuspie­ geln.

Außerdem wird die vorherbesti 89132 00070 552 001000280000000200012000285918902100040 0002004480111 00004 89013mmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert.

Das oben beschriebene Suffix "j" gibt dabei die Nummer jedes Zylinders an.

Als Alternative kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) auch durch Verwendung eines einfacheren Programms und durch kumulatives Zählen der Anzahl der Erfassungen bestimmt werden, in denen der normalisierte Abweichungswert IAC(n) jeweils kleiner ist als die Schwelle IACTH (d. h. VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH}).

Die Berechnungsergebnisse von der Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert-Berechnungseinrichtung 104, wie zum Beispiel jene, die oben beschrieben wurden, werden in der Verbrennungszu­ stands-Steuereinrichtung 105 verwendet.

Den durch die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berech­ nungseinrichtung 104 berechneten Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) berücksichtigend steuert die Verbrennungszu­ stands-Steuereinrichtung 105 das Verbrennungsabweichungs- Einstellelement 106 des Motors bezüglich den vorgegebenen Referenzwerten von der Referenzwert-Setzeinrichtung 112. Die Verbrennungszustands-Steuereinrichtung 105 führt daher eine Magersteuerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf der Grund­ lage eines normalisierten Abweichungswertes durch.

Als Referenzwerte für die Steuerung des Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelements 106 durch die Verbrennungszustands- Steuereinrichtung 105 sind ein durch eine Obergrenze-Referenz­ wert-Setzeinrichtung 112U gesetzter Obergrenze-Referenzwert VACTH1 und ein durch eine Untergrenze-Referenzwert-Setzein­ richtung 112L gesetzter Untergrenze-Referenzwert VACTH2 vor­ gesehen.

Die Steuerung durch das Verbrennungsabweichungs-Einstellele­ ment 106 wird so durchgeführt, daß der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert VAC(j) zwischen dem Obergrenze-Referenzwert VACTH1 und dem Untergrenze-Referenzwert VACTH2 liegt.

Genauer gesagt wird die Steuerung durch das Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelement 106 mittels einer Korrektur der Grund­ einspritzimpulslänge nach Einspritzung des Kraftstoffs wie oben beschrieben durchgeführt. Die Einspritzimpulslänge Tinj(j) wird gemäß der folgenden Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (2-4)

oder

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (2-5)

Der Korrekturkoeffizient KAC(j) in der obenstehenden Formel kann wie nachstehend beschrieben eingestellt werden.

Als erstes wird angenommen, daß der Verbrennungsabweichungs­ wert sich auf die vorherbestimmte Höhe oder darüber hinaus verschlechtert hat, wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1. Deshalb wird eine Anreicherungskorrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrekturkoef­ fizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VAC(j) - VACTH1} (2-6)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwerts der fettseitigen Kennwerte oben rechts unter den Korrekturkennwerten von Fig. 7, und KAR ist ein Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte angibt. KAC(j) auf der rechten Seite weist auf einen Korrek­ turkoeffizienten hin, der in dem vorhergehenden Berechnungs­ zyklus (n-1) berechnet wurde und entsprechend der obenstehen­ den Formel aktualisiert wird.

Fig. 7 zeigt Korrekturkennwerte, indem Schlechtverbrennungs- Bestimmungswerte VAC entlang der Abszisse und Korrekturkoeffi­ zienten KAC entlang der Ordinate aufgetragen sind.

Wenn dahingegen der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) geringer ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmagerung ermöglicht, so daß eine Magerkorrektur für einer Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrektur­ koeffizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt wird:

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (2-7)

Dies dient der Berechnung des Korrekturwertes der magerseiti­ gen Kennwerte unten links in Fig. 7, und KAL ist ein Koeffi­ zient, der die Steigung der Kennwerte anzeigt.

Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) ferner gleich oder größer als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, jedoch gleich oder kleiner als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 ist, wird angenommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszustand befindet, so daß keine Veränderung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchgeführt wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge des vorhergehenden Zustands aufrecht­ zuerhalten.

Dies entspricht den horizontalen Kennwerten zwischen den magerseitigen Kennwerten unten links und den fettseitigen Kennwerten oben rechts in Fig. 7 und bildet eine Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich eines Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwertes WACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 ist auf einen Wert von (VACO - ΔVAC) und der Obergren­ ze-Referenzwert VACTH1 auf einen Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt.

Der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ist ein Wert, der einem Sollwert (ca. 10%) von COV (Varianzkoeffizient) ent­ spricht. Dadurch, daß jegliche Kraftstoffkorrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungs­ abweichungs-Sollwertes VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu vermeiden, der ansonsten durch einen Fehler aufgrund der Bestimmung einer Drehzahlabweichung in­ nerhalb eines begrenzten Abschnittes (128 Zyklen) oder durch eine Berechnung auf einen Wert verursacht würde, der kleiner ist als die Schwelle.

Der oben beschriebene Korrekturkoeffizient KAC(j) ist so ausgelegt, daß er an einer oberen und einer unteren Grenze begrenzt wird und so gesetzt, daß er beispielsweise folgende Ungleichung erfüllt: 0,9 < KAC(j) < 1,1. Der Korrekturkoeffi­ zient ist deshalb so gesetzt, daß jede abrupte Korrektur vermieden wird und eine allmähliche Korrektur durchgeführt wird und somit ein Auftreten eines Stoßes oder dergleichen verhindert werden kann und die Steuerung gleichmäßig durch­ geführt werden kann.

Außerdem kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) nach jeder vorgegebenen Anzahl von Verbrennungen aktualisiert werden, beispielsweise alle 128 Zyklen. Dadurch, daß die Steuerung durchgeführt wird, während der Verbrennungszustand über einen relativ langen Zeitabschnitt ermittelt wird, kann die Steuerung gleichmäßig und sicher durchgeführt werden, während die statistischen Eigenschaften widergespiegelt werden.

Dieser Aufbau und die Operationen sind die gleichen wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.

Es ist außerdem eine Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung 113 vorgesehen, die ein Fahren auf einer unebenen Straße auf der Basis einer Veränderung des normalisierten Abweichungswerts IAC(n) in Richtung der beschleunigten Seite über eine vorher­ bestimmte Geländestraßenbestimmungs-Obergrenzenschwelle (Ge­ ländestraßenbestimmungsschwelle) IACTHU von der Geländestra­ ßenbestimmungs-Schwellensetzeinrichtung 115 bestimmt. Darüber hinaus ist außerdem eine Magersteuerungs-Begrenzungseinrich­ tung (Abmagerungssteuerungs-Begrenzungseinrichtung) 114 vor­ gesehen, die die Magersteuerung (Luft/Kraftstoffverhältnis- Abmagerungssteuerung) der Verbrennungszustands-Steuereinric­ htung 105 auf der Basis der Ergebnisse einer Bestimmung durch die Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung 113 begrenzt.

Die Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung 113 summiert eben­ falls die Mengen der Verschlechterungen, in denen jeweils der normalisierte Abweichungswert IAC(n) in Richtung der verzöger­ ten Seite um die entsprechende Verschlechterungsmenge kleiner ist als eine vorherbestimmte Geländestraßenbestimmungs-Unter­ grenzenschwelle (Geländestraßenbestimmungsschwelle) IACTHL, so daß eine Bestimmung einer Geländestraße genauer durchgeführt werden kann.

Die Mengenbeziehung zwischen der Geländestraßenbestimmungs- Obergrenzenschwelle IACTHU, der Geländestraßenbestimmungs- Untergrenzenschwelle IACTHL und der Verbrennungsbestimmungs­ schwelle IACTH ist wie in Fig. 21 gesetzt, d. h. IACTHU < IACTH < IACTHL.

Die Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung 113 ist so ausge­ legt, daß sie mittels einzelner miteinander zu vergleichender Schwellen- und Referenzwerte, wie z. B. solcher, wie sie unten beschrieben werden, eine vorherbestimmte Berechnung durch­ führt, so daß eine Bestimmung wie erforderlich durchgeführt werden kann.

Zunächst wird immer, wenn der normalisierte Abweichungswert IAC( n) die Geländestraßenbestimmungs-Obergrenzenschwelle IACTHU in Richtung der beschleunigten Seite überschreitet, die Menge, um die die Obergrenzenschwelle überschritten wurde, summiert, weshalb ein Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) als Ergebnis der Summierung berechnet wird.

Wenn der normalisierte Abweichungswert IAC(n) ferner die Geländestraßenbestimmungs-Untergrenzenschwelle IACTHL in Richtung der verzögerten Seite überschreitet, wird die Menge, um die die Untergrenzenschwelle überschritten wurde, summiert, weshalb ein Geländestraßenbestimmungsunterwert VACL(j) als Ergebnis der Summierung berechnet wird.

Ein Geländestraßenbestimmungsindex MM wird dann durch Zählen der Anzahl der Erfassungen erhalten, die die Bedingung erfül­ len, daß der Geländestraßenbestimmungsoberwert VACU(j) einen oberen Geländestraßenreferenzwert VACUL überschreitet und der Geländestraßenbestimmungsunterwert VACL(j) einen unteren Geländestraßenreferenzwert VACLL überschreitet. Die Auslegung ist so, daß ein Fahren auf einer unebenen Straße bestimmt wird, wenn der Geländestraßen-Bestimmungsindex MM einen Gelän­ destraßenindex-Bestimmungswert m2 überschreitet.

Wenn ein Fahren auf einer unebenen Straße bestimmt wurde, wird nach Berechnung der Einspritzimpulslänge Tinj(j) bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung ein Wert in der Magersteuerungs- Begrenzungseinrichtung 114 berechnet, der keine Korrektur mit­ tels des Abmagerungskorrekturkoeffizienten KAFL durchführt, so daß die Magersteuerung begrenzt wird.

Wenn die Magersteuerungs-Begrenzungseinrichtung 114 nicht aktiviert wird, wird die Einspritzimpulslänge Tinj(j) ent­ sprechend der folgenden Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (2-8)

Bei Betätigung der Magersteuerungs-Begrenzungseinrichtung 114 nach Bestimmung eines Fahrens auf einer unebenen Straße wird dahingegen die Einspritzimpulslänge Tinj(j) gemäß der folgen­ den Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K + Td (2-9)

Die Abmagerungssteuerung wird daher bezüglich einer Korrektur begrenzt, die sich besonders auf den Abmagerungskorrekturkoef­ fizienten KAFL bezieht.

Da das Motorverbrennungszustands-Steuersystem nach der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung wie oben beschrieben aufge­ baut ist, können die in den Ablaufdiagrammen von Fig. 17 und Fig. 18 gezeigten Operationen während einer Magerverbrennung nacheinander durchgeführt werden.

Als erstes wird in einem Schritt BS1 eine Winkelbeschleunigung ACC( n) durch die Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 erfaßt. Die bei der Erfassung verwendete Berechnung wird hier gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

ACC(n) = 1/TN(n) · {KL(m) - KL(m-1) / TN(n-1)} (2-10)

wobei KL(m) ein Segmentkorrekturwert ist. Um eine Korrektur für den momentan identifizierten Zylinder so durchzuführen, daß jeglicher Fehler in der Messung des Zeitabschnitts auf­ grund von Abweichungen in den Winkelintervallen beseitigt werden kann, die durch die Fabrikation und Anbringung der Flügel verursacht wurden, wird ein Segmentkorrekturwert KL(m) gemäß der folgenden Formel berechnet:

KL(m) = {KL(m-3) × (1-XMFDKFG) + KR(n) × (XMFDKFD)} (2-11)

wobei XMFDKFG einen Segmentkorrekturwert-Verstärkungsfaktor darstellt.

KR(n) in der obenstehenden Formel wird dahingegen gemäß der folgenden Formel bestimmt:

KR(n) = 3 · TN(n) / {TN(n) + TN(n-1) + TN(n-2)} (2-12)

Dies ist ein Meßwert, der einem durchschnittlichen Meßzeit­ abschnitt von dem Meßzeitabschnitt TN(n-2) von zwei Messungen zuvor bis zu dem Meßzeitabschnitt TN(n) der momentanen Messung entspricht. Nach Berechnung des Segmentkorrekturwerts KL(m) wird der Primärfilterprozeß durch den Segmentkorrekturwert- Verstärkungsfaktor XMFDKFG durch Verwendung der oben beschrie­ benen Formel durchgeführt.

Dann wird in Schritt BS2 ein durchschnittlicher Beschleuni­ gungswert ACCAV(n) berechnet.

ACCAV(n) ist hier der geglättete Wert, der durch Glätten der erfaßten Winkelgeschwindigkeit ACC(n) durch die Glätteinricht­ ung 108 erhalten wird und durch Einführung eines Primärfilter­ prozesses gemäß der folgenden Formel berechnet wird:

ACCAV(n) = α · ACCAV(n-1) + (1-α) · ACC(n) (2-13)

wobei α ein aktualisierender Verstärkungsfaktor in dem Primär­ filterprozeß ist und einen Wert von ca. 0,95 hat.

In Schritt BS3 wird als nächstes ein Beschleunigungs-Abwei­ chungswert ΔACC(n) durch die Abweichungserfassungseinrichtung 101 erfaßt.

Durch Bestimmung der Differenz zwischen der durch die Winkel­ beschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 erfaßten Winkelge­ schwindigkeit ACC(n) und der durchschnittlichen Beschleunigung ACCAV(n) als geglätteten Wert, der durch Glätten durch die Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, wird ein Beschleunigungs­ abweichungswert ΔACC(n) gemäß der folgenden Formel berechnet:

ΔACC(n) = ACC(n) - ACCAV(n) (2-14)

In Schritt BS4 wird ein normalisierter Abweichungswert IAC(n), der durch Normalisierung des Abweichungswert ΔACC(n) erhält­ lich ist, der von der Abweichungserfassungseinrichtung 101 dem Betriebszustand des Motors entsprechend ausgegeben wird, durch die Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisierten Abwei­ chungswert gemäß der folgenden Formel berechnet:

IAC(n) = ΔACC(n) · Kte(Ev, Ne) (2-15)

wobei Kte(Ev, Ne) ein Ausgangskorrekturkoeffizient ist und durch die in Fig. 10 gezeigten Kennwerte gesetzt wird.

Die Kennwerte von Fig. 10 sind dargestellt, indem Füllungs­ grade Ev entlang der Abszisse und den Füllungsgraden Ev ent­ sprechende Ausgangskorrekturkoeffizienten Kte(Ev,Ne) entlang der Ordinate aufgetragen sind, und die Kennwerte einer Kurve auf der weiter oben rechts liegenden Seite werden angenommen, wenn die Motordrehzahl Ne größer wird.

Von den in Fig. 10 als Kennfeld gespeicherten Kennwerten wird daher der Ausgangskorrekturkoeffizient Kte(Ev,Ne) in der ECU 25 aus der aus dem Erfassungssignal des Kurbelwinkelsensors 220 berechneten Motordrehzahl Ne oder dergleichen und dem Füllungsgrad Ev berechnet, so daß eine Normalisierung mittels einer der Motorausgangsleistung entsprechenden Korrektur durchgeführt wird.

Es werden nun Steuerkennwerte beschrieben, an denen eine Normalisierung entsprechend einer Motorausgangsleistung wie oben beschrieben durchgeführt wird.

Eine Winkelbeschleunigung ω′ wird wie gezeigt durch folgende Formel ausgedrückt:

ω′ = 1/Ie · (Te - T1) (2-16)

wobei Te ein Motordrehmoment, T1 ein Lastdrehmoment und Ie ein Trägheitsmoment ist.

Dahingegen gilt

ω′ = ω₀′ + Δω′ (2-17)

wobei ω₀′ eine durchschnittliche Winkelbeschleunigung ist.

Aus den Formeln (2-16) und (2-17) folgt:

ω₀ + Δω′ = 1/Ie · (Te - T1)
= 1/Ie · (Te₀ - T1) + ΔTe/Ie (2-18)

Daher ist

Δω′ = ΔTe/Ie (2-19)

Mit dem oben beschriebenen Erfassungsverfahren der Winkelbe­ schleunigung ACC(n) in Schritt BS1 wird eine Motordrehmoment­ information relativ gut gespeichert, wenn keine Laststörung vorhanden ist. Wenn bei der Durchführung der Steuerung eine Abweichung Δω′ von der durchschnittlichen Winkelbeschleunigung ω₀′ [Beschleunigungsabweichungswert ΔACC(n)] und der normali­ sierte Ausgang verwendet wird, bei dem das Trägheitsmoment Ie in Betracht gezogen wird [normalisierter Abweichungswert IAC(n)], kann, wie es durch die Formel (2-19) gezeigt ist, die Steuerung durchgeführt werden, während die statistische Eigen­ schaft der Verbrennungsabweichung berücksichtigt wird und die Verbrennungsabweichung sicher widergespiegelt wird.

Nach der Durchführung des Schrittes BS4 werden dann in den Schritten BS41 bis BS44 Berechnungen der Geländestraßen-Be­ stimmungswerte VACU, CACL durchgeführt.

In dem Schritt BS41 wird bestimmt, ob der normalisierte Ab­ weichungswert IAC(n) größer ist als die Geländestraßenbestim­ mungs-Obergrenzenschwelle IACTHU. Wenn er größer ist, geht die Routine über die "JA"-Route weiter, und der Geländestraßenbe­ stimmungs-Oberwert VACU(j) wird gemäß der folgenden Formel berechnet (siehe Schritt BS42):

VACU(j) = VACU(j) + IAC(n) - IACTHU (2-20)

Es wird außerdem in Schritt BS43 bestimmt, ob der normalisier­ te Abweichungswert IAC(n) kleiner als die Geländestraßenbe­ stimmungs-Untergrenzenschwelle IACTHL ist oder nicht. Wenn er kleiner ist, geht die Routine über die "JA"-Route weiter, und der Geländestraßenbestimmungs-Unterwert VACL(j) wird gemäß der folgenden Formel (siehe Schritt BS44) berechnet:

VACL(j) = VACL(j) + IAC(n) - IACTHL (2-21)

Der Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) und der Gelän­ destraßenbestimmungs-Unterwert VACL(j) werden berechnet, indem die Mengen, um die der normalisierte Abweichungswert IAC(n) größer ist als die Geländestraßenbestimmungs-Obergrenzen­ schwelle IACTHU bzw. die Mengen, um die der normalisierte Abweichungswert IAC(n) kleiner ist als der Geländestraßenbe­ stimmungs-Unterwert VACL(j), summiert werden.

Wenn diese Berechnungen durchgeführt werden, hat sich der normalisierte Abweichungswert IAC(n) nicht aufgrund einer Verschlechterung des Verbrennungszustands verändert, sondern die Veränderung des normalisierten Abweichungswerts ist durch eine Drehzahlabweichung verursacht worden, die aufgrund eines Schlupfes oder dergleichen eines Rades aufgetreten ist. Die Routine geht deshalb zu Schritt BS11 weiter, ohne daß die Berechnungsvorgänge für den Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) in den Schritten BS7 bis BS10 durchgeführt werden.

Wenn der normalisierte Abweichungswert IAC(n) ein Wert ist, der zwischen der Geländestraßenbestimmungs-Obergrenzenschwelle IACTHU und der Geländestraßenbestimmungs-Untergrenzenschwelle IACTHL liegt, geht die Routine über die "NEIN" -Route nach den Schritten BS41 bzw. BS43 weiter, so daß die Operationen in den Schritten BS7 bis BS10 durchgeführt werden.

Da die Veränderung des normalisierten Abweichungswerts IAC(n) nicht aufgrund eines Schlupfes oder dergleichen auf einer unebenen Straße, sondern aufgrund einer Veränderung des Ver­ brennungszustands aufgetreten ist, wird die Operation durch die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrich­ tung 104 durchgeführt, weshalb der normalisierte Abweichungs­ wert IAC(n) mit der vorherbestimmten Schwelle IACTH verglichen wird und der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) gemäß der folgenden Formel berechnet wird:

VAC(j) = Σ {IAC(J) < IACTH} × {IACTH - IAC(J)} (2-22)

Als erstes wird in Schritt BS7 die Differenz ΔIAC(n) zwischen dem normalisierten Abweichungswert IAC(n) und der vorherbe­ stimmten Schwelle IACTH berechnet. Danach wird in Schritt BS8 bestimmt, ob die Differenz ΔIAC(n) negativ ist oder nicht.

Diese Bestimmung entspricht der Funktion {IAC(J) < IACTH} in der obenstehenden Formel, und es wird eine Operation durch­ geführt, nach der der Wert "1" angenommen wird, wenn IAC(J) < IACTH ist, jedoch der Wert "0" angenommen wird, wenn IAC(J) < IACTH nicht erfüllt ist.

Da ΔIAC(n) positiv ist, wenn IAC(J) < IACTH erfüllt ist, geht die Routine über die "NEIN"-Route weiter, so daß eine Summie­ rung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt BS10 durchgeführt wird, was zu dem Zustand führt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "1" annimmt.

Wenn IAC(J) < IACTH nicht erfüllt ist, ist ΔIAC(n) dahingegen negativ, so daß die Routine über die "JA"-Route weitergeht, und ΔIAC(n) = 0 in Schritt BS9 durchgeführt wird. Dies führt zu dem Zustand, daß keine Summierung des Schlechtverbrennungs- Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt BS10 durchgeführt wird, woraus sich der Zustand ergibt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "0" annimmt.

Wenn daher die normalisierten Abweichungswerte IAC(n) geringer sind als die vorherbestimmte Schwelle IACTH, wie es durch die Punkte A bis D in Fig. 8 gezeigt ist, werden diese negativen Differenzen als Verschlechterungsmengen summiert.

Deshalb wird der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die durch die Differenz zwischen der Schwelle IACTH und dem norma­ lisierten Abweichungswert IAC(j) geschätzt wird, so daß Aus­ wirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, womit sich der Verschlechterungszustand präzise auf den Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) bezieht.

Ferner wird die vorherbestimmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert, wodurch es möglich ist, einen Betriebszustand zu realisieren, der noch näher an der Magergrenze liegt.

Das oben beschriebene Suffix "j" gibt dabei die Nummer jedes Zylinders an. Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird für jeden Zylinder j summiert.

Als nächstes wird Schritt BS11 durchgeführt, um zu bestimmen, ob N, das die Anzahl der Erfassungen angibt, 128 überschritten hat oder nicht.

Es wird in anderen Worten bestimmt, ob der in Fig. 8 gezeigte Integrierbereich durchlaufen worden ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Routine über die "NEIN"-Route weiter, und es wird Schritt BS13 durchgeführt, um die Zahl N um "1" zu erhöhen. Wenn kein Geländestraßenmerker gesetzt wurde, sondern andere Magerbedingungen erfüllt sind (siehe Schritt BS133-2 und BS134-2), wird Schritt BS29 ohne Durch­ führung einer Kraftstoffkorrektur durchgeführt. Folglich wird in dem Integrierbereich von 128 Zyklen keine Korrektur durch den Korrekturkoeffizienten KAC(j) für die Einspritzimpulslänge Tinj ausgeführt und zunächst eine Summierung des Schlecht­ verbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) durchgeführt.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher nach jeder vorgegebenen Anzahl von Verbrennungen, beispiels­ weise alle 128 Zyklen, aktualisiert. Da die Steuerung durch­ geführt wird, während der Verbrennungszustand über einen relativ langen Zeitabschnitt ermittelt wird, kann die Steue­ rung gleichmäßig und sicher durchgeführt werden, während statistische Eigenschaften reflektiert werden.

Wenn der Integrierbereich durchlaufen worden ist, geht die Routine über die "JA"-Route nach dem Schritt BS11 weiter, so daß die Operationen der Schritte BS12 ff. durchgeführt werden.

Zunächst wird die Anzahl N auf "1" in Schritt BS12 zurückge­ setzt, und als nächstes in Schritt BS121 bestimmt, ob der Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) größer ist als der vorgegebene obere Geländestraßenreferenzwert VACUL. Wenn er größer ist, geht die Routine über die Route "JA" weiter, so daß in Schritt BS124 ein Nicht-Geländestraßenbestimmungsindex M auf "0" gesetzt wird.

Wenn der Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) nicht größer ist als der obere Geländestraßenreferenzwert VACUL, geht die Routine dahingegen über die "NEIN"-Route weiter, woraufhin eine weitere Bestimmung in Schritt BS122 folgt.

In Schritt BS122 wird bestimmt, ob der Geländestraßenbestimm­ ungs-Unterwert VACL(j) größer ist als der vorgegebene untere Geländestraßenreferenzwert VACLL. Wenn er größer ist, geht die Routine über die "JA"-Route weiter, und der Nicht-Gelände­ straßenbestimmungsindex M wird auf "0" in Schritt BS124 zu­ rückgesetzt.

Nach dem Schritt BS124 wird unabhängig von der Route ein Geländestraßenfahrzustand als Fahrzustand angenommen, so daß in Schritt BS125 der Geländestraßenbestimmungsindex MM in­ krementiert wird.

Wenn der Geländestraßenbestimmungs-Unterwert VACL(j) nicht größer ist als der untere Geländestraßenreferenzwert VACLL, geht die Routine über die "NEIN"-Route nach dem Schritt BS122 weiter. Deshalb wird der Schritt BS123 durchgeführt, um zu dem Nicht-Geländestraßenbestimmungsindex M "1" zu addieren, was zu einer Erhöhung des Nicht-Geländestraßenbestimmungsindex M führt.

Wenn der Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) den oberen Geländestraßenreferenzwert VACUL auf der beschleunigten Seite überschreitet, besteht ein Zustand, wie er durch den Punkt K in Fig. 19 gezeigt ist. Wenn der Geländestraßenbestimmungs- Unterwert VACL(j) den unteren Geländestraßenreferenzwert VACLL auf der verzögerten Seite überschreitet, besteht ein Zustand, wie er durch den Punkt G in Fig. 19 gezeigt ist. Es tritt daher sowohl auf der beschleunigten Seite als auch auf der verzögerten Seite eine Drehzahlabweichung des Motors auf.

Eine Abweichung der Winkelbeschleunigung an dem Punkt AK von Fig. 20 tritt dahingegen nur auf der verzögerten Seite auf.

Analysiert man dieses Phänomen durch einen Vergleich zwischen diesen, ist der Zustand in Fig. 20 eine Abweichung in Richtung der verzögerten Seite aufgrund einer Verschlechterung der Verbrennung. Es wird deshalb angenommen, daß der Zustand in Fig. 20 nicht durch eine Verschlechterung der Verbrennung auftritt, sondern eine Abweichung der Winkelbeschleunigung ist, die durch einen Schlupf oder dergleichen eines Rades auf einer Geländestraße verursacht wird.

Deshalb wird die Situation, die dem in Fig. 19 gezeigten Zustand entspricht und zu dem Schritt BS125 führt, als Fahren auf einer Geländestraße interpretiert, so daß die Addition zu dem Geländestraßenbestimmungsindex MM durchgeführt wird.

Der Geländestraßenbestimmungsindex wird dann mit dem vorherbe­ stimmten Geländestraßenindex-Bestimmungswert m2 in Schritt BS130 verglichen. Wenn der Geländestraßenbestimmungsindex MM größer ist als der Geländestraßenindex-Bestimmungswert m2, weist dies darauf hin, daß sich der addierte Geländestraßenbe­ stimmungsindex MM in einem Zustand befindet, in dem ein Gelän­ destraßenfahren bestimmt werden sollte. Schritt BS131 wird deshalb so durchgeführt, daß ein Geländestraßenmerker gesetzt wird. Danach wird der Geländestraßenbestimmungsindex MM auf "0" zurückgesetzt (Schritt BS132).

Wenn der Nicht-Geländestraßenbestimmungsindex M dahingegen einen Nicht-Geländestraßenindex-Bestimmungswert m1 überschrei­ tet, geht die Routine über die "JA"-Route nach dem Schritt BS126 weiter. Der Schritt BS127 wird so durchgeführt, daß ein Geländestraßenmerker rückgesetzt wird. Danach werden der Geländestraßenbestimmungsindex MM und der Nicht-Geländestra­ ßenbestimmungsindex M jeweils auf "0" rückgesetzt (Schritte BS128, BS129).

In anderen Worten wird ein Zustand als Geländestraßenfahr­ zustand bestimmt, wenn der Geländestraßenbestimmungs-Oberwert VACU(j) oder der Geländestraßenbestimmungs-Unterwert VACL(j), die durch 128 Erfassungen berechnet wurden, den oberen Gelän­ destraßenreferenzwert VACUL oder den unteren Geländestraßenre­ ferenzwert VACLL überschreiten, so daß der Geländestraßenbe­ stimmungsindex MM gesetzt wird und der Geländestraßenmerker gesetzt wird. Ansonsten wird bestimmt, daß der Zustand ein anderer Zustand als der Geländestraßenfahrzustand ist, so daß der Geländestraßenmerker rückgesetzt wird.

Der wie oben beschrieben gesetzte oder rückgesetzte Gelände­ straßenmerker wird in Schritt BS133 oder BS133-2 berücksich­ tigt. Wenn der Geländestraßenmerker gesetzt wurde, geht die Routine über die "JA"-Route weiter, und es wird Schritt BS135 durchgeführt.

In Schritt BS135 wird die Operation der Magersteuerungs-Be­ grenzungseinrichtung 114 durchgeführt. Diese Operation wird durchgeführt, indem die Kraftstoffeinspritz-Impulslänge Tinj(j) gemäß der folgenden Formel berechnet wird und die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Grundlage des so berech­ neten Wertes durch die ECU 25 durchgeführt wird.

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K + Td (2-23)

Im Vergleich zur Kraftstoffeinspritz-Impulslänge Tinj(j) in dem nachstehend beschriebenen Schritt BS20 ist in der oben­ stehenden Formel ein Abmagerungskoeffizient KAFL weggelassen. Gemäß der obenstehenden Formel wird keine Abmagerungskorrektur unter Verwendung des Abmagerungskoeffizienten KAFL bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt, so daß die Mager­ steuerung begrenzt ist.

Wenn der Geländestraßenmerker dahingegen nicht gesetzt wurde, geht die Routine über die "NEIN"-Route von dem Schritt BS133 oder BS133-2 aus, so daß die Operation des Schrittes BS134 oder BS134-2 durchgeführt wird.

In den Schritten BS134 oder BS134-2 wird auf der Grundlage von Erfassungssignalen von verschiedenen Sensoren bestimmt, ob andere Magerbedingungen erfüllt sind. Wenn sie nicht erfüllt sind, wird die oben beschriebene Begrenzung der Magersteuerung in Schritt BS135 durchgeführt.

Wenn in Schritt BS134 bestimmt wird, daß die Magerbedingungen erfüllt sind, ist der Zustand kein Geländestraßenfahrzustand, sondern ein Zustand, in dem eine Magersteuerung durchgeführt werden sollte. Deshalb werden die Schritte BS14 folgende durchgeführt, so daß ein Betrieb unter einer Magersteuerung ausgeführt wird, wobei eine Verschlechterung der Verbrennung vermieden wird. Wenn die Antwort in Schritt BS134-2 "JA" ist, wird die Verarbeitung von Schritt BS20 durchgeführt.

Wenn die Routine über die "JA"-Route von Schritt BS134 weiter­ geht, wird ein Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) berücksichtigt und mit dem vorherbestimmten Referenzwert in Schritt BS14 und Schritt BS15 verglichen.

Es wird ein Vergleich zwischen dem Schlechtverbrennungs-Be­ stimmungswert VAC(j) und dem Obergrenze-Referenzwert (VACTH1) 112U durchgeführt. Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) in Fig. 9 größer ist als der Obergrenze-Referenz­ wert VACTH1, wird der Korrekturkoeffizient VAC(j) in Schritt BS15 gemäß der folgenden Formel berechnet:

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VAC(j) - VACTH1} (2-24)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der fettseitigen Kennwerte rechts oben in Fig. 7. Bei einer Bestimmung, daß sich der Verbrennungsabweichungswert bis zu oder über einen vorherbestimmten Wert hinaus verschlechtert hat, wird eine Anreicherungskorrektur für eine Erhöhung der Kraftstoffein­ spritzmenge durch Berechnung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchgeführt.

KAR ist hier der Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte angibt. KAC(j) auf der rechten Seite bezeichnet einen für den Zylinder (j) in dem vorhergehenden Berechnungszyklus (n-1) berechneten Korrekturkoeffizienten und wird entsprechend der obenstehenden Formel aktualisiert.

Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) dahinge­ gen kleiner ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, geht die Routine über die "JA"-Route von den Schritt BS16 weiter. Es wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmage­ rung erlaubt, so daß eine Abmagerungskorrektur zur Verringe­ rung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung des Korrek­ turkoeffizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchge­ führt wird (siehe Schritt BS17):

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (2-25)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der magerseiti­ gen Kennwerte unten links in Fig. 7, und KAL ist ein Koeffi­ zient, der die Neigung der Kennwerte angibt.

Wenn ferner der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) gleich oder größer als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, jedoch gleich oder kleiner als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 ist, geht die Routine die "NEIN"-Route weiter, unabhän­ gig davon, ob die Routine von dem Schritt BS14 oder von dem Schritt BS16 aus weitergeht. Es wird daher angenommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszustand befindet, so daß keine Änderung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) erfolgt, um die Kraftstoffeinspritzmenge in dem vorhergehenden Zustand aufrechtzuerhalten.

Dies entspricht den horizontalen Kennwerten zwischen den magerseitigen Kennwerten unten links und den fettseitigen Kennwerten oben rechts in Fig. 7 und bildet die Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich des Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwerts VACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 ist auf den Wert von (VACO - ΔVAC) und der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 auf den Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt.

Der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ist der Wert, der dem Sollwert (ca. 10%) von COV (Varianzkoeffizient) ent­ spricht. Dadurch, daß jegliche Kraftstoffkorrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungs­ abweichungs-Sollwertes VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu vermeiden, der ansonsten durch einen Fehler aufgrund einer Bestimmung einer Drehzahlabweichung innerhalb eines begrenzten Zeitabschnittes (128 Zyklen) oder durch eine Berechnung auf der Grundlage eines Wertes verur­ sacht werden würde, der kleiner ist als die Schwelle.

Dann wird der Schritt BS18 durchgeführt, um den Schlechtver­ brennungs-Bestimmungswert VAC(j) auf "0" zurückzusetzen.

In Schritt BS20 wird eine Korrektur der Grundeinspritz-Impuls­ länge nach einer Kraftstoffeinspritzung mittels des Korrektur­ koeffizienten KAC(j) ausgeführt, der wie obenstehend beschrie­ ben bestimmt worden ist.

Die Einspritzimpulslänge Tinj(j) wird gemäß der folgenden Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAC(j) × K × KAFL + Td (2-26)

Durch diese Korrektur der Grundeinspritz-Impulslänge wird die Steuerung des Verbrennungsabweichungs-Einstellelements 106 durch die Verbrennungszustands-Steuereinrichtung 105 so be­ wirkt, daß der Motor in dem gewünschten Magergrenzen-Betriebs­ zustand verbleibt.

Die oben beschriebenen Operationen von Schritt BS12 bis Schritt BS18 werden dabei durchgeführt, wenn N = 1, d. h. in dem ersten der 128 Zyklen. Die Operation von Schritt BS20 und die von Schritt BS135 werden jedoch auch durchgeführt, wenn N ≠ 1.

Wenn in Schritt BS133-2 bestimmt wird, daß der Geländestraßen­ merker nicht gesetzt wurde und in Schritt BS134-2 bestimmt wurde, daß andere Magerbedingungen erfüllt sind, wird Schritt BS20 durchgeführt, um eine Operation unter der Magersteuerung auszuführen.

Wenn dahingegen in Schritt BS133-2 bestimmt wird, daß der Geländestraßenmerker gesetzt wurde, oder wenn in Schritt BS134-2 bestimmt wurde, daß die anderen Magerbedingungen nicht erfüllt sind, wird Schritt BS135 durchgeführt, so daß eine durch die Magersteuerungs-Begrenzungseinrichtung 114 begrenzte Kraftstoffeinspritzsteuerung ausgeführt wird, um die Korrektur durch den Abmagerungskoeffizienten KAFL zu vermeiden.

Es werden verschiedene Operationen wie oben beschrieben durch­ geführt. Durch die zweite Ausführungsform werden die folgenden Auswirkungen und Vorteile erreicht.

• (1) Es ist möglich, eine Schätzung einer Verbrennungsabwei­ chung eines Motors durchzuführen, indem die probabilisti­ sche Eigenschaft des Motordrehmoments in Betracht gezogen wird, und außerdem eine Luft/Kraftstoffverhältnis-Steue­ rung mittels einer Schätzung durchzuführen.
• (2) Es kann eine Echtzeitsteuerung eines Motors, bei der die statistische Eigenschaft einer Verbrennungsabweichung berücksichtigt wird, durch einen am Fahrzeug angebrachten Rechner durchgeführt werden.
• (3) Unterschiede der Verbrennungsabweichungsgrenze innerhalb der Zylinder aufgrund von Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen innerhalb der Injektoren, bauliche Abweichungen innerhalb der Ansaugleitungen und/oder Verschiebungen der Ventil­ steuerzeiten verursacht werden, können sicher korrigiert werden, weshalb alle einzelnen Zylinder an eine Verbren­ nungsgrenze eingestellt werden können.
• (4) Aufgrund der oben genannten Punkte kann die Emission von NOx minimiert werden.
• (5) Die Erfassung oder Steuerung einer Drehzahlabweichung bei jedem Zylinder kann durch einen einzigen Kurbelwinkelsen­ sor durchgeführt werden, wodurch es möglich ist, eine sicherere Magerverbrennungssteuerung mit geringen Kosten durchzuführen.
• (6) Es ist nicht notwendig, irgendeinen zusätzlichen Sensor als Meßmaßnahme für Geländestraßen vorzusehen, weshalb es möglich ist, einen Magerbetrieb ohne Erhöhung der Kosten durchzuführen, während ungünstige Einflüsse durch unebene Straßen verhindert werden.
• (7) Es wird auf einer unebenen Straße, auf der eine Erfassung schwierig ist, ein stöchiometrischer Modus verwendet, weshalb es möglich ist, eine Verschlechterung des Abgases und/oder Verschlechterung der Fahreigenschaften zu ver­ meiden.

(c) Beschreibung der dritten Ausführungsform

Als nächstes wird das Verbrennungszustandssteuersystem der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Ein Motor für ein Kraftfahrzeug, der mit dem System dieser Ausführungsform ausgerüstet ist, ist ebenfalls wie die oben beschriebene erste und zweite Ausführungsform als Magermotor aufgebaut, der unter vorherbestimmten Betriebsbedingungen eine Magerverbrennung bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis durch­ führt, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraft­ stoffverhältnis. Ein Diagramm des Gesamtaufbaus des Motorsy­ stems und ein Hardware-Blockdiagramm, das sein Steuersystem zeigt, sind denen in Fig. 2 und 3 gezeigten der oben beschrie­ benen ersten Ausführungsform ähnlich. Aus diesem Grund wird ihre Beschreibung hier weggelassen.

Sich nun der Kraftstoffeinspritzsteuerung (Luft/Kraftstoff­ verhältnis-Steuerung) dieser Ausführungsform zuwendend, ist für diese Kraftstoffeinspritzsteuerung (Steuerung einer Injek­ torantriebszeit) eine ECU 25 ebenfalls, wie es in Fig. 22 gezeigt ist, mit den Funktionen einer Drehzahlabweichungs- Erfassungseinrichtung 207, einer Magergrenzen-Betriebseinrich­ tung 208, einer Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnis­ abweichungs-Erfassungseinrichtung 209, einer Kraftstoffein­ spritzmengen-Veränderungseinrichtung 210 und einer Injektor­ antriebs-Korrektureinrichtung 211 versehen.

Die Kraftstoffeinspritzmenge-Veränderungseinrichtung 210 stellt mittels eines von der Magerverbrennungsgrenze-Betriebs­ einrichtung 208 ausgegebenen Steuersignals die Kraftstoffein­ spritz-Impulslänge Tinj auf einen gewünschten Zustand entspre­ chend einer von der Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung 207 erfaßten Drehzahlabweichung ein, so daß eine Magerver­ brennung mit einem zu erreichenden Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt wird. Der Injektor 9 dient als Kraftstoffein­ spritzmengen-Veränderungseinrichtung 210.

Die Kraftstoffeinspritz-Impulslänge Tinj wird dabei durch folgende Formel ausgedrückt:

Tinj(j) = TB × KAFL × (1 + KC + KAC(j)) × KAP × KAT × KWUP × (1 + KAS) × KFI
± Beschleunigung/Verzögerungs- Korrekturwert + Td (3-1)

TB in der obenstehenden Formel bedeutet die Grundantriebszeit des Injektors 9. Aus einer Information über eine angesaugte Luftmenge A von dem Luftströmungssensor 17 und einer Informa­ tion über eine Motordrehzahl N von dem Kurbelwinkelsensor (Motordrehzahlsensor) 24 wird eine Information über eine angesaugte Luftmenge A/N pro Motordrehzahl erhalten und auf der Basis dieser Information die Grundantriebszeit TB be­ stimmt.

KAFL ist dahingegen der Abmagerungskorrekturkoeffizient (Über­ schußluftprozentsatz) und wird aus den in dem Kennfeld gespei­ cherten Kennwerten entsprechend einem Betriebszustand des Motors bestimmt. Das Luft/Kraftstoffverhältnis kann deswegen abhängig von dem Betriebszustand mager oder stöchiometrisch gemacht werden.

Wie es nachstehend beschrieben wird, ist KC ferner ein Korrek­ turkoeffizient zur Durchführung einer Verbrennungszustands­ steuerung abhängig von einer einer Verbrennungsabweichung entsprechenden Drehzahlabweichung.

Wie nachstehend beschrieben wird, ist KAC(j) der Korrekturko­ effizient zur Durchführung von Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses unter den Zylindern entsprechenden Injek­ torantriebskorrekturen in der Injektorantriebs-Korrekturein­ richtung 211.

Außerdem werden Korrekturkoeffizienten KAP, KAT, KWUP, KAS und KFI entsprechend dem Atmosphärendruck, der Ansauglufttempera­ tur, der Motorkühlmitteltemperatur und dergleichen gesetzt und die Antriebszeit durch eine der Batteriespannung entsprechende Totzeit (ungültige Zeit) Td korrigiert.

Die Auslegung ist außerdem so, daß eine Magerverbrennung durchgeführt wird, wenn durch die Magerbetriebsbedingungs- Bestimmungseinrichtung festgestellt wurde, daß vorherbestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Die ECU 25 hat daher die Funktion einer Luft/Kraftstoffver­ hältnis-Steuereinrichtung, die das Luft/Kraftstoffverhältnis so steuert, daß unter vorher bestimmten Betriebsbedingungen ein Luft/Kraftstoffverhältnis vorhanden ist, das magerer ist als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis, und hat während eines Betriebes mit einem stöchiometrischen Luft/ Kraftstoffverhältnis außerdem die Funktion der Durchführung von Abweichungen in dem Luft/Kraftstoffverhältnis unter den Zylindern entsprechenden Injektorantriebskorrekturen.

Die Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung 207 ist mit der Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 zur Erfassung einer Winkelbeschleunigung der durch den Motor angetriebenen Welle (Kurbelwelle) versehen. Da diese Winkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtung 107 ebenfalls den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene entsprechende Einrichtung der ersten Ausführungsform hat, wird hier auf ihre Beschreibung verzich­ tet.

Das Verbrennungssteuerungssystem dieser Ausführungsform für die Verbrennungskraftmaschine ist, wie oben beschrieben wurde, mit der Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung 207 zur Erfassung einer Drehzahlabweichung VAC für jeden Zylinder (j), die auftritt, wenn die Mehrzylinderverbrennungskraftmaschine mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, das mage­ rer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis, und außerdem mit der Magerverbrennungsgrenz-Betriebseinrich­ tung 208 für einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in der Nähe einer Magerverbrennungsgrenze auf der Basis der Erfassungssignale VAC(j) der Drehzahlabweichungs-Erfassungs­ einrichtung 207 versehen. Zusätzlich zu diesen Einrichtungen sind außerdem folgende Einrichtungen vorgesehen.

Die Kraftstoffeinspritzmengen-Veränderungseinrichtung 210 dient zur Veränderung der Kraftstoffeinspritzmenge Tinj, so daß die aus der Drehzahlabweichung VAC(j) erhaltene Verbren­ nungsabweichung durch die Magerverbrennungsgrenz-Betriebs­ einrichtung 208 während einer Magerverbrennung innerhalb eines erlaubten Bereiches gehalten werden kann.

Es ist außerdem die Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhält­ nisabweichungs-Erfassungseinrichtung 209 zur Erfassung von Abweichungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses unter den Zylin­ dern anhand der Veränderungsmengen durch die Kraftstoffein­ spritzmengen-Veränderungseinrichtung 210 vorgesehen.

Es ist außerdem die Injektorantriebs-Korrektureinrichtung 211 vorgesehen, die mittels der Erfassungsergebnisse KCL(j) der Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnisabweichungs-Erfas­ sungseinrichtung 209 die Injektorantriebszeit Tinj während eines Betriebes bei einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff­ verhältnis korrigiert. Hier ist

KCL(j) = (KAC(i) - KACAV) × KST (3-2)

KST ist ein Verstärkungskorrekturwert zwischen einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis und einem stöchiometrischen Luft/ Kraftstoffverhältnis, wohingegen KACAV ein Durchschnitt der Erfassungsergebnisse KAC(j) durch die Zwlschenzylinder-Luft/ Kraftstoffverhältnisabweichungs-Erfassungseinrichtung 209 ist, so daß er so ausgelegt ist, daß die Korrektur mittels der Abweichung von dem Durchschnitt durchgeführt wird.

KACAV = (1/n) · ΣKAC(j) (3-3)

wobei ΣKAC(j) die Summe für j = 1 bis n bedeutet.

Die Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung 207 ist mit dem Hardwareaufbau von Fig. 11 versehen und erfaßt mittels eines Erfassungssignals, das durch die Winkelbeschleunigungs-Erfas­ sungseinrichtung 107 (siehe Fig. 23) den in Fig. 6 gezeigten Operationen entsprechend erfaßt worden ist, wie oben beschrie­ ben einen Abweichungswert der Winkelbeschleunigung, so daß eine Drehzahlabweichung erfaßt wird.

Die Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung 207 ist, wie es in Fig. 23 gezeigt ist, darüber hinaus auch zusätzlich mit der Glätteinrichtung 108, der Abweichungserfassungseinrichtung 101, der Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisierten Ab­ weichungswert, der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Be­ rechnungseinrichtung 104 und der Schwellenaktualisierungsein­ richtung 110 versehen. Die ECU 25 ist mit einer Recheneinrich­ tung zur Erreichung der Funktionen dieser einzelnen Einrich­ tungen ausgestattet.

Die Berechnung durch die Abweichungserfassungseinrichtung 101 wird ebenso wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform durch Bestimmung der Differenz zwischen einem geglätteten Wert, der durch Glätten einer Winkelbeschleunigung mittels der Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, und einer Winkelbeschleunigung durchgeführt, die von der Winkelbeschleu­ nigungs-Erfassungseinrichtung 107 ausgegeben wird.

In der Abweichungserfassungseinrichtung 101 wird auch ein Beschleunigungs-Abweichungswert AACC(n) gemäß der folgenden Formel berechnet:

ΔACC(n) = ACC(n) - ACCAV(n) (3-4)

ACCAV(n) ist hier der geglättete Wert, der durch Glätten der erfaßten Winkelgeschwindigkeit mittels der Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, und wird durch Durchführung des Primärfil­ terprozesses gemäß der folgenden Formel berechnet:

ACCAV(n) = α · ACCAV(n-1) + (1-α) · ACC(n) (3-5)

wobei α ein aktualisierender Verstärkungsfaktor in dem Primär­ filterprozeß ist und einen Wert von ca. 0,85 hat.

Es ist außerdem die Bestimmungseinrichtung 102 für den norma­ lisierten Abweichungswert vorgesehen, die den von der Abwei­ chungserfassungseinrichtung 101 ausgegebenen Abweichungswert ΔACC(n) gemäß dem Betriebszustand des Motors normalisiert, um einen normalisierten Abweichungswert IAC(n) zu erhalten. Wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform wird die Berechnung des normalisierten Abweichungswertes IAC(n) in der Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisier­ ten Abweichungswert ebenfalls gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

IAC(n) = ΔACC(n) · Kte(Ev,Ne) (3-6)

wobei Kte(Ev,Ne) ein Ausgangskorrekturkoeffizient ist und durch die in Fig. 10 gesetzten Kennwerte gesetzt ist.

Die Charakteristika von Fig. 10 sind daher als Kennfeld ge­ speichert. Aus einer durch ein Erfassungssignal des Kurbel­ winkelsensors 24 oder dergleichen berechneten Motordrehzahl Ne und einem Füllungsgrad Ev wird in der ECU 25 ein Ausgangs­ korrekturkoeffizient Kte(Ev,Ne) so gesetzt, daß eine Normali­ sierung mittels einer der Motorausgangsleistung entsprechenden Korrektur durchgeführt wird.

Es ist außerdem die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert- Berechnungseinrichtung 104 vorgesehen, die den normalisierten Abweichungswert IAC(n) mit einer vorherbestimmten Schwelle IACTH vergleicht, um einen Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) zu bestimmen. Dieser Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) wird wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform ebenfalls dadurch erhalten, daß die Mengen der Verschlechterungen, in denen jeweils der norma­ lisierte Abweichungswert IAC(n) um die entsprechende Ver­ schlechterungsmenge geringer ist als die Schwelle IACTH, summiert werden. Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird durch die folgende Formel berechnet:

VAC(j) = Σ {IAC(j) < IACTH} × {IACTH - IAC(j)} (3-7)

In der obenstehenden Formel ist {IAC(j) < IACTH} eine Funk­ tion, die den Wert "1" ergibt, wenn IAC(j) < IACTH erfüllt ist, jedoch den Wert "0" ergibt, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist. Wenn jeder normalisierte Abweichungswert IAC(n) kleiner als die vorherbestimmte Schwelle IACTH ist, wird diese negative Differenz als Verschlechterungsmenge summiert.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die anhand der Differenz zwischen der Schwelle IACTH und dem normalisierten Abweichungswert IAC(j) geschätzt wird, so daß Auswirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, um präzise den Verschlechterungszustand wiederzuspie­ geln.

Außerdem wird die vorherbestimmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert.

Dabei gibt das oben beschriebene Suffix "j" die Zahl jedes Zylinders an.

Alternativ hierzu kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungs­ wert VAC(j) auch mittels eines einfacheren Programms und eines kumulativen Zählens der Anzahl der Erfassungen bestimmt wer­ den, in denen der normalisierte Abweichungswert IAC(n) jeweils kleiner ist als die Schwelle IACTH (d. h. VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH}).

Die Berechnungsergebnisse der Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert-Berechnungseinrichtung 104, wie z. B. diejenigen, die oben beschrieben wurden, werden in der Verbrennungszu­ stands-Steuereinrichtung 105 verwendet. Den durch die Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 berechneten Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) berücksichtigend steuert die Verbrennungszustands-Steuerein­ richtung 105 das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement 106 des Motors entsprechend den vorherbestimmten Referenzwerten von der Referenzwert-Setzeinrichtung 112.

Das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement 106 ist so aufge­ baut, daß sie während eines Betriebes der Verbrennungskraftma­ schine mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis als Kraftstoffeinspritzmengen-Veränderungseinrichtung 210 auf der Basis eines Erfassungssignals von der Zwischenzylinder- Luft/Kraftstoffverhältnisabweichungs-Erfassungseinrichtung 209 wirkt.

Als Referenzwerte für die Steuerung des Verbrennungsabwei­ chung-Einstellelements 106 durch die Verbrennungszustands- Steuereinrichtung 105 sind außerdem wie bei der oben beschrie­ benen ersten und zweiten Ausführungsform ein Obergrenze-Refe­ renzwert (VACTH1) durch eine Obergrenze-Referenzwert-Setz­ einrichtung 112U und ein Untergrenze-Referenzwert (VACTH2) durch eine Obergrenze-Referenzwert-Setzeinrichtung 112L ge­ setzt.

Die Steuerung mittels des Verbrennungsabweichungs-Einstell­ elements 106 wird so durchgeführt, daß der Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert VAC(j) zwischen dem Obergrenze-Referenz­ wert (VACTH1) und dem Untergrenze-Referenzwert (VACTH2) von der Magerverbrennungsgrenze-Betriebseinrichtung 208 liegt.

Genauer gesagt wird die Steuerung durch das Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelement 106 durch eine Korrektur der oben beschriebenen Grundeinspritzimpulslänge nach einer Kraftstoff­ einspritzung durchgeführt. Die Einspritzimpulslänge Tinj wird gemäß der folgenden Formel berechnet:

Tinj(j) = TB × KAFL × (1 + KC + KAC(j)) × KAP × KAT × KWUP × (1 + KAS) × KFI
± Beschleunigung/Verzögerungs- Korrekturwert + Td (3-8)

Der Korrekturkoeffizient KAC(j) in der obenstehenden Formel kann außerdem wie bei der oben beschriebenen ersten und zwei­ ten Ausführungsform eingestellt werden, wie es nachstehend beschrieben ist.

Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1, wird angenommen, daß der Verbrennungsabweichungswert sich bis zu einer vorher­ bestimmten Höhe oder darüber hinaus verschlechtert hat. Des­ halb wird eine Anreicherungskorrektur zur Erhöhung der Kraft­ stoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrekturkoeffi­ zienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VAC(j) - VACTH1} (3-9)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der fettseitigen Kennwerte oben rechts unter den Korrekturkennwerten von Fig. 7, und KAR ist ein Koeffizient, der die Steigung der Kennwerte anzeigt. KAC(j) auf der rechten Seite weist auf einen Korrek­ turkoeffizienten hin, der in dem vorhergehenden Berechnungs­ zyklus (n-1) berechnet worden ist und entsprechend der oben­ stehenden Formel aktualisiert wurde.

Wenn dahingegen der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) kleiner ist als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmagerung erlaubt, so daß eine Abmagerungskorrektur zur Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung eines Korrekturkoef­ fizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel durchgeführt wird:

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (3-10)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der magerseiti­ gen Kennwerte unten links in Fig. 7, und KAL ist ein Koeffi­ zient, der die Steigung der Kennwerte angibt.

Wenn ferner der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) gleich oder größer als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, jedoch gleich oder kleiner als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 ist, wird angenommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszustand befindet, so daß keine Veränderung des Korrekturkoeffizienten KAC(j) erfolgt, damit die Kraft­ stoffeinspritzmenge des vorhergehenden Zustands aufrechterhal­ ten wird. Dies entspricht horizontalen Kennwerten zwischen den magerseitigen Kennwerten unten links und den fettseitigen Kennwerten oben rechts in Fig. 7 und bildet eine Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich eines Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwertes VACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 ist auf den Wert (VACO - ΔVAC) und der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 auf den Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt.

Der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ist wie bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform ein Wert, der einem Sollwert (ca. 10%) von COV (Abweichungskoeffizient) entspricht. Dadurch, daß jede Kraftstoffkorrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungs­ abweichungs-Sollwertes VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu vermeiden, der ansonsten durch einen Fehler aufgrund einer Bestimmung einer Drehzahlabweichung innerhalb eines begrenzten Zeitabschnitts (128 Zyklen) oder aufgrund einer Berechnung verursacht werden würde, die auf einem Wert beruht, der kleiner ist als die Schwelle.

Der oben beschriebene Korrekturkoeffizient KAC(j) ist so ausgelegt, daß er an einer oberen und einer unteren Grenze begrenzt wird, und ist so gesetzt, daß er beispielsweise die folgende Ungleichung erfüllt: 0,85 < KAC(j) < 1,1. Der Korrek­ turkoeffizient ist deshalb so gesetzt, daß eine abrupte Kor­ rektur vermieden wird und eine allmähliche Korrektur durch­ geführt wird, so daß ein Auftreten eines Stoßes oder derglei­ chen verhindert werden kann und die Steuerung gleichmäßig durchgeführt werden kann.

Ferner kann der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) nach jeder vorgegebenen Anzahl von Verbrennungen, beispiels­ weise alle 128 (oder 256) Zyklen aktualisiert werden. Da die Steuerung durchgeführt wird, während der Verbrennungszustand über einen relativ langen Zeitabschnitt ermittelt wird, kann die Steuerung gleichmäßig und sicher durchgeführt werden, wobei die statistischen Eigenschaften reflektiert werden.

Der Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert ist auf eine Schlechtverbrennungsseite des durch die Referenzwert-Setz­ einrichtung 112 gesetzten Referenzwertes gesetzt. Auf der Grundlage einer Veränderung des normalisierten Abweichungs­ werts IAC(n) in Richtung der Schlechtverbrennungsseite über den Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert hinaus wird eine Fehlzündung bestimmt, eine Information über die Fehlzündung in einer Fehlzündungsinformationsadresse (j) für den momentanen Zylinder gespeichert und eine Steuerung gegen die Fehlzündung durchgeführt.

Die Magerverbrennungsgrenze-Betriebseinrichtung 208 ist wie oben beschrieben so aufgebaut, daß eine Magerverbrennungs­ grenzoperation in einem Zustand wie erforderlich durchgeführt werden kann. Der durch diese Magerverbrennungsgrenzoperation erfaßte Korrekturkoeffizient KAC(j) wird berücksichtigt und die Erfassung der Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnis Abweichungen in der Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhäl­ nis-Abweichungserfassungseinrichtung 209 wie oben beschrieben durchgeführt.

Der Korrekturkoeffizient KCL(j) wird wie oben beschrieben entsprechend jeder Abweichung berechnet. Dieser Korrekturkoef­ fizient KCL(j) ist in die folgende Formel eingesetzt:

Tinj(j) = TB × KAFL × (1 + KCL(j)) × KAP × KAT × KWUP × (1 + KAS) × KFI
± Beschleunigungs/Verzögerungskorrekturwert + Td (3-11)

Wenn die Kraftstoffeinspritzung bei dieser Kraftstoffein­ spritzimpulslänge Tinj(j) durchgeführt wird, wird die Korrek­ tur in der Injektorantriebskorrektureinrichtung 211 in einem Betrieb bei einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt.

Die Kraftstoffeinspritzung wird deshalb in einem stöchiome­ trischen Betrieb durchgeführt, wobei Abweichungen des Luft/ Kraftstoffverhältnisses unter den Zylindern berücksichtigt werden.

Da das Motorverbrennungssteuerverfahren und das Verbrennungs­ steuersystem der dritten Ausführungsform dieser Erfindung wie oben beschrieben ausgestaltet sind, werden durch die einzel­ nen, in den Fig. 22 und 23 dargestellten Einrichtungen Operationen aufeinanderfolgend durchgeführt, die den Ablauf­ diagrammen folgen, die in den Fig. 24 bis 26 dargestellt sind.

Die Operationen der in den Fig. 24 und 25 gezeigten Ablauf­ diagramme werden in Synchronisation mit den Hüben der Ver­ brennungskraftmaschine durchgeführt. Als erstes wird in dem Schritt CS1 in Fig. 24 eine Winkelbeschleunigung ACC(n) durch die Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 in Fig. 23 erfaßt, wobei die Winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung die Drehzahlabweichungs-Erfassungseinrichtung von Fig. 22 bildet.

Die für die Erfassung verwendete Berechnung wird hier gemäß der folgenden Formel durchgeführt:

ACC(n) = 1/TN(n) · {KL(m)/TN(n) - KL(m-1)/TN(n-1)} (3-12)

wobei KL(m) ein Segmentkorrekturwert ist. Um eine Korrektur für den momentan identifizierten Zylinder so durchzuführen, daß jeglicher Fehler in der Messung des Zeitabschnittes auf­ grund von Abweichungen der Winkelintervalle der Flügel besei­ tigt wird, die durch die Herstellung und Anbringung der Flügel verursacht werden, wird ein Segmentkorrekturwert KL(m) gemäß der folgenden Formel berechnet:

KL(m) = {KL(m-3) × (1-XMFDKFG + KR(n) × (XMFDKFD)} (3-13)

wobei XMFDKFG einen Segmentkorrekturwert-Verstärkungsfaktor darstellt.

KR(n) in der obenstehenden Formel wird dahingegen gemäß der folgenden Formel bestimmt:

KR(n) = 3 · TN(n)/{TN(n) + TN(n-1) + TN(n-2)} (3-14)

Dies ist ein Meßwert, der einem durchschnittlichen Meßzeit­ abschnitt von dem Meßzeitabschnitt TN(n-2) von zwei Messungen zuvor bis zu dem Meßzeitabschnitt TN(n) der momentanen Messung entspricht. Nach Berechnung des Segmentkorrekturwerts KL(m) wird der Primärfilterprozeß durch den Segmentkorrekturwert- Verstärkungsfaktor XMFDKFG durch Verwendung der oben beschrie­ benen Formel durchgeführt.

Dann wird in Schritt CS2 eine Durchschnittsbeschleunigung ACCAV(n) berechnet.

ACCAV(n) ist hier der geglättete Wert, der durch Glätten der erfaßten Winkelgeschwindigkeit ACC(n) durch die Glätteinricht­ ung 108 erhalten wird und mittels einer Ausführung eines Primärfilterprozesses gemäß der folgenden Formel berechnet wird:

ACCAV(n) = α · ACCAV(n-1) + (1-α) · ACC(n) (3-15)

wobei α ein aktualisierender Verstärkungsfaktor in dem Primär­ filterprozeß ist und einen Wert von ca. 0,95 hat.

In Schritt CS3 wird als nächstes ein Beschleunigungs-Abwei­ chungswert ΔACC(n) durch die Abweichungserfassungseinrichtung 101 erfaßt.

Durch Bestimmung der Differenz zwischen der durch die Winkel­ beschleunigungs-Erfassungseinrichtung 107 erfaßten Winkelge­ schwindigkeit ACC(n) und der durchschnittlichen Beschleunigung ACCAV(n) als geglätteten Wert, der durch Glätten durch die Glätteinrichtung 108 erhalten wurde, wird ein Beschleunigungs­ abweichungswert ΔACC(n) gemäß der folgenden Formel berechnet:

ΔACC(n) = ACC(n) - ACCAV(n) (3-16)

In Schritt CS4 wird ein normalisierter Abweichungswert IAC(n), der durch Normalisierung des Abweichungswert ΔACC(n) erhält­ lich ist, der von der Abweichungserfassungseinrichtung 101 dem Betriebszustand des Motors entsprechend ausgegeben wird, durch die Bestimmungseinrichtung 102 für den normalisierten Abwei­ chungswert gemäß der folgenden Formel berechnet:

IAC(n) = ΔACC(n) · Kte(Ev,Ne) (3-17)

wobei Kte(Ev,Ne) ein Ausgangskorrekturkoeffizient ist und durch die in Fig. 10 gezeigten Kennwerte gesetzt wird.

Von den als Kennfeld gespeicherten Kennwerten von Fig. 10 wird der Ausgangskorrekturkoeffizient Kte(Ev,Ne) in der ECU 25 aus der aus dem Erfassungssignal des Kurbelwinkelsensors 220 oder dergleichen berechneten Motordrehzahl Ne und dem Füllungsgrad gesetzt, so daß eine Normalisierung mittels einer Korrektur durchgeführt wird, die einer Motorausgangsleistung entspricht.

Es werden nun die Steuerkennwerte beschrieben, bei denen eine Normalisierung wie oben beschrieben entsprechend einer Motor­ ausgangsleistung durchgeführt wird.

Eine Winkelbeschleunigung ω′ wird wie gezeigt durch folgende Formel ausgedrückt:

ω′ = 1/Ie · (Te - T1) (3-18)

wobei Te ein Motordrehmoment, T1 ein Lastdrehmoment und Ie ein Trägheitsmoment ist.

Dahingegen gilt

ω′ = ω₀′ + Δω′ (3-19)

wobei ω₀′ eine durchschnittliche Winkelbeschleunigung ist.

Aus den Formeln (3-18) und (3-19) folgt:

ω₀′ + Δω′ = 1/Ie · (Te - T1)
= 1/Ie · (Te₀ - T1) + ΔTe/Ie (3-20)

Daher ist

Δω′ = ΔTe/Ie (3-20)

Mit dem oben beschriebenen Erfassungsverfahren für die Winkel­ beschleunigung ACC(n) in Schritt CS1 wird eine Motordrehmo­ mentinformation relativ gut gespeichert, wenn keine Laststö­ rung vorhanden ist. Wie die Formel (3-20) zeigt, kann ferner die Steuerung durchgeführt werden, indem bei der Steuerung eine Abweichung Δω′ von der durchschnittlichen Winkelbeschleu­ nigung ω₀′ [Beschleunigungsabweichungswert ΔACC(n)] und der normalisierte Ausgang verwendet wird, bei dem der durch­ schnittliche Ausgang Te₀ und das Trägheitsmoment Ie berück­ sichtigt werden [normalisierter Abweichungswert IAC(n)], während die statistische Eigenschaft der Verbrennungsabwei­ chung berücksichtigt wird und die Verbrennungsabweichung sicher reflektiert wird.

Nachdem die Operation von Schritt CS4 durchgeführt worden ist, wird dann eine Bestimmung einer Fehlzündung in Schritt CS5 durchgeführt.

Der durch die Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert-Setzein­ richtung 111 gesetzte Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert ist bezüglich des durch die Referenzwert-Setzeinrichtung 112 gesetzten Referenzwertes auf die Seite der verschlechterten Verbrennung gesetzt und wird von der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 verwendet. Es wird bestimmt, ob sich der normalisierte Abweichungswert IAC(n) in Richtung der Seite der verschlechterten Verbrennung über den Fehlzündungsbestimmungs-Referenzwert hinaus verändert hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß er sich verändert hat, wird das Auftreten einer Fehlzündung bestimmt.

Nach dieser Bestimmung wird der Schritt CS6 durchgeführt, um eine Information über die Fehlzündung in der Fehlzündungs­ informationsadresse (j) für den momentanen Zylinder zu spei­ chern, so daß eine Steuerung gegen die Fehlzündung durchge­ führt wird.

Wenn dahingegen keine Fehlzündung bestimmt worden ist oder der Schritt CS6 nach einer Bestimmung einer Fehlzündung durch­ geführt worden ist, werden die Operationen mittels der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 in Schritt CS7 bis Schritt CS10 durchgeführt, wobei der normalisierte Abweichungswert IAC(n) und die vorherbestimmte Schwelle IACTH verglichen werden und ein Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert VAC(j) gemäß der folgenden Formel bestimmt wird:

VAC(j) = Σ{IAC(j) < IACTH} × {IACTH-IAC(j)} (3-21)

Als erstes wird in Schritt CS7 die Differenz ΔIAC(n) zwischen dem normalisierten Abweichungswert IAC(n) und der vorherbe­ stimmten Schwelle IACTH berechnet, und dann in Schritt CS8 bestimmt, ob die Differenz ΔIAC(n) negativ ist oder nicht.

Diese Bestimmung entspricht der Funktion {IAC(j) < IACTH} in der obenstehenden Formel, und eine Operation wird so durch­ geführt, daß der Wert "1" angenommen wird, wenn IAC(j) < IACTH erfüllt ist, jedoch der Wert "0" angenommen wird, wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird.

Wenn IAC(J) < IACTH erfüllt ist, ist ΔIAC(n) positiv. Die Routine geht dann über die "NEIN"-Route weiter, und es wird eine Summierung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt CS10 durchgeführt, was zu dem Zustand führt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "1" annimmt.

Wenn IAC(J) < IACTH nicht erfüllt ist, ist dahingegen ΔIAC(n) negativ. Die Routine geht dann über die "JA"-Route weiter, und es wird ΔIAC(n) = 0 in Schritt CS9 durchgeführt. Folglich wird keine Summierung des Schlechtverbrennungs-Bestimmungswertes VAC(j) in Schritt CS10 durchgeführt, weshalb sich der Zustand ergibt, daß die oben beschriebene Funktion den Wert "0" an­ nimmt.

Wenn daher der normalisierte Abweichungswertswert IAC(n) kleiner ist als die vorherbestimmte Schwelle IACTH, wie es durch die Punkte A bis D in Fig. 8 gezeigt ist, werden diese negativen Differenzen als Verschlechterungsmengen summiert.

Deshalb wird der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) durch Summierung jeder Verschlechterungsmenge erhalten, die durch die Differenz zwischen der Schwelle IACTH und dem norma­ lisierten Abweichungswert IAC(j) bewertet wird, so daß Aus­ wirkungen der Werte um die Schwelle herum minimiert werden können, um präzise den Verschlechterungswert zu reflektieren.

Ferner wird die vorherbestimmte Schwelle IACTH in der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert-Berechnungseinrichtung 104 entsprechend dem Betriebszustand des Motors durch die Schwellenaktualisierungseinrichtung 110 aktualisiert, wodurch es möglich ist, einen Betriebszustand zu realisieren, der noch näher an der Magergrenze liegt.

Das oben beschriebene Suffix "j" zeigt dabei die Nummer jedes Zylinders an. Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird für jeden Zylinder j summiert.

Als nächstes wird Schritt CS11 durchgeführt, um zu bestimmen, ob n, das die Anzahl der Erfassungen angibt, 128 überschritten hat oder nicht.

Es wird mit anderen Worten bestimmt, ob der Integrierungs­ bereich von Fig. 8 durchlaufen worden ist oder nicht. Wenn nicht, geht die Routine über die "NEIN"-Route weiter und es wird Schritt CS13 durchgeführt, um die Zahl n um "1" zu erhö­ hen, weshalb Schritt CS20 ohne Ausführung einer Kraftstoff­ korrektur durchgeführt wird. Folglich wird in dem Integrierbe­ reich von 128 Zyklen keine Korrektur der Einspritzimpulslänge Tinj mittels des Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchgeführt und zunächst eine Summierung des Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswertes VAC(j) durchgeführt.

Der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) wird daher nach jeder vorgegebenen Anzahl von Verbrennungen, beispiels­ weise alle 128 Zyklen, aktualisiert. Da die Steuerung durch­ geführt wird, während der Verbrennungszustand über einen relativ langen Zeitabschnitt lang ermittelt wird, kann die Steuerung gleichmäßig und sicher durchgeführt werden, wobei die statistischen Eigenschaften berücksichtigt werden.

Nach einem Ablauf des Integrierzeitabschnitts geht die Routine über die "JA"-Route von Schritt CS11 weiter, und es werden der Schritt CS12 bis CS18 durchgeführt.

Als erstes wird die Zahl n in Schritt CS12 auf "1" zurückge­ setzt. Dann wird in Schritt CS14 und in Schritt CS16 der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) berücksichtigt und von der Referenzwert-Setzeinrichtung 112 mit dem vorherbe­ stimmten Referenzwert verglichen.

Als erstes wird der Vergleich zwischen dem Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert VAC(j) und dem Obergrenz-Referenzwert VACTH1 durchgeführt. Wenn der Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert VAC(j) größer ist als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1, d. h. wenn die Verschlechterungsmenge der Verbrennungs­ abweichung größer ist als der in Fig. 9 gezeigte Obergrenze- Referenzwert VACTH1, wird eine Berechnung des Korrekturkoeffi­ zienten KAC(j) in Schritt CS15 durchgeführt.

KAC(j) = KAC(j) + KAR · {VACV(j) - VACTH1} (3-22)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der fettseitigen Kennwerte oben rechts in Fig. 7. Wird angenommen, daß der Verbrennungsabweichungswert sich bis zu oder über eine vorher­ bestimmte Höhe hinaus verschlechtert hat, wird eine Anreiche­ rungskorrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge mittels einer Berechnung der Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchgeführt.

KAP ist hier der Koeffizient, der die Steigerung der Kennwerte angibt. KAC(j) auf der rechten Seite bezeichnet einen Korrek­ turkoeffizienten, der im vorhergehenden Berechnungszyklus (n-1) berechnet wurde und entsprechend der oben stehenden Formel aktualisiert wurde.

Wenn dahingegen der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) kleiner ist als der Untergrenze-Referenzwert VACH2, geht die Routine über die "JA"-Route nach Schritt CS16 weiter, und es wird angenommen, daß die Verbrennung eine weitere Abmagerung erlaubt, so daß eine Abmagerungskorrektur für eine Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird, indem ein Korrekturkoeffizient KAC(j) entsprechend der folgen­ den Formel berechnet wird (siehe Schritt CS17):

KAC(j) = KAC(j) - KAL · {VAC(j) - VACTH2} (3-23)

Dies dient zur Berechnung des Korrekturwertes der magerseiti­ gen Kennwerte unten links in Fig. 7, und KAL ist der Koeffi­ zient, der die Steigung der Kennwerte angibt.

Wenn ferner der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert VAC(j) gleich oder größer als der Untergrenze-Referenzwert VACTH2, jedoch gleich oder kleiner als der Obergrenze-Referenzwert VACTH1 ist, geht die Routine sowohl nach Schritt CS14 als auch nach Schritt CS16 über die "NEIN"-Route weiter. Es wird an­ genommen, daß sich der Motor in einem passenden Betriebszu­ stand befindet, so daß keine Veränderung des Korrekturkoeffi­ zienten KAC(j) durchgeführt wird, damit die Kraftstoffein­ spritzmenge des vorhergehenden Zustands aufrechterhalten wird.

Dies entspricht den horizontalen Kennwerten zwischen den magerseitigen Kennwerten unten links und den fettseitigen Kennwerten oben rechts in Fig. 7 und bildet die Totzone für Korrekturen.

Der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 und der Obergrenze-Refe­ renzwert VACTH1 sind hier bezüglich des Verbrennungsabwei­ chungs-Sollwertes VACO gesetzt, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist, d. h. der Untergrenze-Referenzwert VACTH2 ist auf einen Wert (VACO - ΔVAC) und der Obergrenze-Referenz­ wert VACTH1 auf einen Wert (VACO + ΔVAC) gesetzt.

In diesem Fall ist der Verbrennungsabweichungs-Sollwert VACO ebenfalls der Wert, der dem Sollwert (ca. 10%) von COV (Vari­ anzkoeffizient) entspricht. Dadurch, daß jegliche Kraftstoff­ korrektur innerhalb des Bereiches von ΔVAC auf beiden Seiten des Verbrennungsabweichungs-Sollwertes VACO verhindert wird, ist es möglich, einen Grenzzyklus zu vermeiden, der ansonsten durch einen Fehler aufgrund einer Bestimmung einer Drehung innerhalb des begrenzten Zeitabschnitts (128 Zyklen) oder aufgrund einer Berechnung auf der Basis eines Wertes verur­ sacht würde, der kleiner ist als die Schwelle.

Dann wird Schritt CS18 durchgeführt, um den Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert VAC(j) auf "0" zurückzusetzen.

Wenn in Schritt CS19 ferner der Korrekturkoeffizient KAC(j) größer oder kleiner ist als der obere oder untere Grenzwert, wird der Korrekturkoeffizient auf den Grenzwert auf der ent­ sprechenden Seite begrenzt. Wenn KAC(j) so gesetzt wird, daß er beispielsweise innerhalb des Bereiches von 0,85 < KAC(j) < 1,1 liegt, wird der Korrekturkoeffizient auf 1,1 gesetzt, wenn der in Schritt CS15 berechnete Wert größer ist als 1,1, wäh­ rend der Korrekturkoeffizient auf den Wert 0,85 gesetzt wird, wenn der in Schritt CS16 berechnete Wert kleiner ist als 0,85.

Dadurch, daß wie obenstehend beschrieben eine allmähliche Korrektur durchgeführt wird, ohne eine abrupte Korrektur durchzuführen, kann ein Auftreten eines Stoßes oder derglei­ chen verhindert werden und die Steuerung kann gleichmäßig durchgeführt werden.

Der Korrekturkoeffizient KAC(j) wird wie oben beschrieben berechnet, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird entsprechend der Drehzahlabweichung durch eine Betätigung des als Kraft­ stoffeinspritzmengen-Veränderungseinrichtung 210 dienenden Verbrennungsabweichungs-Einstellelements 106 mittels der Magerverbrennungsgrenze-Betriebseinrichtung 208 korrigiert.

Die Verbrennungssteuerung für den Magerbetrieb und für den stöchiometrischen Betrieb durch die Kraftstoffeinspritzmengen- Veränderungseinrichtung 210 wird dem Ablaufdiagramm von Fig. 26 folgend durchgeführt.

Bei einer Annahme, daß der Fahrzustand des Fahrzeugs und der Verbrennungszustand der Verbrennungskraftmaschine so sind, daß eine Regelung durchgeführt werden sollte, wird als erstes in Schritt CSS1 bestimmt, ob die ECU 25 in einen Magerregelungs­ zustand gesetzt worden ist.

Wenn die Einstellung der Magerregelungsmodus ist, geht die Routine über die "JA"-Route nach dem Schritt CSS1 weiter, und es wird Schritt CSS3 durchgeführt.

In Schritt CSS3 wird entsprechend der Verbrennungsgrenzabwei­ chungssteuerung ein Korrekturkoeffizient KAC(j) berechnet und in Schritt CSS4 eine Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj gemäß der folgenden Formel bezeichnet:

Tinj(j) = TB × KAFL × (1 + KC + KAC(j)) × KAP × KAT × KWUP × (1 + KAS) × KFI
± Beschleunigungs/Verzögerungs-Korrekturwert + Td (3-24)

Mittels des Korrekturkoeffizienten KAC(j) wird deswegen die Grundeinspritzimpulslänge für die Kraftstoffeinspritzung korrigiert.

In dem Magerregelungsmodus wird der Abmagerungskorrekturkoef­ fizient KAFL auf einen Wert gesetzt, der einem Magerbetrieb entspricht, so daß der Magerbetrieb entsprechend dem Betriebs­ zustand des Motors durchgeführt wird. Dieser Abmagerungskor­ rekturkoeffizient KAFL ist jedoch für alle Zylinder in der gleichen Art und Weise gesetzt, weshalb der Betrieb mittels der gleichen Magerverbrennung durchgeführt wird.

Es wird jedoch eine Korrektur der Kraftstoffeinspritzimpuls länge Tinj durch den Korrekturkoeffizienten KAC(j) durchge­ führt, indem verschiedene Werte für die einzelnen Zylinder j verwendet werden, so daß eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt wird, bei der die Kennwerte für jeden Zylinder gleich sind.

Wenn in einer solchen gesteuerten Situation der Korrekturkoef­ fizient KAC(j) verwendet wird, wird die Kraftstoffeinspritz­ impulslänge Tinj in einem stöchiometrischen Betrieb Zylinder für Zylinder einer Korrektur unterworfen, während die Ver­ änderungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses berücksichtigt werden. Der stöchiometrische Betrieb wird deswegen in dem Zustand durchgeführt, in dem die Abweichungen des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses aufgrund der Formen der Ansaugleitungen, der Befestigungswinkel der Injektoren und dergleichen kor­ rigiert werden.

Mittels eines Betriebes mit der wie oben korrigierten Kraft­ stoffeinspritzimpulslänge Tinj wird die Steuerung des Ver­ brennungsabweichungs-Einstellelementes 106 durch die Verbren­ nungszustand-Steuereinrichtung 105 so durchgeführt, daß der Motor in dem gewünschten Magergrenzbetriebszustand bleibt. Die Steuerung der ERG-Menge kann dabei ebenfalls als Verbrennungs­ einstellelement in Betracht gezogen werden.

Wenn dahingegen in Schritt CSS1 bestimmt wird, daß sich die ECU außerhalb des Magerverbrennungsmodus befindet, geht die Routine über die "NEIN"-Route weiter, so daß Schritt CSS2 durchgeführt wird.

Wenn der Magermodus in Schritt CSS2 bestimmt wird, werden eine Berechnung und eine Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge in Schritt CSS4 wie oben beschrieben durchgeführt, so daß der vorherbestimmte Magerbetrieb durchgeführt wird.

Wenn in Schritt CSS2 bestimmt wird, daß sich die ECU außerhalb des Magermodus befindet, werden Schritt CSS5 und Schritt CSS6 durchgeführt.

In diesem Fall wird ein stöchiometrischer Betrieb mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis anstatt eines Magerbetriebes durchgeführt. In diesem Fall wird die Korrektur der Kraftstoffeinspritzimpulsmenge Tinj mittels des Korrektur­ koeffizienten KC(j) durchgeführt.

Als erstes wird in Schritt CSS5 der Durchschnitt KACAV des Korrekturkoeffizienten KAC(j) gemäß der folgenden Formel berechnet:

KACAV = (1/n) · ΣKAC(j) (3-25)

wobei ΣKAC(j) die Summe für j = 1 bis n bedeutet.

Die Abweichung des Korrekturkoeffzienten KAC(j) relativ zu dem Durchschnitt KACAV wird dann gemäß der folgenden Formel be­ rechnet:

KCL(J) = (KAC(j) - KACAV) × KST (3-26)

Diese Abweichung KCL(j) wird als Zwischenzylinder-Luft/Kraft­ stoffverhältnisabweichung an der Zwischenzylinder-Luft/Kraft­ stoffverhältnis-Erfassungseinrichtung 209 angenommen, weshalb eine Korrektur durch die Injektorantriebs-Korrektureinrichtung 211 durchgeführt wird, damit die Abweichung KCL(j) in Richtung von "0" konvergiert.

In Schritt ASS6 wird dann eine Berechnung der Kraftstoffein­ spritzimpulsmenge Tinj gemäß der folgenden Formel durchge­ führt:

Tinj(j) = TB × KAFL × (1 + KCL(j)) × KAP × KAT × KWUP × (1 + KAS) × KFI
± Beschleunigungs/Verzögerungs-Korrekturwert + Td (3-27)

Es wird daher für jeden Zylinder mit einer großen Abweichung des Luft/Kraftstoffverhältnisses die Kraftstoffeinspritzim­ pulslänge Tinj um ein der Abweichung entsprechendes Maß er­ höht.

Bei jedem Zylinder mit einer kleinen Abweichung des Luft/ Kraftstoffverhältnisses wird dahingegen die Kraftstoffein­ spritzimpulslänge Tinj um ein der Abweichung entsprechendes Ausmaß verringert.

Bei allen Zylindern, deren Luft/Kraftstoffverhältnis um den Durchschnitt herum liegt, wird keine Veränderung der Kraft­ stoffeinspritzimpulslänge Tinj durchgeführt, so daß die vor­ hergegangene Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj gesetzt wird.

In diesem Modus ist der Abmagerungskorrekturkoeffizient KAFL auf "1" gesetzt, weshalb keine Veränderungen der Kraftstoff­ einspritzeinspritzimpulslänge Tinj durch den Abmagerungskor­ rekturkoeffizienten KAFL durchgeführt wird und ein stöchiome­ trischer Betrieb auf der Grundlage einer entsprechend dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis gesetzten Grund­ kraftstoffeinspritzimpulslänge TB entsprechend dem Betriebs­ zustand des Motors durchgeführt wird.

Die Grundkraftstoffeinspritzimpulslänge TB ist hier für alle Zylinder auf die gleiche Weise gesetzt, weshalb der Betrieb mit dem gleichen Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt wird.

Die Korrektur der Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj mittels des Korrekturkoeffizienten KCL(j) wird mittels unterschied­ licher Werte für die einzelnen Zylinder j durchgeführt, so daß bei allen Zylindern eine Kraftstoffeinspritzsteuerung mit den gleichen Kennwerten durchgeführt wird.

Mittels des Korrekturkoeffizienten KCL(j) wird die Kraftstoff­ einspritzimpulslänge Tinj Zylinder für Zylinder einer Abwei­ chungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses entsprechenden Kor­ rektur unterworfen. Die Operation wird deswegen in dem Zustand durchgeführt, in dem die Abweichungen des Luft/Kraftstoff­ verhältnisses aufgrund der Formen der Ansaugleitungen, der Befestigungswinkel der Injektoren und dergleichen korrigiert werden.

Bei einer Operation mit der wie obenstehend korrigierten Kraftstoffeinspritzimpulslänge Tinj wird die Steuerung des Verbrennungsabweichungs-Einstellelementes 106 durch die Ver­ brennungszustands-Steuereinrichtung 105 so durchgeführt, daß ein gewünschter Betriebszustand mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis bei jedem Zylinder des Motors auf­ rechterhalten wird.

Die Operationen werden wie oben beschrieben durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen oder Vorteile erreicht.

• (1) Es ist möglich, eine Schätzung einer Verbrennungsabwei­ chung durchzuführen, indem die probabilistischen Eigen­ schaften berücksichtigt werden, und außerdem eine Steue­ rung des Luft/Kraftstoffverhältnisses mittels der Schät­ zung durchzuführen.
• (2) Es kann eine Echtzeitsteuerung des Verbrennungszustandes eines Motors mittels eines am Fahrzeug angebrachten Rechners durchgeführt werden, bei der die statistische Eigenschaft einer Verbrennungsabweichung berücksichtigt wird.
• (3) Unterschiede einer Verbrennungsabweichungsgrenze inner­ halb der Zylinder aufgrund von Abweichungen des Luft/ Kraftstoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichun­ gen der Durchsätze durch die Injektoren, bauliche Ab­ weichungen unter den Ansaugleitungen und/oder Verschie­ bungen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden, können sicher korrigiert werden, weshalb alle einzelnen Zylinder an eine Verbrennungsgrenze gesetzt werden können.
• (4) Unterschiede zwischen den Zylindern aufgrund von Abwei­ chungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses, die ihrerseits durch Abweichungen der Durchsätze durch die Injektoren, bauliche Abweichungen unter den Ansaugleitungen und/oder Verschiebungen der Ventilsteuerzeiten verursacht werden, können sicher bei einem Betrieb mit einem stöchiometri­ schen Luft/Kraftstoffverhältnis korrigiert werden, wes­ halb die Verbrennung aller einzelnen Zylinder in einen idealen Zustand gesteuert werden kann.
• (5) Es kann ein Dreiwegekatalysator mit maximalem Wirkungs­ grad betrieben werden, so daß eine wirksame Reinigung des Abgases durchgeführt werden kann.
• (6) Aufgrund der oben genannten zwei Punkte kann die Emission von NOx minimiert werden.
• (7) Die Erfassung einer Drehzahlabweichung und die Korrektur und Steuerung der Abweichung eines Luft/Kraftstoffver­ hältnisses kann für jeden Zylinder mittels eines einzel­ nen Kurbelwinkelsensors durchgeführt werden, weshalb es möglich ist, eine sichere Magerverbrennungssteuerung und einen stöchiometrischen Betrieb mit geringen Kosten durchzuführen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Wie obenstehend beschrieben wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, einen Magergrenzbetrieb in einem breiteren Betriebsbereich durchzuführen, indem eine Steuerung des Ver­ brennungszustandes gemäß dem Betriebszustand des Motors durch­ geführt wird, und außerdem eine präzise Verbrennungssteuerung auszuführen, insbesondere eine präzise Verbrennungssteuerung Zylinder für Zylinder bei einer Magerverbrennung, wobei die probabilistische Eigenschaft der Verbrennungsabweichung be­ rücksichtigt wird. Die vorliegende Erfindung ist deshalb zur Verwendung in einem Motorsteuersystem geeignet, das an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, und ermöglicht einen Betrieb mit einer unterdrückten NOx Emission, wobei gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.

Claims (14)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Verbrennungszustands in einer Verbrennungskraftmaschine, mit:
einem ersten Schritt, in dem ein Abweichungswert der Winkelbeschleunigung einer durch die Verbrennungskraftma­ schine (1) angetriebenen Welle erfaßt wird;
einem zweiten Schritt, in dem der Abweichungswert ent­ sprechend einem Betriebszustand der Verbrennungskraftma­ schine (1) normalisiert wird, um einen normalisierten Abweichungswert zu erhalten; und
einem dritten Schritt, in dem der normalisierte Abwei­ chungswert mit einer vorherbestimmten Schwelle verglichen wird, um einen Verschlechterungszustand der Verbrennung zu bestimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vorherbestimmte Schwelle entsprechend dem Betriebszustand der Verbren­ nungskraftmaschine (1) aktualisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestimmung des Ver­ schlechterungszustandes der Verbrennung durch Erfassung eines Zustandes durchgeführt wird, in dem der normalisier­ te Abweichungswert geringer ist als die vorherbestimmte Schwelle.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Schritt folgende Schritte umfaßt:
Bestimmung einer Winkelbeschleunigung der Welle;
Bestimmung eines geglätteten Werts der Winkelbeschleuni­ gung; und
Bestimmung eines Abweichungswertes aus der Differenz zwischen der Winkelbeschleunigung und dem geglätteten Wert.

5. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungszustands in einer Verbrennungskraftmaschine, mit:
einem ersten Schritt, in dem ein Abweichungswert der Winkelbeschleunigung einer durch die Verbrennungskraftma­ schine (1) angetriebenen Welle erfaßt wird;
einem zweiten Schritt, in dem der Abweichungswert ent­ sprechend einem Betriebszustand der Verbrennungskraftma­ schine (1) normalisiert wird, um einen normalisierten Ab­ weichungswert zu erhalten;
einem dritten Schritt, in dem der normalisierte Abwei­ chungswert mit einer vorherbestimmten Schwelle verglichen wird, um einen Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert zu setzen; und
einem vierten Schritt, in dem der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert mit einem vorherbestimmten Referenzwert (112) verglichen wird und ein Verbrennungsabweichungs- Einstellelement (106) der Verbrennungskraftmaschine (1) so gesteuert wird, daß sich der Schlechtverbrennungs- Bestimmungswert an den Referenzwert annähert.

6. Verfahren nach Anspruchs 5, bei dem ein Obergrenze-Refe­ renzwert (112U) und ein Untergrenze-Referenzwert (112L) als Referenzwert (112) vorgesehen werden und in dem vier­ ten Schritt das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement (106) der Verbrennungskraftmaschine (1) so gesteuert wird, daß der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert zwischen dem Obergrenze-Referenzwert (112U) und dem Untergrenze-Refe­ renzwert (112L) liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die vorherbestimmte Schwelle entsprechend dem Betriebszustand der Verbren­ nungskraftmaschine (1) aktualisiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert durch Summierung von Ver­ schlechterungsmengen der Verbrennungen erhalten wird, in denen der normalisierte Abweichungswert jeweils um die entsprechende Verschlechterungsmenge kleiner ist als die vorherbestimmte Schwelle.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert nach jeder vorgegebenen Anzahl von Verbrennungen aktualisiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Fehlzündungsbestim­ mung-Referenzwert auf eine Schlechtverbrennungsseite des Referenzwertes (112) gesetzt ist und das Verfahren außer­ dem einen fünften Schritt umfaßt, in dem eine Fehlzündung auf der Basis einer Veränderung des Schlechtverbrennungs- Bestimmungswerts über den Fehlzündungsbestimmungs-Refe­ renzwert hinaus in Richtung der Schlechtverbrennungsseite bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5 bei einer Mehrzylinder- Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement (106) von einer Injektoreinrichtung gebildet wird, die jedem Zylinder eine Kraftstoffmenge zuführt,
• - daß der erste bis vierte Schritt bei einem Betrieb der Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt wer­ den, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis, und
• - daß in einem fünften Schritt eine Abweichung des Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnisses aus der Veränderung der Kraftstoffmenge bei einem Be­ trieb mit magerem Luft/Kraftstoffverhältnis erfaßt wird und auf der Grundlage der erfaßten Abweichung des Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnisses eine Injektorantriebszeit bei einem Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis kor­ rigiert wird.

12. System zur Steuerung des Verbrennungszustandes einer Verbrennungskraftmaschine (1), die mit einem Luft/ Kraftstoffverhältnis betrieben werden kann, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff­ verhältnis, mit
einer Abweichungserfassungseinrichtung (101) zur Erfassung eines Abweichungswertes einer Winkelbe­ schleunigung einer von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Welle (1);
einer Bestimmungseinrichtung (102) für einen norma­ lisierten Abweichungswert, die den durch die Abwei­ chungserfassungseinrichtung (101) erfaßten Abwei­ chungswert entsprechend einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (1) normalisiert, um einen normalisierten Abweichungswert zu bestimmen;
einer Schlechtverbrennungsbestimmungswert -Berech­ nungseinrichtung (104), die den normalisierten Ab­ weichungswert mit einer vorherbestimmten Schwelle vergleicht, um einen Schlechtverbrennungs-Bestim­ mungswert zu erhalten; und
einer Verbrennungszustands-Steuereinrichtung (105), die den Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert berück­ sichtigt, diesen mit einem vorherbestimmten Refe­ renzwert (112) vergleicht und ein Verbrennungsabwei­ chungs-Einstellelement (106) der Verbrennungskraftma­ schine (1) so steuert, daß sich der Schlechtverbren­ nungs-Bestimmungswert an den Referenzwert (112) annähert.

13. System nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung (113) vorgesehen ist, die den normalisierten Abweichungs­ wert mit einer vorherbestimmten Geländestraßen-Be­ stimmungsschwelle vergleicht, um ein Geländestra­ ßenfahren zu bestimmen, und
• - die Verbrennungszustands-Steuereinrichtung (105) die Magersteuerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der Verbrennungszustands-Steuereinrichtung (105) auf der Grundlage der Ergebnisse der Bestimmung durch die Geländestraßen-Bestimmungseinrichtung (113) begrenzt.

14. System nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzylinder- Verbrennungskraftmaschine ist,
• - daß das Verbrennungsabweichungs-Einstellelement (106) von einer Injektoreinrichtung gebildet wird, die jedem Zylinder eine Kraftstoffmenge zuführt,
• - die Verbrennungszustands-Steuereinrichtung (105) so ausgebildet ist, daß sie bei einem Betrieb der Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis eine Steuerung so durchführt, daß sich der Schlechtverbrennungs-Bestimmungswert an den Refe­ renzwert (112) annähert,
• - eine Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnis­ abweichungs-Erfassungseinrichtung (209) vorgesehen ist, die Abweichungen des Zwischenzylinder-Luft/ Kraftstoffverhältnisses von der Menge der Verände­ rung durch die Kraftstoffeinspritzmengen-Verände­ rungseinrichtung (210) erfaßt; und
• - eine Injektorantriebszeit-Korrektureinrichtung (211) zur Korrektur einer Injektorantriebszeit auf der Grundlage der Ergebnisse der Erfassung durch die Zwischenzylinder-Luft/Kraftstoffverhältnisab­ weichungs-Erfassungseinrichtung bei einem Betrieb mit dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis vorgesehen ist.