DE60116176T2

DE60116176T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60116176T2
Application number: DE60116176T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Toyota-shi Shibagaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: US6443120B1; US20010035151A1; EP1148226A3; JP2001304023A; DE60116176D1; EP1148226B1; EP1148226A2; JP4089127B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät und ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors.
Um die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern und gleichzeitig die Motorleistung zu erhöhen, wurden Motoren eingeführt, die gemäß den derzeitigen Betriebsbedingungen das Verbrennungsverfahren zwischen magerer Schichtverbrennung und homogener stöchiometrischer Verbrennung wechseln. Derartige Motoren führen eine Abgasrückführung (EGR) durch. Insbesondere um die ausgestoßene Menge an Stickoxid zu verringern und die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern, führt der Motor während der mageren Schichtverbrennung Abgas zu einem Ansaugtrakt zurück. Die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift 9-32651 offenbart einen Motor, der in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand eine EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung durchführt, um den Ausstoß an NOx zu verringern und die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern.
Wenn die Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Drosselöffnung und die Motordrehzahl, die gleichen sind, reduziert die EGR während homogener stöchiometrischer Verbrennung die Menge an neuer Luft, die in den Motor gesaugt wird. Insbesondere die Differenz an neuer Luft bildet die Menge an rückgeführtem Abgas, oder der EGR-Menge, ab. Die reduzierte Menge an neuer Luft verringert das Drehmoment des Motors. Deshalb wird in manchen Motoren die Drosselöffnung verglichen mit dem Fall, bei dem eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR durchgeführt wird, aufgeweitet, wenn eine homogene stöchiometrische Verbrennung mit der EGR durchgeführt wird. Folglich wird der Drehmomentverlust aufgrund der EGR ausgeglichen.
Bei einem Motor, der die Verbrennungsverfahren umschaltet, wird das Drehmoment durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge während der mageren Schichtverbrennung eingestellt. Außerdem wird das Drehmoment während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung durch Steuern der Drosselöffnung oder Steuern der Ansaugluftmenge eingestellt. Das heißt die zum Einstellen des Drehmoments verwendeten Steuerwerte variieren abhängig von den Verbrennungsbetriebsarten. Folglich wird, wenn das Drehmoment des Motors nicht richtig gesteuert wird, das Drehmoment schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet wird, wodurch das Fahrverhalten verschlechtert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät und ein Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors vorzusehen, das das Drehmoment davon abhält, sich schlagartig zu ändern, wenn die Verbrennungsbetriebsart unter konstanten Betriebsbedingungen umgeschaltet wird.
Um die vorhergehenden und andere Aufgaben zu lösen, und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, ist ein Steuergerät eines Motors, der durch Verbrennen eines Kraftstoff-Luft Gemisches in einer Verbrennungskammer ein Drehmoment erzeugt, vorgesehen. Der Motor wird in einer Verbrennungsbetriebsart betrieben, die zwischen einer homogenen stöchiometrischen Verbrennung und einer mageren Schichtverbrennung ausgewählt wird. Die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart hat eine erste homogene Betriebsart und eine zweite homogene Betriebsart. Wenn der Motor in der ersten oder zweiten homogenen Betriebsart läuft, wird eine EGR-Steuerung durchgeführt, bei der etwas Abgas in die Verbrennungskammer rückgeführt wird. Wenn der Motor in der anderen Betriebsart, d.h. in der ersten oder zweiten homogenen Betriebsart, läuft, wird keine EGR-Steuerung durchgeführt. Das Gerät hat eine Berechnungseinrichtung, eine Ansaugluftsteuereinrichtung und eine Kraftstoffsteuereinrichtung. Die Berechnungseinrichtung berechnet basierend auf dem Betriebszustand des Motors einen Drehmomentwiedergabewert. Der Drehmomentwiedergabewert gibt ein Motordrehmoment wieder, das gefordert wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird. Wenn der Motor in der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart betrieben wird, steuert die Ansaugluftsteuereinrichtung die Menge an Ansaugluft, die in die Verbrennungskammer gesaugt wird, wodurch sie das Motormoment einstellt. Wenn der Motor im ersten homogenen Betriebszustand betrieben wird, steuert die Ansaugluftsteuereinrichtung die Menge an Ansaugluft basierend auf dem Drehmomentwiedergabewert. Wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, verändert die Ansaugluftsteuereinrichtung die Drehmomentwiedergabewerte zum Ausgleichen des Motormomentunterschieds zwischen der ersten und zweiten homogenen Betriebsart, je nachdem ob die EGR-Steuerung ausgeführt wird. Die Ansaugluftsteuereinrichtung steuert die Ansaugluftmenge basierend auf dem veränderten Drehmomentwiedergabewert. Wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird, steuert die Kraftstoffsteuereinrichtung die Menge an Kraftstoff, die der Verbrennungskammer basierend auf dem Drehmomentwiedergabewert zugeführt wird, wodurch sie das Motormoment einstellt.
Die Erfindung kann auch als ein Steuerverfahren eines Motors ausgeführt werden, der durch Verbrennen eines Kraftstoff-Luft Gemisches in einer Verbrennungskammer ein Moment erzeugt. Der Motor wird in einer Verbrennungsbetriebsart betrieben, die zwischen einer homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart oder einer mageren Schichtverbrennungsbetriebsart ausgewählt wird. Die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart hat eine erste homogene und eine zweite homogene Betriebsart. Wenn der Motor in entweder der ersten oder der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, wird die EGR-Steuerung ausgeführt, bei der etwas Abgas in die Verbrennungskammer rückgeführt wird. Wenn der Motor in der anderen Betriebsart, d.h. in der zweiten oder ersten homogenen Betriebsart, betrieben wird, wird die EGR-Steuerung nicht ausgeführt. Das Verfahren hat die Schritte Berechnen eines auf dem Betriebszustand basierenden Drehmomentwiedergabewerts, wobei der Drehmomentwiedergabewert ein Motordrehmoment wiedergibt, das erforderlich ist, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, Steuern der Ansaugluftmenge, die basierend auf dem Drehmomentwiedergabewert in die Verbrennungskammer gesaugt wird, wobei das Drehmoment des Motors eingestellt wird, wenn der Motor in der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart betrieben wird, Verändern des Drehmomentwiedergabewerts, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, wobei der Unterschied des Motordrehmoments zwischen der ersten und zweiten homogenen Betriebsart ausgeglichen wird, je nachdem ob eine EGR-Steuerung ausgeführt wird, wobei die Ansaugluftmenge basierend auf dem veränderten Drehmomentwiedergabewert gesteuert wird, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, und Steuern der Kraftstoffmenge, die der Verbrennungskammer basierend auf dem Drehmomentwiedergabewert zugeführt wird, wenn der Motor in der mageren Schichtverbrennungsbetriebsart betrieben wird, wobei das Motordrehmoment eingestellt wird.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die anhand eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, bei denen:
1 eine schematische Querschnittansicht ist, die einen Motor darstellt, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung von einem Steuergerät gesteuert wird;
2 ein Blockdiagramm ist, das einen elektrischen Aufbau des Steuergeräts aus 1 zeigt;
3 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Berechnen eines Lastverhältnisses KL zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Berechnen eines gegenwärtigen Lastverhältnisses KL[0] zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Berechnen eines hypothetischen Lastverhältnisses KL[1] zeigt;
6 ein Graph ist, der Änderungen einer hypothetischen Drosselöffnung TA1, einer EGR-Solldrosselöffnung TA2 und einer Drosselöffnung bei schichtweiser Betriebsart TA3 zeigt, wenn ein Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP unter konstanter Motordrehzahl NE geändert wird;
7 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Berechnen einer endgültigen Drosselöffnung TAfin zeigt; und
8(a) bis 8(g) Ablaufdiagramme sind, die die Werte der EGR-Betriebsart FMODE1, der Drosselbetriebsart FMODE2, der Einspritzbetriebsart FMODE3, einer EGR Sollöffnung Et, einer EGR-Marke F, der endgültigen Drosselöffnung TAfin und des Verminderungsfaktors Kegr[0] zeigt, wenn die Verbrennungsbetriebsart geändert wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. Das Steuergerät wird für einen Fahrzeugmotor 11 verwendet.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Kolben 12 des Motors 11 über eine Pleuelstange 13 mit einer Kurbelwelle 14 gekoppelt. Die Vor- und Rückbewegung des Kolbens 12 wird durch die Pleuelstange 13 in eine Rotation der Kurbelwelle 14 umgewandelt. Ein Signalrotor 14a ist mit der Kurbelwelle 14 gekoppelt. Der Signalrotor 14a hat Zähne 14b. Ein Kurbelpositionssensor 14c befindet sich in der Nähe des Signalrotors 14a. Der Sensor 14c gibt Impulse aus, von denen jeder einem Zahn 14b entspricht.
Eine Verbrennungskammer 16 des Motors 11 ist mit einem Ansaugkanal 32 und einem Abgaskanal 33 verbunden. Ein Drosselventil 23 befindet sich in einem stromaufwärts gelegenen Teil des Ansaugkanals 32, um die Ansaugluftrate einzustellen. Der Öffnungsgrad des Drosselventils 23 wird von einem Drosselelektromotor 24 eingestellt, der in Übereinstimmung mit dem Gaspedalniederdrückungsgrad 25 betätigt wird. Genauer gesagt wird der Gaspedalniederdrückungsgrad 25 von einem Gaspedalpositionssensor 26 erfasst, und der Drosselelektromotor 24, der den Öffnungsgrad des Drosselventils 23 einstellt, wird basierend auf dem Gaspedalniederdrückungsgrad gesteuert. Der Öffnungsgrad des Drosselventils 23 wird über einen Drosselpositionssensor 44 erfasst. Ein Unterdrucksensor 36 befindet sich stromabwärts des Drosselventils 23 im Ansaugkanal 32. Der Unterdrucksensor 36 erfasst den Druck im Ansaugkanal 32 oder Ansaugdruck. Ein Ansauglufttemperatursensor 37 befindet sich stromaufwärts des Drosselventils 23 im Ansaugkanal 32. Der Ansauglufttemperatursensor 37 erfasst die Temperatur im Ansaugkanal 32 oder Ansauglufttemperatur.
Der Motor 11 hat eine Einspritzeinrichtung 40, die den Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 16 einspritzt, um ein Luft-Kraftstoffgemisch auszubilden. Wenn das Luft-Kraftstoffgemisch in der Verbrennungskammer 16 verbrannt wird, wird der Kolben 12 auf- und abbewegt und die Kurbelwelle 14 wird gedreht, wodurch der Motor 11 angetrieben wird. Nachdem es verbrannt worden ist, wird das Luft-Kraftstoffgemisch in den Abgaskanal 33 befördert. Ein Abgasrückführkanal (EGR-Kanal) 42 ist mit dem Abgaskanal 33 verbunden. Der EGR-Kanal 42 ist auch mit dem Ansaugkanal 32 verbunden und befördert Abgas aus dem Abgaskanal 33 in den Ansaugkanal 32. Die Durchflussrate von rückgeführtem Abgas, bzw. die EGR-Menge, wird durch ein EGR-Ventil 43, das sich im EGR-Kanal 42 befindet, reguliert. Das Ausführen der EGR verringert die Temperatur in der Verbrennungskammer 16 und unterdrückt die Bildung von Stickoxid (NOx). Folglich wird der Ausstoß von NOx verringert.
Der elektrische Aufbau des Motors 11 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Das Steuergerät hat eine Steuereinrichtung, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine elektronische Steuereinheit (ECU) 92 ist. Die ECU 92 steuert die Laufeigenschaften des Motors 11. Insbesondere steuert die ECU 92 die Verbrennungsbetriebsart, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Öffnungsgrad des Drosselventils 23 und den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 43. Die ECU 92 ist ein Logik-Kreis, der einen ROM 93, eine CPU 94, einen RAM 95 und einen Sicherungs-RAM 96 hat.
Der ROM 93 speichert verschiedene Steuerprogramme und Tabellen, die in den Programmen verwendet werden. Die CPU 94 führt basierend auf den im Rom 93 gespeicherten Programmen und Tabellen verschiedene Berechnungen aus.
Der RAM 95 speichert vorübergehend das Ergebnis aus den Berechnungen und Daten von verschiedenen Sensoren. Der Sicherungs-RAM 96 ist ein permanenter Speicher, der notwendige Daten speichert, wenn der Motor 11 gestoppt wird. Der ROM 93, die CPU 94, der RAM 95 und der Sicherungs-RAM 96 sind über einen Bus 97 miteinander verbunden. Der Bus 97 verbindet auch den ROM 93, die CPU 94, den RAM 95 und den Sicherungs-RAM 96 mit einer externen Eingabeschaltung 98 und einer externen Ausgabeschaltung 99.
Die externe Eingabeschaltung 98 ist mit dem Kurbelpositionssensor 14c, dem Pedalpositionssensor 26, dem Unterdrucksensor 36 und dem Drosselpositionssensor 44 verbunden. Die externe Ausgabeschaltung 99 ist mit dem Drosselelektromotor 24, der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 und dem EGR-Ventil 43 verbunden.
Die ECU 92 schaltet basierend auf den Laufeigenschaften des Motors 11 die Verbrennungsbetriebsart des Motors 11 zwischen homogener stöchiometrischer Verbrennung und magerer Schichtverbrennung um. Wenn z.B. die Last des Motors 11 hoch ist, führt die ECU 92 die homogene stöchiometrische Verbrennung aus, bei der ein Kraftstoffgemisch aus Luft und homogen gemischtem Kraftstoff verbrannt wird, so dass der Motor 11 eine erforderliche Leistung erbringen kann. Wenn die Last des Motors 11 gering ist, führt die ECU 92 eine magere Schichtverbrennung aus, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wesentlich magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff Verhältnis ist, um die Kraftstoffsparsamkeit des Motors 11 zu verbessern. Bei magerer Schichtverbrennung wird der Kraftstoff in der Verbrennungskammer 16 geschichtet.
Nachstehend sind die Steuerprozeduren der stöchiometrischen Verbrennung und der mageren Schichtverbrennung beschrieben.
[Homogene stöchiometrische Verbrennung]
(a) Drosselöffnungssteuerung
Bei homogener stöchiometrischer Verbrennungsbetriebsart berechnet die ECU 92 basierend auf Informationen wie dem Niederdrückungsgrad des Gaspedals ACCP, der vom Pedalpositionssensor 26 erfasst wird, einen Drosselsollöffnungsgrad bei homogener Betriebsart TA1, der für homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignet ist. Der Drosselsollöffnungsgrad bei homogener Betriebsart TA1 ist ein Drehmomentwiedergabewert, der das erforderliche Motordrehmoment wiedergibt. Die ECU 92 setzt den Drosselsollöffnungsgrad bei homogenem Betrieb TA1 als eine endgültige Drosselöffnung TAfin und steuert den Drosselelektromotor 24 basierend auf der endgültigen Drosselöffnung TAfin. Folglich wird das Öffnen des Drosselventils 23 auf einen Grad eingestellt, der für die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignet ist. Da der Gaspedalniederdrückungsgrad 25 geändert wird, wird folglich auch die Drosselöffnung geändert. Als Folge werden der Ansaugdruck des Motors 11 und die Menge der Ansaugluft, die mit dem Ansaugdruck korreliert, geändert.
(b) Kraftstoffeinspritzmengenkontrolle
Die ECU 92 berechnet basierend auf dem Wert der Motordrehzahl NE, der über Signale des Kurbelpositionssensors 14c erfasst wird, einen Kraftstoffeinspritzmengenanweisungswert und ein Lastverhältnis KL, das nachstehend erörtert ist. Die ECU 92 steuert dann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40, um die Kraftstoffmenge in die Verbrennungskammer 16 einzuspritzen, die dem Kraftstoffeinspritzmengenanweisungswert entspricht. Die ECU 92 steuert die Krafftstoffeinspritzeinrichtung 40 so, dass sie während des Ansaughubs des Motors 11 Kraftstoff einspritzt. Die Einspritzung erzeugt ein Luft-Kraftstoffgemisch, dessen Zustand stöchiometrisch oder fetter als stöchiometrisch ist. Der Einspritzanweisungswert nimmt mit zunehmendem Lastverhältnis KL zu. Folglich nimmt die von der Einspritzeinrichtung 40 eingespritzte Kraftstoffmenge mit zunehmendem Lastverhältnis KL zu, wodurch das Drehmoment des Motors 11 erhöht wird.
Das Lastverhältnis KL wird für die Berechnung der Einspritzanweisungsmenge verwendet. Das Lastverhältnis KL zeigt das Verhältnis der momentanen Last zur maximalen Motorlast. Während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung wird das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] als das Lastverhältnis KL verwendet. Das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] wird basierend auf der Motordrehzahl NE und dem gegenwärtigen Ansaugdruck PMr im Ansaugkanal 32 errechnet. Der gegenwärtige Ansaugdruck PMr wird auf Basis des Ansaugdruckes PM, der vom Unterdrucksensor erfasst wird, des gegenwärtigen Drosselöffnungsgrads TAr, der vom Drosselpositionssensor 44 ermittelt wird, der Motordrehzahl NE und anderen Werten berechnet. Der Ansaugdruck ist ein Parameter, der mit der Menge der in den Verbrennungsraum 16 gesaugten Luft korreliert.
Während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung wird die Drosselöffnung in Übereinstimmung mit dem Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP gesteuert, um den gegenwärtigen Ansaugdruck PMr zu steuern, der die gegenwärtige Ansaugluftmenge abbildet. Die Einspritzmenge von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 wird folglich geändert und das Abtriebsdrehmoment des Motors 11 strebt einem geforderten Wert an.
(c) EGR-Öffnungssteuerung
Die ECU 92 berechnet, basierend auf dem gegenwärtigen Drosselöffnungsgrad TAr und der Motordrehzahl NE, einen EGR-Sollöffnungsgrad Et und steuert das EGR-Ventil 13 basierend auf dem EGR-Sollöffnungsgrad Et. Die EGR Menge wird somit gesteuert. Während homogener stöchiometrischer Verbrennung wird die EGR-Ventilöffnung größer als null gesetzt, um eine EGR auszuführen, wenn der Motor 11 bei relativ hoher Drehzahl unter relativ hoher Last oder in einem Bereich nahe dem Bereich der mageren Schichtverbrennung läuft.
Selbst wenn sich der Motor 11 in dem vorstehend erläuterten Bereich für die EGR befindet, führt die ECU 92 keine EGR aus, wenn ein Durchführen von EGR wahrscheinlich die Verbrennungseigenschaften verschlechtert. Wenn z.B. der Motor 11 kalt ist und angelassen wird, oder unmittelbar nachdem die Verbrennungsbetriebsart von magerer Schichtverbrennung auf homogene stöchiometrische Verbrennung umgeschaltet wird, führt die ECU 92 die EGR nicht durch.
Wenn die EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung durchgeführt wird, setzt die ECU 92 eine EGR-Marke F, die zum Beurteilen dient, ob gegenwärtig Abgas in den Ansaugkanal 32 rückgeführt wird. Das heißt die ECU 92 setzt die EGR-Marke F auf eins und speichert den Wert der Marke F in einem vorbestimmten Bereich des RAM 95, wenn gegenwärtig Abgas in den Ansaugkanal 32 rückgeführt wird. Wenn die EGR angehalten und Abgas nicht rückgeführt wird, setzt die ECU 92 die Marke F auf null und speichert den Wert im vorbestimmten Bereich des RAM 95.
Wenn EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ausgeführt wird, wird die Menge an neuer Ansaugluft, die in die Verbrennungskammer 16 gesaugt wird, durch die Menge von rückgeführtem Abgas verringert, wodurch das Abtriebsdrehmoment des Motors verringert werden kann. Deswegen erhöht die ECU 92 die maximale Drosselöffnung TAfin im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine EGR nicht durchgeführt wird, wenn eine EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ausgeführt wird oder wenn die Marke F eins ist. Insbesondere erhöht die ECU 92 die endgültige Drosselöffnung TAfin um einen Öffnungseinstellungswert TAo, der nachstehend beschrieben ist. Somit gleicht die ECU 92 die Verminderung des Abtriebsdrehmoments aufgrund der EGR aus.
[magere Schichtverbrennung]
(a) Drosselöffnungssteuerung
Während der mageren Schichtverbrennung errechnet die ECU 92 basierend auf dem Lastverhältnis KL (insbesondere Lastverhältnis KLQ), das nachstehend erörtert ist, eine Solldrosselöffnung für die Schichtbetriebsart TA3. Die Solldrosselöffnung für die Schichtbetriebsart TA3 ist geeignet für die magere Schichtverbrennung. Die ECU 92 setzt die Solldrosselöffnung bei Schichtbetriebsart TA3 als die endgültige Drosselöffnung TAfin und steuert den Drosselelektromotor 24 basierend auf der endgültigen Drosselöffnung TAfin. Folglich wird die Drosselventilöffnung 23 für die magere Schichtverbrennung eingestellt.
Wenn die Laufeigenschaften des Motors 11 die gleichen sind, wird die endgültige Drosselöffnung TAfin während der mageren Schichtverbrennung breiter als bei aufgeladener homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR eingestellt. Somit verringert die Schichtverbrennung den Pumpverlust des Motors verglichen mit der homogenen stöchiometrischen Verbrennung, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.
Während der mageren Schichtverbrennung wird ein hypothetisches Lastverhältnis KL[1] berechnet. Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] entspricht dem gegenwärtigen Lastverhältnis KL[0], das unter der Annahme berechnet wird, dass eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP durchgeführt wird. Das Lastverhältnis KLQ wird basierend auf dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] berechnet. Das Lastverhältnis KLQ wird als das Lastverhältnis KL verwendet, das zum Berechnen der Solldrosselöffnung bei Schichtbetriebsart TA3 verwendet wird. Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] wird basierend auf einer hypothetischen Drosselöffnung und der Motordrehzahl NE berechnet. Die hypothetische Drosselöffnung entspricht der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1, die unter der Annahme berechnet wird, dass beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR durchgeführt wird. Das heißt während der mageren Schichtverbrennung wird die Solldrosselöffnung bei homogenem Betrieb TA1, die beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP für die Durchführung der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ohne EGR geeignet ist, als die hypothetische Drosselöffnung berechnet.
Bei einer von beiden Verbrennungsbetriebsarten wird, unabhängig davon, ob EGR durchgeführt wurde, immer die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 berechnet, die beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP für die Durchführung homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR geeignet ist. Die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1, die während der mageren Schichtverbrennung berechnet wird, wird auf die hypothetische Drosselöffnung bezogen. Nachstehend ist die hypothetische Drosselöffnung ebenso wie die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart durch TA1 dargestellt.
Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] wird folgendermaßen berechnet. Zuerst wird ein hypothetischer Ansaugdruck PMv basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1, der Motordrehzahl NE und anderer Werte berechnet. Der hypothetische Ansaugdruck PMv entspricht einem Ansaugdruck, wenn eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR bei der hypothetischen Drosselöffnung TA1 durchgeführt wird. Der hypothetische Ansaugdruck PMv wird zum Berechnen des hypothetischen Lastverhältnisses KL[1] verwendet.
(b) Kraftstoffeinspritzsteuerung
Die ECU 92 berechnet basierend auf dem Lastverhältnis KL (insbesondere das Lastverhältnis KLQ) und der Motordrehzahl NE den Kraftstoffeinspritzanweisungswert und steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 so, dass sie Kraftstoff in der Menge in die Verbrennungskammer 16 einspritzt, die dem Anweisungswert entspricht. Die ECU 92 steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 so, dass sie Kraftstoff während des Verdichtungshubes des Motors 11 einspritzt, um ein schichtweises Luft-Kraftstoff Gemisch in der Verbrennungskammer 16 zu erzeugen. Der Kraftstoffeinspritzanweisungswert erhöht sich, wenn das Lastverhältnis KL oder das hypothetische Lastverhältnis KL[1] (Lastverhältnis KLQ) zunimmt. Deshalb spritzt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 eine größere Menge an Kraftstoff ein, die das Motordrehmoment 11 erhöht, wenn sich der Kraftstoffeinspritzanweisungswert erhöht.
Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzmenge während der mageren Schichtverbrennung in Übereinstimmung mit dem Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP gesteuert. Folglich geht das Abtriebsdrehmoment des Motors 11 gegen einen geforderten Wert. Während der mageren Schichtverbrennung wird die Kraftstoffeinspritzmenge durch Verwenden des hypothetischen Lastverhältnisses KL[1] gesteuert, das basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 und dem hypothetischen Ansaugdruck PMv berechnet wird. Wie während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ohne EGR wird die Kraftstoffeinspritzmenge während der mageren Schichtverbrennung basierend auf der Drosselöffnung TA1 oder der Ansaugluftmenge eingestellt. Somit wird das Motorabtriebsdrehmoment basierend auf einem gemeinsamen Steuerungswert eingestellt, der sowohl bei magerer Schichtverbrennung als auch bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR die Drosselöffnung TA1 ist. Deshalb wird das Drehmoment nicht schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart unter gleichen Laufeigenschaften umgeschaltet wird, wodurch das Fahrverhalten davor bewahrt wird, verschlechtert zu werden.
(c) EGR-Öffnungssteuerung
Die ECU 92 berechnet basierend auf dem Lastverhältnis KL (speziell Lastverhältnis KLQ) und der Motordrehzahl NE eine EGR-Sollöffnung Et und steuert das EGR-Ventil 43 basierend auf der EGR-Sollöffnung Et. Die EGR-Menge wird dementsprechend angepasst. Die ECU 92 führt während magerer Schichtverbrennung keine EGR durch, wenn der Motor 11 relativ kalt ist. Der Verbrennungszustand wird deshalb nicht aufgrund der EGR verschlechtert.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden die Einspritzmenge, die Drosselöffnung und die EGR-Öffnung gemäß der Verbrennungsbetriebsart des Motors 11 auf verschiedene Arten gesteuert. Wenn die Verbrennungsbetriebsart des Motors 11 zwischen magerer Schichtverbrennung und homogener stöchiometrischer Verbrennung umgeschaltet wird, werden die Prozeduren zum Steuern der Einspritzmenge, der Drosselöffnung und der EGR Öffnung umgeschaltet.
Die Steuerprozeduren der Kraftstoffeinspritzmenge, der Drosselöffnung und der EGR-Öffnung werden in Übereinstimmung mit den Werten der Kraftstoffeinspritzbetriebsart FMODE3, der Drosselbetriebsart FMODE2 und der EGR-Betriebsart FMODE1 umgeschaltet. Die ECU 92 setzt den Wert der Betriebsarten FMODE1–3 beispielsweise auf null, was eine magere Schichtverbrennung bedeutet, und zwölf, was eine homogene stöchiometrische Verbrennung bedeutet.
Wenn die EGR-Betriebsart FMODE1 zwischen null und zwölf geschaltet wird, wird das Steuerverfahren für die EGR-Öffnung zwischen magerer Schichtverbrennungsbetriebsart und homogener stöchiometrischer Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet. Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 zwischen null und zwölf umgeschaltet wird, wird das Steuerverfahren für die Drosselöffnung zwischen magerer Schichtverbrennungsbetriebsart und homogener stöchiometrischer Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet. Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 zwischen null und zwölf umgeschaltet wird, wird das Steuerverfahren für die Kraftstoffeinspritzmenge zwischen magerer Schichtverbrennungsbetriebsart und homogener stöchiometrischer Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet.
Die ECU 92 schaltet die Betriebsarten FMODE1–FMODE3 an vorbestimmten Intervallen um. Dies geschieht, weil die gegenwärtige EGR-Öffnung, die gegenwärtige Drosselöffnung und die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge nach unterschiedlichen zeitlichen Verzögerungen auf die Änderungen der Betriebsarten FMODE1–FMODE3 reagieren. Das heißt, dass die zeitliche Verzögerung zwischen einem Wechsel der Betriebsart und dem gegenwärtigen Wert, von der Kraftstoffeinspritzmenge über die Ansaugluftmenge bis hin zur EGR-Menge, größer ist. Die Betriebsarten FMODE1–FMODE3 werden unter Berücksichtigung der unterschiedlichen zeitlichen Verzögerungen umgeschaltet.
Die Routine zur Berechnung des Lastverhältnisses KL, das in vielen Steuerverfahren bei der mageren Schichtverbrennung und der homogenen stöchiometrischen Verbrennung verwendet wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben. Diese Routine ist eine Unterbrechung, die von der ECU 92 bei allen Verbrennungsbetriebsarten zu vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird.
Bei Schritt S101 der Routine in 3 berechnet die ECU 92 das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0]. Bei Schritt S102 berechnet die ECU 92 das hypothetische Lastverhältnis KL[1].
Das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] repräsentiert das gegenwärtige Lastverhältnis des Motors 11. Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] wird unter der Annahme berechnet, dass beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR durchgeführt wird. Das heißt das hypothetische Lastverhältnis KL[1] entspricht dem gegenwärtigen Lastverhältnis KL[0], wenn beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR durchgeführt wird. Das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] und das hypothetische Lastverhältnis KL[1] werden, unabhängig von der derzeitigen Verbrennungsbetriebsart, immer berechnet. Deshalb entspricht das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1], wenn eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR durchgeführt wird.
Die Schritte S103–S106 der Routine in 3 werden ausgeführt, um zu bestimmen, welches von den Lastverhältnissen KL[0] oder KLQ, das basierend auf dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] berechnet wird, in verschiedenen Steuerprozeduren als das Lastverhältnis KL verwendet werden soll. Die Schritte S103–S106 werden basierend auf den Werten der Einspritzbetriebsart FMODE3 ausgeführt.
Bei dem Schritt S103 beurteilt die ECU 92, ob die Einspritzbetriebsart FMODE3 zwölf ist, was die homogene stöchiometrischen Verbrennung repräsentiert. Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 zwölf ist, geht die ECU 92 zu dem Schritt S104 weiter und setzt das Lastverhältnis KL auf das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0]. Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 nicht zwölf ist, geht die ECU 92 zu dem Schritt S105 weiter und ändert das hypothetische Lastverhältnis KL[1] in das Lastverhältnis KLQ. Bei Schritt S106 setzt die ECU 92 das Lastverhältnis KL auf das Lastverhältnis KLQ. Nach der Berechnung des Lastverhältnisses KL, entweder in Schritt S104 oder Schritt S106, stellt die ECU 92 die derzeitige Berechnung vorläufig ein.
Bei Schritt S105 wird das hypothetische Lastverhältnis KL[1] basierend auf der Motordrehzahl NE, unter Einbezug des Unterschieds bei der Verbrennungseffizienz zwischen magerer Schichtverbrennung und homogener stöchiometrischer Verbrennung, in das Lastverhältnis KLQ umgerechnet. Die Effizienz, mit der Verbrennungsenergie des Luft-Kraftstoff Gemisches in das Motorabtriebsdrehmoment umgewandelt wird, ist bei magerer Schichtverbrennung und bei homogener stöchiometrischer Verbrennung unterschiedlich. Somit werden die Steuerprozeduren aufgrund des Unterschieds in der Verbrennungseffizienz nicht passend durchgeführt, wenn das hypothetische Lastverhältnis KL[1], das unter der Annahme berechnet wird, dass eine homogene stöchiometrische Verbrennung durchgeführt wird, während der mageren Schichtverbrennung als das Lastverhältnis KL verwendet wird. Deshalb wird in Schritt S105 das hypothetische Lastverhältnis KL[1] unter Berücksichtigung des Unterschieds in der Effizienz der Verbrennung in das Lastverhältnis KLQ umgerechnet. Das in Schritt S105 berechnete Lastverhältnis KLQ wird während der mageren Schichtverbrennung bei mehreren Steuerprozeduren als das Lastverhältnis KL verwendet, was ermöglicht, dass die Prozeduren passend ausgeführt werden. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das hypothetische Lastverhältnis KL[1], basierend auf der Motordrehzahl NE, in das Lastverhältnis KLQ umgerechnet. Dies geschieht, weil sich der Unterschied in der Verbrennungseffizienz zwischen magerer Schichtverbrennung und homogener stöchiometrischer Verbrennung in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl NE ändert.
Die Berechnung des gegenwärtigen Lastverhältnisses KL[0] bei Schritt S101 des Lastverhältnisberechnungsprogramms ist nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 4 beschrieben.
Bei Schritt S201 berechnet die ECU 92 den gegenwärtigen Ansaugdruck PMr basierend auf dem Ansaugdruck PM, der gegenwärtigen Drosselöffnung TAr und der Motordrehzahl NE. Bei Schritt S202 berechnet die ECU 92 die Füllungseffizienz ηc basierend auf einem Wert PMr/PA, der durch Division des gegenwärtigen Ansaugdruckes PMr durch den Luftdruck PA berechnet wird. Der Luftdruck PA wird basierend auf dem Ansaugdruck PM berechnet, bevor der Motor 11 gestartet wird.
Bei Schritt S203 berechnet die ECU 92 den Ansaugtemperaturausgleichsfaktor Ktha basierend auf der vom Ansaugtemperatursensor 37 ermittelten Ansaugtemperatur THA. Der Ansaugtemperaturausgleichsfaktor Ktha wird, ausgehend von 1.0, gemäß der Ansaugtemperatur THA erhöht und verringert. Bei Schritt S204 berechnet die ECU 92 basierend auf dem EGR-Verhältnis den Mengenabnahmekoeffizienten Kegr[0] oder das Verhältnis von rückgeführtem Gas zu in die Verbrennungskammer 16 gesaugtem Gas.
Der Abnahmekoeffizient Kegr[0] variiert und der Maximalwert beträgt 1.0. Da das EGR-Verhältnis zunimmt, wird der Anteil an neuer Luft verringert, der in die Verbrennungskammer 16 gesaugt wird. Folglich wird das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] verringert, so dass sich die Kraftstoffeinspritzmenge verringert. Deshalb wird das Luft-Kraftstoffverhältnis während homogener stöchiometrischer Verbrennung bei einem stöchiometrischen Wert gehalten. Wenn das EGR-Verhältnis aufgrund der Durchführung von EGR stufenweise ansteigt oder wenn das EGR-Verhältnis aufgrund der Einstellung der EGR stufenweise abnimmt, ändert die ECU 92 stufenweise den Abnahmefaktor Kegr[0] in Übereinstimmung mit der Änderung des EGR-Verhältnisses.
Bei Schritt S205 berechnet die ECU 92 basierend auf dem gegenwärtigen Ansaugdruck PMr, unter Verwendung der Gleichung (1) das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0], die Füllungseffizienz ηc, den Ansaugtemperaturausgleichsfaktor Ktha und den Abnahmekoeffizienten Kegr[0]. Danach unterbricht die ECU 92 vorübergehend die Routine aus 4 und kehrt zur Routine in 3 zurück. KL[0] = ηc·Ktha·(PMr/ein Luftdruck)·Kegr[0] (1)
Die Berechnung des hypothetischen Lastverhältnisses KL[1] bei Schritt S102 von 3 ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 5 beschrieben.
Bei Schritt S301 berechnet die ECU 92, basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 und der Motordrehzahl NE, den hypothetischen Ansaugdruck PMv. Wenn die derzeitige Verbrennungsbetriebsart die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart ist, wird die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1, die die hypothetische Drosselöffnung TA1 darstellt, für die Berechnung des hypothetischen Ansaugdrucks PMv verwendet. In Schritt S302 berechnet die ECU 92 die Füllungseffizienz ηc basierend auf der Motordrehzahl und einem Wert PMv/PA, der durch Division des hypothetischen Ansaugdrucks PMv durch den Luftdruck PA berechnet wird.
Bei Schritt S303 berechnet die ECU 92, basierend auf der Ansaugtemperatur TA, den Ansaugtemperaturausgleichsfaktor Ktha. In Schritt S304 setzt die ECU 92 den Abnahmefaktor Kegr[1] auf 1.0. Mit anderen Worten ist der Abnahmefaktor Kegr[1] fest. Das liegt daran, dass das Luft-Kraftstoffgemisch bei magerem Schichtbetrieb, im Unterschied zu der homogenen stöchiometrischen Verbrennung, nicht an den stöchiometrischen Wert angepasst werden muss.
Die ECU 92 berechnet unter Verwendung der Gleichung (2) das hypothetische Lastverhältnis KL[1] basierend auf dem hypothetischen Ansaugdruck PMv, der Füllungseffizienz ηc, dem Ansaugtemperaturausgleichsfaktor Ktha und dem Abnahmefaktor Kegr[1]. Danach unterbricht die ECU 92 vorübergehend die Routine aus 5 und kehrt zum Programm in 3 zurück. KL[1] = ηc·Ktha·(PMv/ein Luftdruck)·Kegr[1] (2)
Die Einstellung des Motordrehmoments 11 bei homogener stöchiometrischer Verbrennung und bei magerer Schichtverbrennung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
In 6 stellt die Strichpunktlinie mit zwei Punkten L1 die Beziehung zwischen der hypothetischen Drosselöffnung TA1 und dem Niederdrückungsgrad des Gaspedals ACCP bei konstanter Motordrehzahl NE dar. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die hypothetische Drosselöffnung TA1 als die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 in einem Bereich zum Durchführen von homogener stöchiometrischer Verbrennung berechnet.
Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] wird basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 oder der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 berechnet. In einem Bereich der mageren Schichtverbrennung wird die Drosselöffnung bei Schichtbetriebsart TA3 basierend auf dem Lastverhältnis KLQ berechnet, das basierend auf dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] berechnet wird. Die Drosselöffnung bei Schichtbetriebsart TA3 wird durch die durchgezogene Linie L3 dargestellt. Die Solldrosselöffnung bei Schichtbetriebsart TA3 wird als die endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet und die Drosselöffnung wird basierend auf der endgültigen Drosselöffnung TAfin gesteuert. Bei der mageren Schichtverbrennung wird die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] (insbesondere Lastverhältnis KLQ) gesteuert, das basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 berechnet wird. Dementsprechend wird das Moment des Motors 11 eingestellt.
Wenn im homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbereich keine EGR ausgeführt wurde, wird die Drosselöffnung TA1 als die endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet. Wenn die EGR ausgeführt wurde, wird ein Öffnungseinstellungswert TAo, der nachstehend erläutert ist, zu der Drosselöffnung TA1 addiert. Das Resultat wird als eine EGR-Solldrosselöffnung TA2 bezeichnet und ist durch die durchgezogene Linie L2 in 6 dargestellt. Die EGR-Drosselöffnung TA2 wird als die endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet. Dann wird die Drosselöffnung basierend auf der endgültigen Drosselöffnung TAfin gesteuert, wodurch der gegenwärtige Ansaugdruck PMr (die gegenwärtige Ansaugluftmenge) geändert wird. Demzufolge wird das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] geändert, das basierend auf dem gegenwärtigen Ansaugdruck PMr berechnet wird. Demgemäß wird das Abtriebsdrehmoment des Motors 11 geändert. Deshalb wird bei homogener stöchiometrischer Verbrennung die endgültige Drosselöffnung TAfin basierend auf der Drosselöffnung TA1 bestimmt, und die bestimmte endgültige Drosselöffnung TAfin wird für die Steuerung des Motordrehmoments 11 verwendet.
Das Motordrehmoment 11 wird bei magerer Schichtverbrennung, bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR und bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR gemäß der Solldrosselöffnung TA1 oder der hypothetischen Drosselöffnung TA1 eingestellt. Mit anderen Worten wird das Motordrehmoment bei magerer Schichtverbrennung und bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR basierend auf einem gemeinsamen Steuerwert, der Drosselöffnung TA1, gesteuert. Deshalb wird das Motordrehmoment nicht plötzlich geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart bei konstanten Betriebsbedingungen umgeschaltet wird. Ferner wird das Motordrehmoment sowohl bei homogener stöchiometrischer Verbrennung, als auch bei magerer Schichtverbrennung, basierend auf einem gemeinsamen Steuerwert, der Drosselöffnung TA1, gesteuert. Deshalb wird das Motordrehmoment nicht plötzlich geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet wird.
Die Berechnung der endgültigen Drosselöffnung TAfin ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 7 beschrieben. Diese Routine ist eine Unterbrechung, die von der ECU 92 in vorbestimmten Zeitintervallen bei allen Verbrennungsbetriebsarten ausgeführt wird.
Bei Schritt S401 berechnet die ECU 92 die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 oder die hypothetische Drosselöffnung TA1 durch Verwenden der folgenden Gleichung (3). TA1 = TAbse + TAisc (3)
TAbse stellt eine Basisdrosselöffnung dar, die basierend auf dem Niederdrückungsgrad des Gaspedals ACCP berechnet wird. TAisc stellt eine ISC-Öffnung, oder den Betrag der Drosselöffnung, der für die Steuerung der Leerlaufdrehzahl verwendet wird, dar.
Bei Schritt S402 berechnet die ECU 92 die Solldrosselöffnung TA2 durch Verwenden der Gleichung (4). TA2 = TA1 + TAo (4)
Die ECU 92 addiert den Öffnungseinstellungswert TAo zur Solldrosselöffnung bei der homogenen Betriebsart TA1, um die EGR Solldrosselöffnung zu erhalten. Der Öffnungseinstellungswert TAo wird basierend auf der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 und der Motordrehzahl NE errechnet. Die EGR-Öffnung (EGR-Menge) bei homogener stöchiometrischer Verbrennung wird gemäß der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 und der Motordrehzahl NE bestimmt. Deshalb kompensiert auf der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 und dem Motordrehmoment NE basierendes Berechnen des Öffnungseinstellungswertes die Abnahme des Abtriebsdrehmoments aufgrund der EGR.
Bei Schritt S403 beurteilt die ECU 92, ob die Drosselbetriebsart FMODE2 null ist (magere Schichtverbrennung). Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 null ist, geht die ECU 92 zu Schritt S404 weiter. Bei Schritt S404 setzt die ECU 92 die Solldrosselöffnung für die magere Schichtbetriebsart TA3, die für die magere Schichtverbrennung geeignet ist, als die endgültige Drosselöffnung TAfin ein. Danach unterbricht die ECU 92 vorläufig das Programm aus 7.
Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 in Schritt S403 zwölf ist (homogene stöchiometrische Verbrennung), geht die ECU 92 zu Schritt S405 weiter. Bei Schritt S405 beurteilt die ECU 92, ob die EGR-Marke F eins ist bzw. ob eine EGR ausgeführt wird.
Wenn die EGR-Marke eins ist oder die derzeitige Verbrennungsbetriebsart die homogene stöchiometrische Verbrennung mit EGR ist, geht die ECU 92 zu Schritt S406 voran. Bei Schritt S406 setzt die ECU 92 die EGR Solldrosselöffnung TA2 als die endgültige Drosselöffnung TAfin ein. Wenn die EGR-Marke nicht eins ist oder wenn die derzeitige Verbrennungsbetriebsart die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR ist, schreitet die ECU 92 zu Schritt S407 voran. Bei Schritt S407 setzt die ECU 92 die Solldrosselöffnung in der homogenen Betriebsart TA1 als endgültige Drosselöffnung TAfin. Nach der Ausführung von einem der beiden Schritte S406 oder S407 unterbricht die ECU 92 vorläufig die Routine von 7.
Änderungen der EGR-Betriebsart FMODE1, der Drosselbetriebsart FMODE2, der Einspritzbetriebsart FMODE3, der EGR-Sollöffnung Et, der EGR-Marke F, der endgültigen Drosselöffnung TAfin und des Verminderungsfaktors Kegr[0], wenn die Verbrennungsbetriebsart in der Reihenfolge magere Schichtverbrennung, homogene stöchiometrische Verbrennung und magere Schichtverbrennung gewechselt wird, sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme von 8(a) bis 8(g) beschrieben.
[magere Schichtverbrennung zu homogener stöchiometrischer Verbrennung]
Wenn die Verbrennungsbetriebsart von magerer Schichtverbrennung zu homogener stöchiometrischer Verbrennung umgeschaltet wird, werden, wie in 8(a) bis 8(c) gezeigt ist, die EGR Betriebsart FMODE1, die Drosselbetriebsart FMODE2, die Einspritzbetriebsart FMODE3 aufeinanderfolgend von null, was die magere Schichtverbrennung darstellt, zu zwölf, was die homogene stöchiometrische Verbrennung darstellt.
Wenn die EGR-Betriebsart FMODE1 während der mageren Schichtverbrennung mit EGR von null auf zwölf geändert wird, wird die EGR-Sollöffnung Et, wie in 8(d) gezeigt, vorübergehend von einem Wert, der für die magere Schichtverbrennung geeignet ist, auf null gesetzt. Dies geschieht, weil der Verbrennungszustand des Motors 11 schlechter werden kann, wenn EGR, unmittelbar nachdem die Verbrennungsbetriebsart von magerer Schichtverbrennung in homogene stöchiometrische Verbrennung umgeschaltet wird, ausgeführt wird.
Bei magerer Schichtverbrennung oder homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR wird die EGR-Marke F auf null gesetzt, wodurch angezeigt wird, dass eine EGR nicht ausgeführt wurde, wie in 8(e) gezeigt wird.
Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 von null auf zwölf umgeschaltet wird, wird die endgültige Drosselöffnung TAfin, wie durch die durchgezogene Linie in 8(f) gezeigt ist, geändert. Insbesondere wird die endgültige Drosselöffnung TAfin von einem für die magere Schichtverbrennung geeigneten Wert in einen für die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeigneten Wert geändert.
Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 null ist, was eine magere Schichtverbrennung repräsentiert, wird die Drosselsollöffnung bei schichtweisem Betrieb TA3 als die endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet. Wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 zwölf ist, was eine homogene stöchiometrische Verbrennung repräsentiert, und die EGR Marke null ist, wird die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1, die der hypothetischen Drosselöffnung TA1 entspricht, als endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet.
Wie durch die gestrichelte Linie in 8(f) gezeigt ist, wird die hypothetische Drosselöffnung TA1 immer als Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1, die für die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignet ist, basierend auf dem Niederdrückungsgrad des Gaspedals ACCP und anderen Werten berechnet, ungeachtet der Verbrennungsbetriebsart und ungeachtet dessen, ob eine EGR ausgeführt wird.
Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 von null, was die magere Schichtverbrennung repräsentiert, auf zwölf, was die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart repräsentiert, geändert wird, wird das Lastverhältnis KL, das zum Steuern der Einspritzmenge verwendet wird, vom Lastverhältnis KLQ, das basierend auf dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] errechnet wird, in das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] geändert.
Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] wird basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 (hypothetischer Ansaugdruck PMv) und anderen Werten berechnet. Ungeachtet der derzeitigen Verbrennungsbetriebsart und ungeachtet dessen, ob EGR derzeit ausgeführt wird, wird das hypothetische Lastverhältnis KL[1] immer berechnet. Das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] bezieht sich auf den gegenwärtigen Ansaugdruck PMr, der in Übereinstimmung mit der auf der endgültigen Drosselöffnung TAfin basierenden Drosselöffnung geändert wird. Das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] wird immer auf Basis des gegenwärtigen Ansaugdruckes PMr berechnet.
Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 null ist, was die magere Schichtverbrennung repräsentiert, wird das Motordrehmoment durch Steuern der auf dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] (Lastverhältnis KLQ) basierenden Einspritzmenge eingestellt. Wenn die Einspritzbetriebsart FMODE3 zwölf ist, was homogene stöchiometrische Verbrennung repräsentiert, wird das Motordrehmoment durch Steuern der Drosselöffnung (Ansaugluftmenge) angepasst. Das heißt, wenn der gegenwärtige Ansaugdruck PMr (die gegenwärtige Ansaugluftmenge) aufgrund einer Änderung der Drosselöffnung geändert wird, wird das gegenwärtige Lastverhältnis KL[0] geändert, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge geändert wird. Dementsprechend wird das Motorabtriebsdrehmoment eingestellt.
Da das hypothetische Lastverhältnis KL[1] basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 (hypothetischer Ansaugdruck PMv) berechnet wird, wird das Motorabtriebsdrehmoment während der mageren Schichtverbrennung basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 eingestellt. Folglich wird das Motordrehmoment sowohl bei magerer Schichtverbrennung, als auch bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR auf Basis eines gemeinsamen Steuerwertes eingestellt. Der gemeinsame Steuerwert ist die Drosselöffnung (Ansaugluftmenge) bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR. Deshalb wird das Motordrehmoment, wenn die Verbrennungsbetriebsart unter konstanten Betriebsbedingungen von magerer Schichtverbrennung in homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR umgeschaltet wird, nicht schlagartig geändert, wodurch das Fahrverhalten davor bewahrt wird, schlechter zu werden.
Unmittelbar bevor und nachdem der Verbrennungszustand von magerer Schichtverbrennung in homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR umgeschaltet wird, wird das Drehmoment in Übereinstimmung mit der hypothetischen Drosselöffnung TA1 eingestellt. Deshalb wird das Drehmoment nicht schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet wird.
Nachdem FMODE1-FMODE3 auf zwölf gesetzt sind, was die homogene stöchiometrische Verbrennung repräsentiert, wird eine EGR ausgeführt, wenn der Betriebszustand des Motors 11 im EGR-Ausführungsbereich liegt und eine EGR ausgeführt werden kann. Das heißt, dass die EGR-Sollöffnung Et, wie in 8(d) gezeigt ist, von null auf einen für den derzeitigen Zustand geeigneten Wert geändert wird. Folglich wird nach einer gewissen Verzögerung Abgas zum Ansaugkanal 32 rückgeführt.
Wenn eine EGR ausgeführt wurde, wird die EGR-Marke F, wie in 8(e) gezeigt, von null auf eins gesetzt, da gerade Abgas zum Ansaugkanal 32 geschickt wird. Ferner wird der Verminderungsfaktor Kegr[0], wie in 8(g) gezeigt, allmählich zu einem Wert verändert, der kleiner als eins ist. Änderungen des Verminderungsfaktors Kegr[0] entsprechen den Änderungen der EGR-Rate.
Wenn eine EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ausgeführt wird, wird die Menge an neuer Ansaugluft, die in die Verbrennungskammer 16 gesaugt wird, durch die der EGR-Menge entsprechende Menge reduziert. Entsprechend wird das Abtriebsdrehmoment des Motors 11 verringert. Daher wird, wenn eine EGR während der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ausgeführt wird, die endgültige Drosselöffnung TAfin, wie durch die durchgezogene Linie in 8(f) gezeigt ist, weiter geöffnet als bei dem Fall, bei dem eine EGR nicht ausgeführt wird. Das heißt, dass die EGR-Drosselöffnung TA2 durch Addition des Öffnungseinstellungswertes TAo mit der Drosselöffnung TA1 berechnet wird, und die EGR-Drosselöffnung TA2 als endgültige Drosselöffnung TAfin verwendet wird. Das Motordrehmoment wird in Übereinstimmung mit der größeren endgültigen Drosselöffnung TAfin, die die Menge an neuer, in die Verbrennungskammer gesaugte, Luft erhöht, eingestellt.
Auf diese Weise wird die aufgrund der EGR stattfindende Reduktion des Abtriebsdrehmoments ausgeglichen.
[Homogene stöchiometrische Verbrennung zu magerer Schichtverbrennung]
Wenn die Verbrennungsbetriebsart von homogener stöchiometrischer Verbrennung zu magerer Schichtverbrennung umgeschaltet wird, werden, wie in 8(a) bis 8(c) gezeigt ist, die EGR-Betriebsart FMODE1, die Drosselbetriebsart FMODE2, die Einspritzbetriebsart FMODE3 der Reihe nach von zwölf, was eine homogene stöchiometrische Verbrennung repräsentiert, auf null, was eine magere Schichtverbrennung repräsentiert, geändert.
Wenn die EGR-Betriebsart FMODE1 geändert wird, während sie bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennung mit EGR ausgeführt wird, wird, wie in 8(d) gezeigt ist, die EGR Sollöffnung von einem Wert, der für die homogene stöchiometrische Verbrennung geeignet ist, in einen Wert geändert, der für die magere Schichtverbrennung geeignet ist. Wie in 8(e) gezeigt ist, wird außerdem die EGR-Marke F von eins auf null geändert. Entsprechend wird der Verminderungsfaktor Kegr[0], wie in 8(g) gezeigt ist, allmählich auf 1.0 erhöht.
Wenn die EGR-Marke F auf null geändert wird, wird die endgültige Drosselöffnung TAfin gemäß der Drosselbetriebsart FMODE2 geändert. Besonders die endgültige Drosselöffnung TAfin wird entweder in einen Wert geändert, der für eine homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignet ist, oder in einen Wert geändert, der für eine magere Schichtverbrennung geeignet ist. Wenn FMODE2 null ist (magere Schichtverbrennung), wird, wenn die EGR-Marke F in null geändert wird, die endgültige Drosselöffnung TAfin in die Solldrosselöffnung bei magerem Schichtbetrieb TA3 geändert.
Falls FMODE2 zwölf ist (homogene stöchiometrische Verbrennung), wird, wenn die EGR-Marke F in null geändert wird, die endgültige Drosselöffnung TAfin auf die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 geändert, die für die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignet ist. Demzufolge wird die endgültige Drosselöffnung TAfin, wie durch die durchgezogene Linie in 8(f) gezeigt ist, in die Drosselöffnung TA1 geändert. Danach wird, wenn die Drosselbetriebsart FMODE2 von zwölf (homogene stöchiometrische Verbrennung) auf null (magere Schichtverbrennung) geändert wird, die endgültige Drosselöffnung TAfin von der Solldrosselöffung bei homogener Betriebsart TA1 in die Solldrosselöffnung bei schichtweiser Betriebsart TA3 geändert, wie durch die durchgezogene Linie in 8(f) gezeigt ist.
Unmittelbar bevor und nachdem die Verbrennungsbetriebsart von homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR in magere Schichtverbrennung umgeschaltet wird, wird die Drosselöffnung TA2, wie in 8(f) gezeigt ist, von der Drosselöffnung TA1 aus um den Öffnungseinstellungswert TAo weiter geöffnet. Dementsprechend wird das Motordrehmoment eingestellt. Das heißt, dass bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR das Moment gemäß der Solldrosselöffnung bei homogenem Betrieb TA1 eingestellt wird. Wenn, wie in 8(f) gezeigt ist, der Verbrennungszustand von homogener stöchiometrischer Verbrennung auf magere Schichtverbrennung umgeschaltet wird, kann die endgültige Drosselöffnung TAfin gleich der Drosselöffnung TA1 sein.
In diesem Fall wird das Motordrehmoment gemäß der Solldrosselöffnung bei homogenem Betrieb TA1 eingestellt.
Nachdem die Verbrennungsbetriebsart in magere Schichtverbrennung umgeschaltet wurde, wird die Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit dem hypothetischen Lastverhältnis KL[1] (Lastverhältnis KLQ) gesteuert, um das Motordrehmoment einzustellen. Da das hypothetische Lastverhältnis KL[1] basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1 berechnet wird, wird das hypothetische Lastverhältnis KL[1] gemäß der hypothetischen Drosselöffnung TA1 geändert. Deshalb wird, bei magerer Schichtverbrennung, das Motordrehmoment unter Bezugnahme auf die hypothetische Drosselöffnung TA1 eingestellt.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat folgende Vorteile.

(1) Bei homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR wird das Abtriebsdrehmoment des Motors 11, das der Momentenwiedergabewert ist, der das geforderte Motordrehmoment widerspiegelt, durch die auf der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 basierende Drosselöffnung eingestellt. Bei magerer Schichtverbrennung wird das Abtriebsdrehmoment des Motors 11 durch das Steuern des hypothetischen Lastverhältnisses KL[1] (Lastverhältnis KLQ) eingestellt. Das hypothetische Lastverhältnis KL[1] (Lastverhältnis KLQ) wird basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung TA1, die der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart entspricht, berechnet. Auf diese Weise wird das Moment gemäß einem gemeinsamen Steuerwert (der Momentabbildungswert), der die Drosselöffnung TA1 ist, bei beiden Verbrennungsbetriebsarten eingestellt, wodurch ein schlagartiges Ändern des Motordrehmoments verhindert wird, wenn die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet wird.
(2) Bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR wird eine Verminderung des Motordrehmoments, aufgrund EGR, durch Addition eines Öffnungseinstellungswertes TAo zur Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 ausgeglichen. Bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR wird das Moment unter Bezugnahme auf die Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 eingestellt. Das Motordrehmoment wird sowohl bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR als auch bei magerer Schichtverbrennung basierend auf einem gemeinsamen Steuerwert, der Drosselöffnung TA1, eingestellt. Deshalb variiert das Motordrehmoment unter konstanten Betriebsbedingungen des Motors nicht zwischen homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR und magerer Schichtverbrennung. Demnach wird das Motordrehmoment nicht schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart von homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR in magere Schichtverbrennung umgeschaltet wird. Deshalb wird das Fahrverhalten nicht verschlechtert.

Den Fachleuten sollte offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Ausgestaltungen ausgeführt werden kann, ohne vom Kern oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte es sich von selbst verstehen, dass die Erfindung in den folgenden Ausgestaltungen ausgeführt werden kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die für die homogene stöchiometrische Verbrennung ohne EGR geeignete Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1 immer als hypothetische Drosselöffnung TA1 berechnet, ungeachtet der Verbrennungsbetriebsart und ungeachtet dessen, ob eine EGR ausgeführt wurde. Dennoch kann das Moment z.B. basierend auf der EGR-Solldrosselöffnung TA2 eingestellt werden.
In diesem Fall wird die EGR-Solldrosselöffnung TA2 basierend auf dem Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP und anderen Werten unter Bezugnahme auf eine Tabelle berechnet. Insbesondere wird die EGR-Solldrosselöffnung TA2 unter der Annahme als Drosselöffnung berechnet, dass beim derzeitigen Gaspedalniederdrückungsgrad ACCP eine homogene stöchiometrische Verbrennung mit EGR ausgeführt wird. Die berechnete EGR-Solldrosselöffnung TA2 entspricht der Ansaugluftmenge während homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR.
Während der mageren Schichtverbrennung wird die EGR-Solldrosselöffnung TA2 als hypothetische Drosselöffnung TA2 verwendet. Basierend auf der EGR-Solldrosselöffnung TA2 und anderen Werten wird ein hypothetisches Lastverhältnis (eine hypothetische Ansaugluftmenge) berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird basierend auf dem hypothetischen Lastverhältnis gesteuert, um das Moment des Motors 11 einzustellen. Während homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR wird das Moment des Motors 11 durch das Steuern der Drosselöffnung, basierend auf der EGR-Solldrosselöffnung TA2, eingestellt. Also wird das Moment sowohl bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR als auch bei magerer Schichtverbrennung, basierend auf einem gemeinsamen Wert, der EGR-Solldrosselöffnung TA2, eingestellt. Deshalb wird das Moment, wie beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 8(g), nicht schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart unter gleichen Betriebsbedingungen umgeschaltet wird. Daher wird verhindert, dass das Moment plötzlich geändert wird.
Während homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR wird die Menge an neuer Luft, die in die Verbrennungskammer 16 gesaugt wird, um die EGR-Menge erhöht, was das Motordrehmoment schlagartig erhöhen kann. Deshalb berechnet die ECU 92, durch das Abziehen eines Schließeinstellungswertes TAc von der EGR-Solldrosselöffnung TA2, die für die homogene Betriebsart geeignete Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1. Um das Motordrehmoment während homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR einzustellen, steuert die ECU 92 die Drosselöffnung dann basierend auf der Solldrosselöffnung bei homogener Betriebsart TA1. Der Schließeinstellungswert TAc wird zum Beispiel basierend auf der EGR-Solldrosselöffnung TA2 und der Motordrehzahl NE berechnet.
Deshalb wird das Motordrehmoment sowohl bei stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR als auch bei homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR, basierend auf einem gemeinsamen Wert, der EGR Solldrosselöffnung TA2, eingestellt. Demzufolge wird das Moment nicht schlagartig geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart bei konstanter Betriebsbedingung des Motors 11 zwischen homogener stöchiometrischer Verbrennung ohne EGR und homogener stöchiometrischer Verbrennung mit EGR umgeschaltet wird.
Deshalb sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen, und die Erfindung ist nicht auf die hierin vorgegebenen Details zu beschränken, sondern kann im Rahmen der beigefügten Ansprüche verändert werden.

Claims

Steuergerät eines Motors der ein Drehmoment durch Verbrennung eines Luft-Kraftstoffgemisches in einer Verbrennungskammer (16) erzeugt, wobei der Motor in einer zwischen der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart und der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung ausgewählten Verbrennungsbetriebsart betrieben wird, wobei die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart eine erste und eine zweite homogene Betriebsart umfasst, wobei die EGR Steuerung, bei der etwas Abgas zu der Verbrennungskammer (16) rückgeführt wird, ausgeführt wird, wenn der Motor in einer Betriebsart aus der ersten und zweiten Betriebsart betrieben wird, wobei die EGR Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn der Motor in anderen Betriebsarten als der ersten und zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, mit: einer Ansaugluftsteuereinrichtung (92) zum Steuern der Menge einer in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluft; und einer Kraftstoffsteuereinrichtung (92) zum Steuern der Menge eines in die Verbrennungskammer (16) zugeführten Kraftstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät weiter eine Berechnungseinrichtung (92) zum Berechnen eines auf dem Betriebszustand des Motors basierenden Drehmomentenwiedergabewerts (TA1) aufweist, wobei der Drehmomentenwiedergabewert (TA1) ein erforderliches Motordrehmoment wiedergibt, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird; wobei die Ansaugluftsteuereinrichtung (92) das Motordrehmoment durch auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierendes Steuern der Ansaugluftmenge einstellt, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird; wobei die Ansaugluftsteuereinrichtung (92) das Motordrehmoment durch Abändern des Drehmomentenwiedergabewerts (TA1) zum Ausgleichen des Unterschieds des Motordrehmoments zwischen der ersten und zweiten homogenen Betriebsart, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, falls eine EGR Steuerung ausgeführt wird, und durch auf dem veränderten Drehmomentenwiedergabewert (TA2) basierendes Steuern der Ansaugluftmenge einstellt; wobei die Kraftstoffsteuereinrichtung (92) das Motordrehmoment durch auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierendes Steuern der Kraftstoffmenge einstellt, wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der Motor ein Drosselventil (23) und eine Einspritzeinrichtung (40) hat, wobei die Ansaugluftsteuereinrichtung (92) das Drosselventil (23) steuert, wodurch sie die Menge der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluft einstellt, und die Kraftstoffsteuereinrichtung (92) die Einspritzeinrichtung (40) steuert, wodurch sie Kraftstoff in die Verbrennungskammer (16) spritzt.
Gerät gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinrichtung (92) eine für die erste homogene Betriebsart als Drehmomentenwiedergabewert (TA1) geeignete Sollöffnung des Drosselventils (23) berechnet,
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (92) einen auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierenden hypothetischen Parameter berechnet, wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird, wobei der hypothetische Parameter unter der Annahme, dass der Motor in der derzeitigen Betriebsart in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, mit der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Menge an Ansaugluft korreliert, und wobei die Kraftstoffsteuereinrichtung (92) die Menge des in die Verbrennungskammer (16) zugeführten Kraftstoffs basierend auf dem hypothetischen Parameter steuert.
Gerät gemäß Anspruch 4, wobei der Motor ein Drosselventil (23) hat, die Ansaugluftsteuereinheit (92) das Drosselventil (23) steuert, wodurch es die in die Verbrennungskammer (16) gesaugte Ansaugluftmenge einstellt, die Berechnungseinrichtung (92) eine für die homogene Betriebsart geeignete Sollöffnung des Drosselventils (23) als Drehmomentenwiedergabewert (TA1) berechnet, die Berechnungseinrichtung (92) eine Sollöffnung unter der Annahme berechnet, dass der Motor im derzeitigen Betriebszustand in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird, und die berechnete Sollöffnung als hypothetische Drosselöffnung festlegt, und die Berechnungseinrichtung (92) den hypothetischen Parameter basierend auf der hypothetischen Drosselöffnung berechnet.
Gerät gemäß den Ansprüchen 4 oder 5, wobei der Parameter den Druck der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluft aufweist.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die EGR Steuerung ausgeführt wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, und die EGR Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei keine EGR Steuerung ausgeführt wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, und die EGR Steuerung ausgeführt wird, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird.
Verfahren zum Steuern eines Motors, der ein Drehmoment durch das Verbrennen eines Kraftstoff-Luft Gemisches in einer Verbrennungskammer (16) erzeugt, wobei der Motor in einer zwischen der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart und der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung ausgewählten Verbrennungsbetriebsart betrieben wird, wobei die homogene stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart eine erste und eine zweite homogene Betriebsart hat, wobei die EGR Steuerung, bei der etwas Abgas in die Verbrennungskammer (16) rückgeführt wird, ausgeführt wird, wenn der Motor in einer der ersten oder zweiten Betriebsarten betrieben wird, wobei die EGR Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn der Motor in anderen Betriebsarten als der ersten und zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, mit den folgenden Schritten: Steuern der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluftmenge; und Steuern der in die Verbrennungskammer (16) zugeführten Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch, Berechnen eines auf dem Betriebszustand des Motors basierenden Drehmomentenwiedergabewerts (TA1), der ein Motordrehmoment wiedergibt, das gefordert wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird; Einstellen des Motordrehmoments durch das Steuern der auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierenden Ansaugluftmenge, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird; Einstellen des Motordrehmoments durch das Abändern des Drehmomentenwiedergabewerts (TA1), wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird, wodurch der Unterschied im Motordrehmoment zwischen der ersten und zweiten homogenen Betriebsart, falls eine EGR Steuerung ausgeführt wird, ausgeglichen wird, und durch Steuern der auf dem veränderten Drehmomentenwiedergabewert (TA2) basierenden Ansaugluftmenge; und Einstellen des Motordrehmoments durch Steuern der auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierenden Kraftstoffmenge, wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die in die Verbrennungskammer (16) gesaugte Ansaugluftmenge durch ein Drosselventil (23) eingestellt wird und der Drehmomentenwiedergabewert (TA1) eine für die erste homogene Betriebsart geeignete Sollöffnung für das Ventil (23) ist.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 oder 10 weiter folgende Schritte aufweisend: Berechnen eines auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) basierenden hypothetischen Parameters, wenn der Motor in der Betriebsart der mageren Schichtverbrennung betrieben wird, wobei der hypothetische Parameter mit der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluftmenge unter der Annahme, dass der Motor im derzeitigen Betriebszustand in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, korreliert, und Steuern der Kraftstoffmenge, die basierend auf dem Drehmomentenwiedergabewert (TA1) zur Verbrennungskammer (16) zugeführt wird, das das Steuern der Kraftstoffmenge der basierend auf dem hypothetischen Parameter der Verbrennungskammer (16) zugeführt wird, hat.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Parameter den Druck der in die Verbrennungskammer (16) gesaugten Ansaugluft aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die EGR Steuerung ausgeführt wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, und die EGR Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die EGR Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn der Motor in der ersten homogenen Betriebsart betrieben wird, und die EGR Steuerung ausgeführt wird, wenn der Motor in der zweiten homogenen Betriebsart betrieben wird.