DE60129784T2 - Vorrichtung zum Steuern des Luftüberschussfaktors einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum Steuern des Luftüberschussfaktors einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Luftüberschussfaktor eines Verbrennungsmotors.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In dem von dem japanischen Patentamt im Jahr 1999 veröffentlichten Dokument Tokkai Hei 11-294145 wird ein Katalysator offenbart, der Stickstoffoxide (NOx) sammelt, die von einem Dieselmotor eines Fahrzeuges erzeugt werden, wenn dieser mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, mit anderen Worten, mit einem großen Luftüberschussfaktor betrieben wird. Der Katalysator wird in dem Abgaskanal des Motors bereitgestellt, und das NOx, das von dem Katalysator gesammelt wird, wird von Zeit zu Zeit durch einen Betrieb des Motors mit einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis eliminiert.
  • Wird der Motor mit einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben, werden Kohlenwasserstoffe (HC) erzeugt. Das in dem Katalysator gesammelte NOx wird durch diese Kohlenwasserstoffe reduziert und als unschädlicher Stickstoff (N2) in die Atmosphäre entlassen. Durch dieses Eliminieren von NOx wird der Katalysator regeneriert und in einen Zustand zurückversetzt, in dem seine Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qas0 weiterhin NOx sammeln kann. Ein vorübergehendes Anreichern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf diese Weise, mit anderen Worten, ein vorübergehendes Verringern des Luftüberschussfaktors unter Eins wird eine „fette Spitze" genannt. Eine solche fette Spitze wird durch Verringern der Einlassluftmenge des Motors und gleichzeitiges Erhöhen der eingespritzten Kraftstoffmenge erzeugt.
  • Das Patent EP 0882879 offenbart einen Motor, der eine Motorsteuereinheit zum Erzeugen des Steuerbefehls für die Einlassluft sowie des Steuerbefehls für den Kraftstoff umfasst. Die Motorsteuereinheit steuert einen Wechsel zwischen einer geschichteten und einer homogenen Verbrennung der Zylinderladung. Die Motorsteuereinheit verzögert das Soll-Äquivalenzverhältnis. Schließlich bestimmt die Motorsteuereinheit den Steuerbefehl für den Kraftstoff als Reaktion auf das verzögerte Soll-Äquivalenzverhältnis.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wird eine fette Spitze erzeugt, erhöht sich die eingespritzte Kraftstoffmenge sofort, die Einlassluftmenge jedoch verringert sich aufgrund einer von dem Volumen des Luftansaugsystems abhängigen Reaktionsverzögerung nicht sofort. Folglich kann während einer fetten Spitze das Ausgangsdrehmoment des Motors vorübergehend plötzlich ansteigen. Darüber hinaus können in einem Motor, in dem der Luftüberschussfaktor basierend auf einem Soll-Luftüberschussfaktor gesteuert wird, nicht nur bei einer beim Regenerieren des NOx-Katalysators auftretenden fetten Spitze, sondern auch in anderen Fällen durch eine Verzögerung zwischen dem Ansprechen der Steuereinrichtungen der eingespritzten Kraftstoffmenge beziehungsweise der Einlassluftmenge leicht Schwankungen des Ausgangsdrehmomentes des Motors auftreten, wenn der Soll-Luftüberschussfaktor geändert wird. Es ist jedoch nicht wünschenswert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors unabhängig von dem Betrieb durch den Fahrer des Fahrzeuges schwankt.
  • Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine durch eine Veränderung des Soll-Luftüberschussfaktors verursachte Schwankung des Drehmoments zu unterdrücken.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, den Luftüberschussfaktor in einer kurzen Zeit an den Soll-Luftüberschussfaktor anzunähern und das Motor-Ausgangsdrehmoment zu unterdrücken, wenn sich der Soll-Luftüberschussfaktor geändert hat.
  • Zum Erfüllen der oben genannten Aufgaben stellt diese Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors eines Luft/Kraftstoff-Gemischs bereit, das einem Motor zugeführt wird. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, der einen Betriebszustand des Motors erfasst, einen Kraftstoff-Zuführmechanismus, der dem Motor Kraftstoff zuführt, einen Sensor, der eine reale Frischluft-Einlassmenge des Motors erfasst; sowie eine programmierbare Steuereinheit. Die programmierbare Steuereinheit ist so programmiert, dass sie einen Grund-Soll-Luftüberschussfaktor auf Basis des Betriebszustandes einstellt, eine Soll-Frischluft-Einlassmenge auf Basis des Betriebszustandes einstellt, einen Soll-Luftüberschussfaktor durch Korrigieren des Grund-Soll- Luftüberschussfaktors auf Basis der Soll-Frischluft-Einlassmenge und der realen Frischluft-Einlassmenge berechnet, eine Soll-Kraftstoff-Zuführmenge auf Basis des Soll-Luftüberschussfaktors berechnet und eine Kraftstoff-Zuführmenge des Kraftstoff-Zuführmechanismus so steuert, dass diese gleich der Soll-Kraftstoffzuführmenge ist.
  • Diese Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Steuern eines Luftüberschussfaktors eines Luft/Kraftstoff-Gemischs, das einem Motor zugeführt wird, unter Verwendung eines Kraftstoff-Zuführmechanismus, der dem Motor Kraftstoff zuführt. Das Verfahren umfasst das Erfassen eines Betriebszustandes des Motors, das Erfassen einer realen Frischluft-Einlassmenge des Motors, das Einstellen eines Grund-Soll-Luftüberschussfaktors auf Basis des Betriebszustandes, das Einstellen einer Soll-Frischluft-Einlassmenge auf Basis des Betriebszustandes, das Berechnen eines Soll-Luftüberschussfaktors durch Korrigieren des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors auf Basis der Soll-Frischluft-Einlassmenge und der realen Frischluft-Einlassmenge, das Berechnen einer Soll-Kraftstoff-Zuführmenge auf Basis des Soll-Luftüberschussfaktors und das Steuern einer Kraftstoff-Zuführmenge des Kraftstoff-Zuführmechanismus, so dass diese gleich der Soll-Kraftstoffzuführmenge ist.
  • Die Einzelheiten sowie andere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden in dem folgenden Teil der Spezifizierung dargelegt und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Luftüberschussfaktor-Steuervorrichtung gemäß dieser Erfindung.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Berechnungsroutine für einen Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA, die von einer Steuereinheit gemäß dieser Erfindung durchgeführt wird.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Berechnungsroutine für ein Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 4 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines rechnerischen Öffnungsbereichs eines Einlasskanals Aapo zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 5 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines dem Lastanteil entsprechenden Wertes Qh0 zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 6 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Soll-Motor-Ausgangsdrehmomentes tTe zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen fetter Spitzen, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen eines Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 9 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines abgebildeten Wertes tLAMBDAb eines Grund-Soll-Luftüberschussfaktors zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 10 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Wassertemperatur-Korrekturkoeffizienten HOS_tLAMBDA0 zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen eines Soll-Abgas-Rückführverhältnisses tEGR, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 12 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Grund-Soll-Abgas-Rückführungsfaktors tEGRb zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 13 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Wassertemperatur-Korrekturkoeffizienten Kegr_tw zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 14 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 15 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte einer Grund-Soll-Einlassluftmenge tQacb zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 16 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Luftüberschussfaktor-Drehmomentkorrekturkoeffizienten kQaclm zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 17 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qas0, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 18 ist ein Diagramm, das einen Kennwert einer Umrechnungskarte einer Ausgabe eines Luftmassenmessers Us in eine Strömungsmenge Qas0_d zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 19 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer korrigierten Frischluft-Einlassmenge Qacn, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 20 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer realen Frischluft-Einlassmenge rQac, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 21 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer realen Abgas-Rückführmenge rQec, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 22 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen eines realen Abgas-Rückführfaktors rEGR, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 23 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen eines Soll-Äquivalenzverhältnisses tFBYA, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 24 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen einer Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 25 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen eines Zeitkonstantenreziprokwertes Kkin, die von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 26 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Füllungsgrad-Äquivalenz-Grundwertes Kinb zeigt, die in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 27 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA, die gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 28 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen des realen Luftüberschussfaktors rLAMBDA, die gemäß der zweiten, bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung von der Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 29 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA, die gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 30 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda zeigt, die gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 31 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda zeigt, die gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung in einer Steuereinheit gespeichert ist.
  • 32 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda zeigt, die gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung in einer Steuereinheit gespeichert ist.
  • 33 ist ein Diagramm, das einen Kennwert eines Bandpassfilters zeigt, der gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung in einer Steuereinheit gespeichert ist.
  • 34 ist ein Diagramm, das einen Kennwert eines Bandpassfilters zeigt, der gemäß einer siebenten Ausführungsform dieser Erfindung in einer Steuereinheit gespeichert ist.
  • 35 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda, die gemäß einer achten Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 36 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Korrekturgewinnkoeffizienten kplamb zeigt, die gemäß der achten Ausführungsform dieser Erfindung in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 37 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Unterroutine zum Berechnen eines Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA, die gemäß einer neunten Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 38 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Unterroutine zum Berechnen des realen Luftüberschussfaktors rLAMBDA, die gemäß einer zehnten Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 39 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Verzögerungs-Korrekturkoeffizienten HOS_Ne zeigt, die gemäß der zehnten Ausführungsform dieser Erfindung in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 40 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Verzögerungs-Korrekturkoeffizienten HOS_LAMBDA zeigt, die gemäß der zehnten Ausführungsform dieser Erfindung in der Steuereinheit gespeichert ist.
  • 41 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, die gemäß einer elften Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 42 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Berechnen des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses tEGR, die gemäß einer zwölften Ausführungsform dieser Erfindung von einer Steuereinheit durchgeführt wird.
  • 43 ist ein Diagramm, das Kennwerte einer Karte eines Äquivalenzverhältnisses tNOx, das einer Soll-NOx-Konzentration entspricht, zeigt, die gemäß einer zwölften Aus führungsform dieser Erfindung in einer Steuereinheit gespeichert ist.
  • Die 44A bis 44D sind Zeitablaufdiagramme, die die Schwankungen des Soll-Luftüberschussfaktors, der Frischluft-Einlassmenge, des Motor-Ausgangsdrehmomentes sowie der Kraftstoffeinspritzmenge unter einer Luftüberschussverhältnis-Steuereinrichtung entsprechend dem Stand der Technik zeigen.
  • 45 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Schwankungen des Soll-Luftüberschussfaktors, der Frischluft-Einlassmenge, des Motor-Ausgangsdrehmomentes sowie der Kraftstoffeinspritzmenge unter der Luftüberschussverhältnis-Steuereinrichtung gemäß dieser Erfindung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 der Zeichnungen wird ein Mehrzylinder-Direkteinspritzungs-Dieselmotor 30 für ein Fahrzeug gezeigt, der einen Einlasskanal 3 und einen Abgaskanal 32 umfasst.
  • In dem Einlasskanal 3 ist ein Luftfilter 2 bereitgestellt, der Staub aus der Einlassluft entfernt, ein Kompressor 1A eines Turboladers 1, der die Einlassluft auflädt (komprimiert), ein Ladeluftkühler 4, der die komprimierte Einlassluft kühlt, und eine elektronische Drosselklappe 13. Der Einlasskanal 3 ist mit den Zylindern des Dieselmotors 30 über einen Sammler 5A und einen Luftansaugkrümmer 5 verbunden. Ein Verwirbelungssteuerungsventil 14 zum Verwirbeln der Einlassluft in jedem Zylinder wird in dem Luftansaugkrümmer 5 bereitgestellt.
  • Ein Abgasrückführungs- (AGR) Kanal 12, der einen Teil des Abgases in dem Abgaskanal 32 zurückführt, ist mit dem Sammler 5A verbunden. Zum Steuern der Strömungsmenge des zurückgeführten Abgases (Abgasrückführmenge) wird in dem AGR-Kanal 12 ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 11 bereitgestellt.
  • In jedem der Zylinder 30A des Dieselmotors 30 wird ein Kraftstoffeinspritzventil 9 bereitgestellt, das Kraftstoff in Übereinstimmung mit der Einlassluft einspritzt. Diese Kraftstoffeinspritzventile 9 sind über eine gemeinsame Kraftstoff-Hochdruckleitung (Common Rail) 7 mit einer gemeinsamen Kraftstoffversorgungspumpe 6 verbunden.
  • Das Abgas von dem Dieselmotor 30 wird durch einen Abgaskrümmer 10 in den Abgaskanal 32 ausgeblasen. In dem Abgaskanal 32 werden eine Abgasturbine 1B des Turboladers 1 und ein NOx-Fallen-Katalysator 15 bereitgestellt. Diese Abgasturbine 1B umfasst ein so genanntes System mit variabler Geometrie, das über ein Betätigungsglied 1C betätigt wird. Der AGR-Kanal 12 ist stromaufwärts von der Abgasturbine 1B mit dem Abgassystem 32 verbunden.
  • Die elektronische Drosselklappe 13, das AGR-Ventil 11, das Betätigungsglied 1C sowie das Verwirbelungssteuerungsventil 14 werden über Signale gesteuert, die von einer programmierbaren Steuereinheit 20 bereitgestellt werden. Die elektronische Drosselklappe 13 ist eine Drosselklappe, die nur im Leerlaufbetrieb oder unter Niedriglastbedingungen genutzt wird und während des normalen Motorbetriebs vollständig geöffnet ist. Diese elektronische Drosselklappe 13 wird unabhängig von der Betätigung des Gaspedals (in der Figur nicht dargestellt) gesteuert.
  • Die Steuereinheit 20 umfasst einen Mikrocomputer oder eine Vielzahl von Mikrocomputern, die jeweils einen Prozessor (central processing unit – CPU), einen Nur-Lese-Speicher (read only memory – ROM), einen Direktzugriffsspeicher (random access memory – RAM) sowie eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (E/A-Schnittstelle) umfassen.
  • Bei dem oben beschriebenen Steuerprozess werden der Steuereinheit 20 die Ausgangssignale eines Luftmassenmessers 16, der die Frischluft-Einlassmenge erfasst, eines Wassertemperatursensors 17, der die Temperatur Tw des Kühlwassers des Dieselmotors 30 erfasst, eines Kurbelwellenwinkel-Sensors 18, der ein Ref-Signal ausgibt, das einen bestimmten Kurbelwellenwinkel des Motors 30 darstellt, sowie eines Gaspedal-Positionssensors 19 übermittelt, der einen Eindrückgrad eines Gaspedals (ebenfalls nicht dargestellt) darstellt, der für ein Fahrzeug bereitgestellt wurde. Da das Intervall des Ref-Signals proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit Ne des Motors 30 ist, ist es möglich, ausgehend von dem Ref-Signal die Motordrehzahl Ne zu erfassen.
  • Ist die NOx-Einfangkapazität des NOx-Fallen-Katalysators 15 gesättigt, führt die Steuereinheit 20 eine Steuerung zum Erzeugen einer fetten Spitze durch, um den NOx-Fallen-Katalysator 15 zu regenerieren. Der Soll-Luftüberschussfaktor wird durch eine derartige fette Spitze schrittweise verringert, die Frischluft-Einlassmenge reagiert jedoch hinsicht lich der Schwankungen des Soll-Luftüberschussfaktors mit einer gewissen Verzögerung. Somit korrigiert die Steuereinheit 20 den Soll-Luftüberschussfaktor gemäß der Ansprechverzögerung der Frischluft-Einlassmenge.
  • Da die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 9 auf Basis des Luftüberschussfaktors bestimmt wird, wird eine Schwankung des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 30 durch Verringern des Soll-Luftüberschussfaktors verhindert. Die Steuereinheit 20 steuert darüber hinaus das AGR-Ventil 11 und die Drosselklappe 13.
  • Die Steuereinheit 20 führt die in den 2, 10, 14, 17, 20, 21, 24, 25, 27, 29, 30, 31 und 32 gezeigten Routinen zum Steuern der Frischluft-Einlassmenge sowie der Kraftstoffeinspritzmenge durch. Jede dieser Routinen wird wiederholt in Intervallen von zehn Millisekunden ausgeführt, während der Dieselmotor 30 läuft. Diese Routinen werden nicht nur in dieser Ausführungsform angewendet, sondern sie werden auch in anderen Ausführungsformen angewendet, die zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben werden, sofern nicht anders angegeben. Alle Karten, die in der folgenden Erläuterung erwähnt werden, wurden im Voraus in dem ROM der Steuereinheit 20 gespeichert.
  • Zunächst wird die Steuereinrichtung der Frischluft-Einlassmenge erläutert. Die Frischluft-Einlassmenge schwankt entsprechend dem von dem Turbolader 1 bereitgestellten Ladedruck, der durch den Turbolader 1 bereitgestellte Ladedruck wird durch Betätigen des Betätigungsgliedes 1C erhöht oder erniedrigt. Die Steuereinheit 20 steuert den Ladedruck durch Ausgeben eines Signals an das Betätigungsglied 1C.
  • Für diese Steuerung berechnet die Steuereinheit 20 einen Sollwert tTe für das Motor-Drehmoment, dazu nutzt sie eine Routine mit dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm.
  • In dieser Figur liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S31 den Eindrückgrad APO des Gaspedals sowie die Motordrehzahl Ne ein.
  • Anschließend wird in einem Schritt S32 auf eine Karte verwiesen, deren Kennwerte in 4 gezeigt werden, und der Eindrückgrad APO des Gaspedals wird in einen rechnerischen Öffnungsbereich eines Einlasskanals Aapo umgerechnet. Obwohl der Dieselmotor 30 im Gegensatz beispielsweise zu einem Benzinmotor keine Drosselklappe zum Anpassen der Lufteinlassmenge besitzt, wird der rechnerische Öffnungsbereich eines Einlasskanals Aapo als ein Wert genutzt, der einem Öffnungsbereich einer Drosselklappe bei einem Benzinmotor entspricht. Es wird darauf hingewiesen, dass die elektronische Drosselklappe 13 nur im Leerlaufbetrieb oder unter Niedriglastbedingungen genutzt wird, unter anderen Bedingungen ist sie vollständig geöffnet.
  • Anschließend wird in einem Schritt S33 der rechnerische Öffnungsbereich eines Einlasskanals Aapo mit folgender Gleichung (1) in einen Umrechnungswert Adnv für einen Kubikzentimeter Abgas des Dieselmotors 30 umgerechnet: Adnv = Aapo/(Ne VOL#) (1)wobei VOL# = Abgasmenge des Zylinders 30A ist.
  • Anschließend wird in einem Schritt S34 auf eine Karte verwiesen, deren Kennwerte in 5 gezeigt werden, und aus diesem Umrechnungswert Adnv wird ein dem Lastanteil entsprechender Wert Qh0 ermittelt, der der Last auf den Dieselmotor 30 entspricht.
  • Der Berechnungsprozess für den dem Lastanteil entsprechenden Wert Qh0, der in den oben genannten Schritten S31 bis S34 beschrieben wurde, ist per se aus dem US-Patent Nr. 6,055,476 bekannt.
  • Anschließend wird in einem Schritt S35 auf eine Karte verwiesen, deren Kennwerte in 6 gezeigt werden, und ein Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe für den Dieselmotor 30 wird aus der Motordrehzahl Ne und dem dem Lastanteil entsprechenden Wert Qh0 berechnet.
  • Die Steuereinheit 20 führt eine Routine zum Bestimmen fetter Spitzen durch, deren Ablaufdiagramm in 7 gezeigt wird, und nutzt dazu das soeben erhaltene Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe.
  • In 7 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S221 zunächst die Motordrehzahl Ne, das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, das durch die in 3 gezeigte Routine berechnet wurde, sowie eine Kühlwassertemperatur Tw ein.
  • In den Schritten S222 bis S224 wird bestimmt, ob die Bedingungen für eine fette Spitze erfüllt sind oder nicht. Ist insbesondere die Kühlwassertemperatur Tw höher als eine vorgegebene Temperatur TWRSK#, befindet sich die Motordrehzahl Ne in einem vorgegeben Umdrehungsgeschwindigkeits-Bereich und befindet sich das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe in einem vorgegebenen Drehmoment-Bereich, wird bestimmt, dass die Bedingungen für eine fette Spitze erfüllt sind. Ist beispielsweise die Abgastemperatur niedrig, beispielsweise im Niedriglastbereich, funktioniert eine Reduktion von NOx durch HC nicht sehr gut, und in diesem Fall sind die Bedingungen für eine fette Spitze nicht erfüllt, da sich das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe unterhalb des vorgegebenen Drehmoment-Bereichs befindet.
  • Ist mindestens eine der Bedingungen der Schritte S222 bis S224 nicht erfüllt, setzt in Schritt S231 die Unterroutine einen Bitschalter für die Beendigung der fetten Spitze frspk1 auf 0, und in einem Schritt S233 wird der Bitschalter der fetten Spitze frspk auf 0 zurückgesetzt und die Routine wird beendet. Der Bitschalter für die Beendigung der fetten Spitze frspk1 ist ein Bitschalter, der anzeigt, ob die fette Spitze beendet ist oder nicht. Ist frspk1 = 1, zeigt dieser Wert an, dass die fette Spitze beendet ist, wenn frspk1 = 0 ist, zeigt dieser Wert an, dass die fette Spitze nicht beendet ist.
  • Sind jedoch alle Bedingungen der Schritte S222 bis S224 erfüllt, wird bestimmt, dass die Bedingungen für eine fette Spitze erfüllt sind, und die Routine setzt mit einem Schritt S225 fort.
  • In Schritt S225 wird bestimmt, ob der unmittelbar vorausgehende Wert frspk1n-1 des Bitschalters für die Beendigung der fetten Spitze gleich 0 ist. Der Bitschalter frspk1n-1 ist der Bitschalter für die Beendigung der fetten Spitze, der auf das unmittelbar vorhergehende Ereignis eingestellt ist, als die Routine durchgeführt wurde. Ist der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1n-1 in einem Schritt S226 gleich null, wird bestimmt, ob der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1n-1 des Bitschalters für die fette Spitze gleich 1 ist. Ist der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1n-1 nicht gleich 1, sind die Bedingungen des Bitschalters für die fette Spitze wegen der aktuellen Ausführung der Routine erstmalig erfüllt. In diesem Fall wird in einem Schritt S227 ein Zeitgeber-Wert Ctrrh auf einen vorgegebenen Wert TMRRSK# eingestellt, in einem Schritt S232 wird der Bitschalter für die fette Spitze frspk auf 1 eingestellt und die Routine wird beendet.
  • Ist in Schritt S225 der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1n-1 des Bitschalters für die Beendigung der fetten Spitze nicht gleich 0, das heißt, ist der Wert gleich 1, wurde die fette Spitze bereits beendet. In diesem Fall wird in Schritt S233 der Bitschalter für die fette Spitze frspk auf 0 zurückgesetzt, und die Routine wird beendet.
  • Ist in Schritt S226 der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1n-1 des Bitschalters für die fette Spitze gleich 1, zeigt dies, dass die Bedingungen für eine fette Spitze seit der letzten Ausführung der Routine dauerhaft erfüllt sind. In diesem Fall setzt die Unterroutine mit einem Schritt S228 fort, und der Zeitgeber-Wert Ctrrh wird dekrementiert. In einem nächsten Schritt S229 wird bestimmt, ob der Zeitgeber-Wert Ctrrh gleich 0 ist oder nicht.
  • Ist in Schritt S229 der Zeitgeber-Wert Ctrrh nicht gleich 0, setzt in Schritt S232 die Steuereinheit 20 den Bitschalter für die fette Spitze frspk auf 1, und die Routine wird beendet. Ist der Zeitgeber-Wert Ctrrh in Schritt S229 gleich 0, setzt die Steuereinheit 20 den Bitschalter für die Beendigung der fetten Spitze frspk1 in einem Schritt S230 auf 1, setzt den Bitschalter für die fette Spitze frspk in dem Schritt S233 auf 0, und die Routine wird beendet.
  • Sind in dieser Routine die Bedingungen für eine fette Spitze erfüllt, wird der Bitschalter für die fette Spitze frspk für einen Zeitraum, der dem vorgegebenen Wert TMRRSK# entspricht, auf 1 gesetzt, wenn eine fette Spitze noch nicht ausgeführt wurde. Nach der Beendigung der fetten Spitze wird der Bitschalter für die fette Spitze frspk auch dann nicht auf 1 gesetzt, wenn die Bedingungen für eine fette Spitze andauern, der Bitschalter für die fette Spitze frspk wird erst dann wieder auf 1 gesetzt, wenn die Bedingungen für eine fette Spitze einmal nicht mehr erfüllt werden und danach wieder erfüllt werden. Auf diese Weise wird eine fette Spitze nicht unnötig durchgeführt. Da aufgrund dieser Verarbeitung keine unnötigen fetten Spitzen durchgeführt werden, wird eine Verschlechterung der Kraftstoff-Kosten-Leistung oder der Abgaszusammensetzung aufgrund einer fetten Spitze auf das Minimum reduziert.
  • Die Steuereinheit 20 berechnet einen Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 mit einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 8 gezeigt wird.
  • In dieser Figur liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S401 zunächst die Motordreh zahl Ne, das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, die Motor-Kühlwassertemperatur Tw sowie den Bitschalter für die fette Spitze frspk ein.
  • Anschließend wird in einem Schritt S402 eine Entscheidung getroffen, ob der Bitschalter für die fette Spitze frspk gleich 1 ist oder nicht, mit anderen Worten, es wird untersucht, ob die Bedingungen für eine fette Spitze aktuell zutreffen oder nicht. Ist der Bitschalter für die fette Spitze frspk gleich 1, setzt die Routine in einem Schritt S406 den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 auf einen Konstantwert TLAMR#, der geringer als 1 oder gleich 1 ist, danach endet diese Routine. Treffen aktuell die Bedingungen für eine fette Spitze zu, bedeutet dies, dass der Dieselmotor 30 in einem speziellen Betriebsbereich für die fette Spitze arbeitet, wie oben beschrieben. Dementsprechend wird in diesem Fall der Konstantwert TLAMR# eingestellt, der einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht.
  • Wird jedoch in dem Schritt S402 bestimmt, dass der Bitschalter für die fette Spitze frspk nicht gleich 1 ist, dass also mit anderen Worten die Bedingungen für eine fette Spitze aktuell nicht zutreffen, führt diese Routine die in den Schritten S403 bis S405 beschriebenen Prozeduren zum Bestimmen des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 durch.
  • In Schritt S403 wird der abgebildete Wert tLAMBDAb des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors aus der Motordrehzahl Ne und dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 9 gezeigt werden und die im Voraus intern in der Steuereinheit 20 gespeichert wurde.
  • In Schritt S404 wird ein Wassertemperatur-Korrekturkoeffizient HOS_tLAMBDA0 aus der Motor-Kühlwassertemperatur Tw erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 10 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in dem Schritt S405 der Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 mit der folgenden Gleichung (2) berechnet: tLAMBDA0 = tLAMBDAb·HOS_tLAMBDA0 (2)
  • Dadurch führt die Steuereinheit 20 das Verfahren zum Erzeugen der fetten Spitze durch das Einstellen des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 auf den Konstantwert TLAMR# durch. Wird des Weiteren das Verfahren zum Erzeugen einer fetten Spitze nicht ausgeführt, wird der Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 basierend auf der Motordrehzahl Ne, dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe sowie der Motor-Kühlwassertemperatur Tw eingestellt.
  • Darüber hinaus berechnet die Steuereinheit 20 ein Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR mit einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 11 gezeigt wird.
  • In dieser Figur liest die Steuereinheit in einem Schritt S41 zunächst die Motordrehzahl Ne, die Motor-Kühlwassertemperatur Tw sowie das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe ein, das mit der Routine aus 3 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S42 das Grund-Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGRb aus der Motordrehzahl Ne und dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe erhalten, indem auf die Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 12 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S43 ein Wassertemperatur-Korrekturkoeffizient Kegr_tw aus der Motor-Kühlwassertemperatur Tw erhalten, indem auf die Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 13 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S44 das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet: tEGR = tEGRb·Kegr_tw (3)
  • Die Steuereinheit 20 verändert die Öffnung des AGR-Ventils 11 basierend auf dem Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, um die Abgas-Rückführgeschwindigkeit entsprechend dem Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR zu steuern.
  • Außerdem berechnet die Steuereinheit 20 darüber hinaus mit dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 sowie dem Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR eine Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac unter Verwendung einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 14 gezeigt wird.
  • In dieser Figur liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S71 zunächst die Motordrehzahl Ne, die Motor-Kühlwassertemperatur Tw, das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, das mit der Routine aus 3 unmittelbar vorher berechnet wurde, das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, das mit der Routine aus 11 unmittelbar vorher berechnet wurde, sowie den vorherigen Wert tLAMBDAn-1 des Soll-Luftüberschussfaktors ein.
  • Der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA wird mit einer Routine berechnet, deren Ablaufdiagramm in 2 gezeigt wird und die im Folgenden beschrieben wird. In der Routine in 2 wird der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA mit der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac berechnet, die mit der Routine aus 14 berechnet wird. Mit anderen Worten, der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA beziehungsweise die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac werden beide jeweils unter Nutzung der vorherigen Werte der Soll-Frischluft-Einlassmenge beziehungsweise des Soll-Luftüberschussfaktors berechnet. Aus diesem Grund wird der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA hier als tLAMBDAn-1 ausgedrückt, der seinen vorherigen Wert angibt.
  • Anschließend wird in einem Schritt S72 eine Grund-Soll-Einlassluftmenge tQacb aus der Motordrehzahl Ne sowie dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe berechnet, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 15 gezeigt werden. Die Grund-Soll-Einlassluftmenge tQacb ist ein Grundwert für die Gesamtheit der Frischluft sowie der zurückgeführten Luft, die in den Zylinder 30A hineingelangt.
  • Anschließend wird in einem Schritt S73 ein AGR-Korrekturkoeffizient kQacegr unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) berechnet: kQacegr = 1/(1 + tEGR) (4)
  • Danach wird in einem Schritt S74 ein Luftüberschussfaktor-Drehmomentkorrekturkoeffizient kQaclm aus der Motordrehzahl Ne sowie dem vorherigen Wert tLAMBDAn-1 des Soll-Luftüberschussfaktors erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 16 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S75 die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) berechnet: tQac = tQacgb·kQacegr·kQaclm (5)
  • Auf Basis der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, die auf diese Weise berechnet wurde, treibt die Steuereinheit 20 das Betätigungsglied 1C des Turboladers 1 an, um die Frischluft-Einlassmenge des Dieselmotors 30 so zu steuern, dass diese gleich der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac ist.
  • Im Folgenden wird die Steuerung der durch die Kraftstoffeinspritzventile 9 eingespritzten Kraftstoffmenge erläutert.
  • Die Steuereinheit 20 berechnet zunächst eine Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qas0 aus der Ausgabespannung Us des Luftmassenmessers 16 unter Verwendung einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 17 gezeigt wird. Die Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qas0 ist die Strömungsmenge der Frischluft im Ansaugsystem 3. Die Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qas0 umfasst daher nicht die in dem durch den AGR-Kanal 12 zurückgeführten Abgas enthaltene Luft.
  • In 17 liest die Steuereinheit 20 zunächst in einem Schritt S91 die Ausgabespannung Us des Luftmassenmessers 16 ein.
  • Anschließend wird in einem Schritt S92 die Ausgabespannung Us in eine Strömungsgeschwindigkeit Qas0_d durch Verweisen auf eine Karte umgerechnet, deren Kennwerte in 18 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S93 diese Strömungsgeschwindigkeit Qas0_d einem gewichteten Mittelungsverfahren unterworfen und die Frischluft-Einlass-Strömungsgeschwindigkeit Qas0 wird berechnet.
  • Basierend auf dieser Frischluft-Einlass-Strömungsgeschwindigkeit Qas0 berechnet die Steuereinheit 20 eine korrigierte Frischluft-Einlass-Strömungsmenge Qacn unter Verwendung einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 19 dargestellt wird. Der Haupt inhalt dieser Routine ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit in eine Frischluft-Einlassmenge Qac0 für einen einzelnen Zylinder umgerechnet wird, und dass die Frischluft-Einlassmenge Qacn für einen einzelnen Zylinder am Sammler 5A berechnet wird, wobei die Zeit berücksichtigt wird, die die Frischluft benötigt, um von dem Luftmassenmesser 16 kommend, an dem Sammler 5A anzukommen.
  • Zunächst liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S101 die Motordrehzahl Ne und die Frischluft-Einlass-Strömungsgeschwindigkeit Qas0 ein, die entsprechend der Routine aus 17 berechnet wurde.
  • Anschließend wird die Frischluft-Einlass-Strömungsgeschwindigkeit Qas0 in einem Schritt S102 gemäß der folgenden Gleichung (6) in die Frischluft-Einlassmenge Qac0 für einen einzelnen Zylinder umgerechnet:
    Figure 00180001
    wobei KCON# = eine Konstante ist.
  • Die Konstante KCON# ist eine Konstante zum Umwandeln der Frischluft-Strömungsgeschwindigkeit Qas0 in dem Ansaugsystem 3 in die Lufteinlassmenge für einen einzelnen Zylinder. Da bei einem Vierzylindermotor bei einer Umdrehung der Kurbelwelle zwei Zylinder Luft ansaugen, ist in diesem Fall die Konstante KCON# gleich 30; bei einem Sechszylindermotor jedoch saugen bei einer Umdrehung der Kurbelwelle drei Zylinder Luft an, daher ist in diesem Fall die Konstante KCON# gleich 20.
  • Anschließend wird in einem Schritt S103 der Wert Qac0n-L von Qac0, der während einer L-ten vorhergehenden Iteration der oben genannten Routine erhalten wurde, als Frischluft-Einlassmenge Qacn für einen einzelnen Zylinder am Sammler 5A unter Berücksichtigung der Zeitdauer eingesetzt, die die Luft benötigt, um in den Sammler 5A zu gelangen, nachdem sie durch den Luftmassenmesser 16 geströmt ist. Der Wert von L sollte experimentell bestimmt werden.
  • Unter Verwendung einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 20 gezeigt wird, be rechnet die Steuereinheit 20 eine reale Frischluft-Einlassmenge rQac, indem sie die Frischluft-Einlassmenge Qacn einem Zeitverzögerungsvorgabeverfahren unterzieht, wobei die Zeit berücksichtigt wird, die die Luftströmung von dem Sammler 5A zu den Zylindern 30A des Motors 30 benötigt. Darüber hinaus berechnet sie die reale Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR unter Verwendung der Routinen, deren Ablaufdiagramme in den 21 und 22 gezeigt werden.
  • In 20 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S111 zunächst die korrigierte Frischluft-Einlassmenge Qacn, die mit der Routine aus 19 berechnet wurde, und einen Zeitkonstantenreziprokwert Kkinn-1 ein. Der Zeitkonstantenreziprokwert Kkin ist ein Wert, der die Zeitdauer darstellt, die die Frischluft benötigt, um von dem Sammler 5A zu den Zylindern 30A des Dieselmotors 30 zu strömen, und er wird entsprechend einer Routine berechnet, die in 25 gezeigt und im Folgenden beschrieben wird.
  • In der Routine in 25 wird der Zeitkonstantenreziprokwert Kkin unter Verwendung der realen Frischluft-Einlassmenge rQac berechnet, der mit der Routine aus 20 berechnet wurde. Das heißt, es wird einerseits die reale Frischluft-Einlassmenge rQac unter Verwendung des Zeitkonstantenreziprokwertes Kkin berechnet, andererseits wird der Zeitkonstantenreziprokwert Kkin unter Verwendung der realen Frischluft-Einlassmenge rQac berechnet. Hier wird für den Zeitkonstantenreziprokwert Kkin, der in der Routine in 20 genutzt wird, der Wert Kkinn-1 genutzt, der den vorherigen Wert bezeichnet.
  • In einem nächsten Schritt S112 berechnet die Steuereinheit 20 die reale Frischluft-Einlassmenge rQac, indem sie die korrigierte Frischluft-Einlassmenge Qacn basierend auf dem Zeitkonstantenreziprokwert Kkinn-1 gemäß der folgenden Gleichung (7) einer Verzögerungsprozedur erster Ordnung unterwirft: rQac = Qacn·Kkinn-1 + Qacnn-1·(1 – Kkinn-1) (7)
  • Anschließend liest in 21 die Steuereinheit 20 in einem Schritt S121 die korrigierte Frischluft-Einlassmenge Qacn, die mit der Routine aus 19 berechnet wurde, das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, das mit der Routine aus 11 berechnet wurde, sowie den Zeitkonstantenreziprokwert Kkin – 1 für die vorherige Iteration ein.
  • Anschließend wird in einem Schritt S122 eine Sammler-Einfass-Abgasrückführmenge Qec0 unter Verwendung der folgenden Gleichung (8) berechnet: Qec0 = Qacn·tEGR (8)
  • Anschließend wird in einem Schritt S123 die reale Abgas-Rückführmenge rQec gemäß der folgenden Gleichung (9) berechnet, indem die Sammler-Einlass-Abgasrückführmenge Qec0 einer Verzögerungsprozedur erster Ordnung unterworfen wird. Die reale Abgas-Rückführmenge rQec ist die reale Abgasrückführmenge für den Zylinder 30A des Motors 30 an der Position eines Einlassventils. rQec = Qec0·Kkinn-1·KE# + rQecn-1·(1 – Kkinn-1·KE#) (9)wobei KE# = Konstante ist, Kkinn-1 = Zeitkonstantenreziprokwert Kkin für die vorherige Iteration der Routine aus 25 ist und rQecn-1 = reale Abgas-Rückführmenge rQec ist, die in der vorherigen Iteration dieser Routine berechnet wurde.
  • Anschließend liest in 22 die Steuereinheit 20 in einem Schritt S131 die reale Frischluft-Einlassmenge rQac, die mit der Routine aus 20 berechnet wurde, sowie die reale Abgas-Rückführmenge rQec ein, die mit der Routine aus 21 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S132 die reale Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet. Die reale Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR wird bei der Berechnung des Zeitkonstantenreziprokwertes Kkin genutzt, wie im Folgenden beschrieben wird. rEGR = rQec/rQac (10)
  • Die Steuereinheit 20 berechnet den Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA mit einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 2 gezeigt wird, um eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzventile 9 zu berechnen.
  • In dieser Figur liest zunächst in einem Schritt S1 die Steuereinheit 20 den Grund-Soll- Luftüberschussfaktor tLAMBDA0, der durch die Routine aus 8 erhalten wurde, die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, die mit der Routine aus 14 berechnet wurde, sowie die reale Frischluft-Einlassmenge rQac ein, die mit der Routine aus 20 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S2 ein Frischluft-Einlassmengenverhältnis pQac als das Verhältnis der realen Frischluft-Einlassmenge rQac zu der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac berechnet. In einer fetten Spitze wird die Verringerung der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac durch die reale Frischluft-Einlassmenge rQac mit einer gewissen Verzögerung nachverfolgt, daher ist in diesem Fall der Wert des Frischluft-Einlassmengenverhältnisses pQac größer als 1.
  • In einem nächsten Schritt S3 wird der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA berechnet, indem das Frischluft-Einlassmengenverhältnis pQac mit dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 multipliziert wird. Demgemäß besitzt der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA während einer fetten Spitze einen Wert, der größer ist als der Wert des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0.
  • Basierend auf dem Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA berechnet die Steuereinheit 20 ein Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA, indem sie die Routine durchführt, deren Ablaufdiagramm in 23 gezeigt wird. Das Äquivalenzverhältnis wird auf folgende Weise und basierend auf der Offenlegung in dem Buch „Internal Combustion Engines" von John B. Heywood (ISBN 0-07-028637-X) definiert.
  • Äquivalenzverhältnis = Kraftstoff/Luft-Verhältnis/stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Verhältnis
  • Das Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist das Reziprok des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Das Äquivalenzverhältnis, das dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht, ist 1. Bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das heißt, dann, wenn der Luftüberschussfaktor größer ist als 1, ist das Äquivalenzverhältnis geringer als 1; bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das heißt, dann, wenn der Luftüberschussfaktor geringer ist als 1, ist das Äquivalenzverhältnis größer als 1.
  • In 23 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S61 zunächst das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, das mit der Routine aus 11 berechnet wurde, sowie den Soll-Luftüberschussfaktor tFBYA ein, der mit der Routine aus 2 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S62 das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA mit der folgenden Gleichung (11) berechnet: tFBYA = {tLAMBDA + rEGR·(tLAMBDA – 1)}/tLAMBDA2 (11)
  • Die Gleichung (11) ist eine auf den folgenden Betrachtungen basierende Näherungsgleichung.
  • Im Allgemeinen wird der Luftüberschussfaktor als der Wert definiert, der erhalten wird, indem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemäß der folgenden Gleichung (12) durch das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dividiert wird: LAMBDA = Ga/(Gf·14,6) (12)wobei Ga = Frischluft-Menge und Gf = Kraftstoffeinspritzmenge ist.
  • Wenn jedoch ein Dieselmotor unter Luftüberschuss-Bedingungen arbeitet, was oft vorkommt, wird ein Teil der Frischluft nicht der Verbrennung zugeführt und unverändert ausgestoßen. Wird also eine Abgasrückführung unter Luftüberschuss-Bedingungen durchgeführt, ist eine bestimmte Menge Luft in dem AGR-Gas enthalten.
  • Der Luftüberschussfaktor LAMBDA wird unter Berücksichtigung der Frischluft-Menge in dem AGR-Gas mit der folgenden Gleichung (13) berechnet. LAMBDA = {Ga + Ge·(LAMBDA – 1)/LAMBDA}/(Gf·14,6) (13)wobei Ge = Abgasrückführmenge ist.
  • Der Wert LAMBDA/(LAMBDA – 1) gibt den Luftanteil des AGR-Gases an.
  • Die Gleichung (13) kann in folgende Gleichung (14) umgeformt werden: LAMBDA = Ga·{1 + (Ge/Ga)·(LAMBDA – 1)/LAMBDA}/(Gf·14,6) = {Ga/(Gf·14,6)}·{1 + (Ge/Ga)·(LAMBDA – 1)/LAMBDA} (14)
  • Das Äquivalenzverhältnis FBYA wird durch die folgende Gleichung (15) definiert: FBYA = Gf·14,6/Ga (15)
  • Theoretisch muss die Frischluft-Menge Ga aus Gleichung (15) ein Wert sein, der die Luftmenge enthält, die in dem AGR-Gas enthalten ist, das Äquivalenzverhältnis FBYA wird jedoch in dieser Steuervorrichtung näherungsweise durch die Gleichung (15) definiert, um die Berechnung zu vereinfachen.
  • Der Ausdruck Ga/(Gf·14,6) auf der rechten Seite der Gleichung (14) ist gleich 1/FBYA und Ge/Ga entspricht der realen Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR. Werden diese in Gleichung (14) eingesetzt, ergibt sich die folgende Gleichung (16): LAMBDA = (1/FBYA)·{1 + rEGR·(LAMBDA – 1)/LAMBDA} (16)
  • Durch Umstellen der Gleichung (16) nach dem Äquivalenzverhältnis FBYA ergibt sich die folgende Gleichung (17): FBYA = (1/LAMBDA)·{1 + rEGR·(LAMBDA – 1)/LAMBDA} = 1 + rEGR·(LAMBDA – 1)/LAMBDA2 (17)
  • Wird in Gleichung (17) das Äquivalenzverhältnis FBYA an der Stelle des Soll-Äquivalenzverhältnisses tFBYA eingesetzt und wird der Luftüberschussfaktor LAMBDA an der Stelle des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA eingesetzt, ergibt sich die Gleichung (11). Da unmittelbar nach einer fetten Spitze das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA unter Verwendung des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA berechnet wird, der durch Erhöhen des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 erhalten wurde, hat das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA einen Wert, der magerer ist als das der fetten Spitze entsprechende Äquivalenzverhältnis.
  • Nach dem Berechnen des Soll-Äquivalenzverhältnisses tFBYA durch die Routine aus 23 berechnet die Steuereinheit 20 die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf unter Verwendung der Routine, deren Ablaufdiagramm in 24 gezeigt wird.
  • In 24 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S81 die reale Frischluft-Einlassmenge rQac, die mit der Routine aus 20 berechnet wurde, sowie das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA ein, das mit der Routine aus 23 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S82 die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf gemäß der folgenden Gleichung (18) berechnet: tQf = rQac·tFBYA/BLAMB# (18)wobei BLAMB# = Konstante ist.
  • Die Steuereinheit 20 steuert die von den Kraftstoffeinspritzventilen 9 eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge so, dass diese gleich der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf ist, indem sie ein Einschaltdauersignal an die Kraftstoffeinspritzventile 9 ausgibt, das auf der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf basiert. Da das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA so korrigiert wird, dass es magerer als der Wert ist, der für die fette Spitze geeignet ist, besitzt die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf einen Wert, der geringer ist als die Kraftstoffeinspritzmenge während der fetten Spitze.
  • Schließlich wird die Berechnungsroutine für den Zeitkonstantenreziprokwert Kkin für die Lufteinlassverzögerung in Bezug auf das in 25 gezeigte Ablaufdiagramm erläutert.
  • Der Zeitkonstantenreziprokwert Kkin ist ein Wert, der die Zeitdauer darstellt, die von der Frischluft benötigt wird, um von dem Sammler 5A des Dieselmotors 30 zu dessen Zylindern 30A zu strömen, dieser Wert wird in den Routinen der 20 und 21, die oben beschrieben wurden, genutzt.
  • Zunächst liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S141 die Motordrehzahl Ne, die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf, die mit der Routine aus 24 berechnet wurde, sowie die reale Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR ein, die mit der Routine aus 22 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S142 ein Füllungsgrad-Äquivalenz-Grundwert Kinb aus der Motordrehzahl Ne und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 26 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S143 ein dem Füllungsgrad entsprechender Wert Kinc gemäß der folgenden Gleichung (19) berechnet. Da der Anteil der in den Zylinder 30A gesaugten Frischluft 30A abfällt, wenn die Abgas-Rückführung durchgeführt wird, verringert sich der Füllungsgrad. Hier wird bei der Berechnung des Füllungsgrades der dem Füllungsgrad entsprechende Wert Kinc berechnet, um diese Verringerung widerzuspiegeln. Kinc = Kinb/(1 + EGR/100) (19)
  • Anschließend wird in einem Schritt S144 der Zeitkonstantenreziprokwert Kkin für die Lufteinlassverzögerung gemäß der folgenden Gleichung (20) berechnet:
    Figure 00250001
    wobei KVOL# = 120·VC/VE ist,
    VC = Volumen des Sammlers 5A ist,
    VE = Abgasvolumen des Zylinders 30A ist und
    DT# = Abtastzeit (Berechnungsintervall) ist.
  • Der auf diese Weise berechnete Zeitkonstantenreziprokwert Kkin wird bei der Berechnung der realen Frischluft-Einlassmenge rQac sowie der realen Abgas-Rückführgeschwindigkeit rQec als Zeitkonstantenreziprokwert Kkinn-1 genutzt, wenn die Routinen der 20 und 21 bei der nächsten Gelegenheit ausgeführt werden.
  • Beim Ausführen von jeder der oben beschriebenen Routinen steuert die Steuereinheit 20 die von den Kraftstoffeinspritzventilen 9 bereitgestellte Kraftstoffeinspritzmenge durch Einstellen der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf auf Basis des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA. Beim Erzeugen einer fetten Spitze zum Regenerieren der NOx-Einfangfähigkeit des Katalysators wird der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA auf einen Wert für eine fette Spitze gesetzt. Ändert sich der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA zu diesem Zeitpunkt plötzlich, können durch Unterschiede beim Ansprechen der Frischluft-Einlassmenge sowie der Kraftstoffeinspritzmenge leicht Drehmomentschwankungen auftreten.
  • Da jedoch die Steuereinheit 20 den Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA entsprechend dem Frischluft-Einlassmengenverhältnis pQac einstellt, schwanken somit die Frischluft-Einlassmenge und die Kraftstoffeinspritzmenge in einem guten, gegenseitigen Gleichgewicht, demgemäß schwankt das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 30 nicht über Gebühr.
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die 27 und 28 erläutert.
  • In der zweiten Ausführungsform wird zum Berechnen des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA anstelle der Routine aus 2 die Routine genutzt, deren Ablaufdiagramm in 27 gezeigt wird. Wie in der ersten Ausführungsform wird auch diese Routine alle zehn Millisekunden ausgeführt, während der Dieselmotor 30 in Betrieb ist.
  • In 27 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S11 zunächst den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0, die reale Frischluft-Einlassmenge rQac sowie die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac ein. Die Berechnungsprozesse für das Erhalten dieser Werte sind mit denen der ersten bevorzugten Ausführungsformen identisch.
  • Anschließend wird in einem Schritt S12 ein der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechender Wert to2, der dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 entspricht, gemäß der folgenden Gleichung (21) berechnet: to2 = tQac·{1 + tEGR·{tLAMBDA0 – 1)/tLAMBDA0} (21)
  • In Gleichung (21) gibt der Ausdruck (tLAMBDA0 – 1)/tLAMBDA0 den in dem Abgas enthaltenen Luftanteil an. Die in dem AGR-Gas enthaltene Luftmenge wird durch Multiplizieren dieses Anteils mit dem Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR und der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac erhalten. Darüber hinaus wird der der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechende Wert to2 in den Zylindern 30A, der aus der Frischluft-Einlassmenge und der Luftmenge in dem AGR-Gas besteht, durch Addieren der Luftmenge in dem Abgas und der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac berechnet.
  • Anschließend wird in einem Schritt S13 der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA eingelesen. Der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA ist der Luftüberschussfaktor in dem Zylinder 30A, der die Luft in dem AGR-Gas umfasst, er wird gemäß einer Unterroutine berechnet, deren Ablaufdiagramm in 28 gezeigt wird.
  • Es gibt eine gewisse Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt an, zu dem die in die Zylinder 30A gesaugte Frischluft-Menge schwankt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die in dem AGR-Gas enthaltene Luftmenge, die in die Zylinder 30A gesaugt wird, schwankt. Mit anderen Worten, es gibt eine gewisse Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Luftüberschuss in den Zylindern 30A als Abgas in den Abgaskrümmer 10 ausgestoßen wird, und dem Zeitpunkt, wenn sie über den AGR-Kanal 12 und den Sammler 5A erneut in die Zylinder 30A strömt. In der Unterroutine aus 28 wird der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA unter Berücksichtigung der Zeitverzögerung berechnet, die die Summe aus der Totzeit und der Verzögerung erster Ordnung ist.
  • In 28 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S151 zunächst die reale Abgas-Rückführmenge rQec ein, die mit der Routine aus 21 berechnet wurde.
  • Anschließend wird unter Berücksichtigung der Totzeit in einem Schritt S152 und gemäß der folgenden Gleichung (22) der Luft-Grundanteil ko0 in dem AGR-Gas als der Luftanteil im Abgas berechnet, der enthalten war, als diese Routine vorher zum L-ten Mal ausgeführt wurde:
    Figure 00280001
    wobei rLAMBDAn-L = Wert von rLAMBDA ist, der während der L-ten vorherigen Iteration dieser Routine berechnet wurde.
  • Darüber hinaus wird ein Luftanteil ko2 in dem AGR-Gas durch Anwenden der Verzögerungsverarbeitung erster Ordnung, basierend auf einem Zeitkonstantenreziprokwert #Ts, auf den Luft-Grundanteil ko0 in dem AGR-Gas gemäß der folgenden Gleichung (23) berechnet:
    Figure 00280002
    wobei rLAMBDAn-(L+1) = Wert von rLAMBDA ist, der während der (L + 1)-ten vorherigen Iteration dieser Routine berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S153 die in die Zylinder gesaugte Gesamtluftmenge Qaec gemäß der folgenden Gleichung (24) berechnet: Qaec = rQac + rQec·ko2 (24)wobei rQac = die reale Frischluft-Einlassmenge und rQec = die reale Abgas-Rückführmenge ist.
  • Anschießend wird in einem Schritt S154 das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Dividieren der in die Zylinder gesaugten Gesamtluftmenge Qaec durch die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf gemäß der folgenden Gleichung (25) berechnet. Darüber hinaus wird der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA durch Dividieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch 14,6 berechnet. rLAMBDA = Qaec/(tQf·14,6) (25)
  • Der Anfangswert des Luftanteils in dem AGR-Gas ko2 ist gleich Null, demgemäß ist der Anfangswert von rLAMBDA gleich Qac/(tQf·14,6).
  • Nach dem Berechnen des realen Luftüberschussfaktors rLAMBDA durch die Unterroutine aus 28 führt die Steuereinheit die Verfahren aus einem Schritt S14 der 27 durch.
  • In dem Schritt S14 liest die Steuereinheit 20 zunächst die reale Abgas-Rückführgeschwindigkeit rEGR, die mit der Routine aus 22 berechnet wurde, sowie die reale Frischluft-Einlassmenge rQac ein, die mit der Routine aus 20 berechnet wurde.
  • In einem nächsten Schritt S15 wird ein der realen Einlass-Luftmenge entsprechender Wert ro2 gemäß der folgenden Gleichung (26) berechnet, die der vorherigen Gleichung (21) ähnelt: r02 = rQac·{1 + rEGR·(rLAMBDA – 1)/rLAMBDA} (26)
  • In einem nächsten Schritt S16 wird das Verhältnis des der realen Einlassluftmenge entsprechenden Wertes ro2 und des der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechenden Wertes to2, der in Schritt S12 erhalten wurde, berechnet und als das Einlassluftmengenverhältnis HOS_o2rto eingestellt. Das Einlassluftmengenverhältnis HOS_o2rto entspricht dem Frischluft-Einlassmengenverhältnis pQac der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben.
  • Anschließend wird in einem Schritt S17 ebenso wie in dem Schritt S3 der Routine aus 2 der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA gemäß der folgenden Gleichung (27) berechnet: tLAMBDA = tLAMBDA0·HOS_o2rto (27)in der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wurde der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA basierend auf dem Verhältnis der realen Frischluft-Einlassmenge rQac und der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac berechnet, in dieser Ausführungsform wird jedoch der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA unter Berücksichtigung der in dem AGR-Gas enthaltenen Luftmenge auf Basis des Verhältnisses des der realen Einlass-Luft-Menge entsprechenden Wertes ro2 und des der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechenden Wertes to2 berechnet.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist es daher möglich, den Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA mit größerer Genauigkeit zu steuern.
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die 29 und 30 erläutert.
  • In der dritten Ausführungsform wird zum Berechnen des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA anstelle der Routine aus 2 die Routine genutzt, deren Ablaufdiagramm in 29 gezeigt wird. Diese Routine wird darüber hinaus in periodischen Intervallen von zehn Millisekunden ausgeführt, während der Dieselmotor 30 in Betrieb ist.
  • In 29 liest die die Steuereinheit 20 in einem Schritt S21 zunächst den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0, die reale Frischluft-Einlassmenge rQac sowie die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac ein. Diese Werte werden mit Prozessen berechnet, die mit den in der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, genutzten identisch sind.
  • Anschließend wird in einem Schritt S22 ein Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac unter Verwendung der folgenden Gleichung (28) berechnet: dQac = {rQac/tQac) – 1 (28)
  • Wurde beispielsweise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis angefettet, um die NOx-Einfangkapazität des Katalysators zu regenerieren, verringert sich die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, während sich die reale Frischluft-Einlassmenge rQac mit einer vorgegebenen Verzögerung hinsichtlich der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac verringert. Demgemäß ist die reale Frischluft-Einlassmenge rQac größer als die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, somit hat in diesem Fall der Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac einen positiven Wert.
  • Anschließend erhält die Steuereinheit 20 in einem Schritt S23 basierend auf der Motor drehzahl Ne und dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe einen Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda, indem auf eine vorher intern in der Steuereinheit 20 gespeicherte Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 30 gezeigt werden. In 30 ist der Korrekturgewinn kLambda so eingestellt, dass er einen Wert besitzt, der desto größer ist, je kleiner die Last ist, die an dem Dieselmotor 30 anliegt, mit anderen Worten, je kleiner das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe ist.
  • Anschließend wird in einem Schritt S24 ein Korrekturverhältnis hLambda entsprechend der folgenden Gleichung (29) berechnet: hLambda = {dQac·kLambda) + 1 (29)
  • Wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis angefettet, ist der Wert dieses Korrekturverhältnisses hLambda größer als 1, da der Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac einen positiven Wert hat.
  • Anschließend wird in einem Schritt S25 der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA gemäß der folgenden Gleichung (30) berechnet: tLAMBDA = tLAMBDA0·hLambda (30)
  • Da das Korrekturverhältnis hLambda einen Wert größer als 1 besitzt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis angefettet ist, besitzt der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA einen Wert größer als der Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0. Die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf wird unter Verwendung des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA, der auf diese Weise berechnet wurde, gemäß den Routinen bestimmt, deren Ablaufdiagramme in den 23 und 24, wie oben beschrieben, gezeigt werden.
  • Eine Erhöhung des Luftüberschussfaktors bewirkt eine Verringerung der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf.
  • Darüber hinaus gilt, wie in 30 gezeigt, je kleiner das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe ist, desto größer ist der Korrekturgewinn kLambda. Unter der Annahme, dass der Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac konstant ist, gilt dem gemäß, dass das Korrekturverhältnis hLambda umso größer wird, je kleiner das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe ist. In dem Niedriglast-Betriebsbereich des Dieselmotors 30, der auch den Betriebszustand unter konstanter Last umfasst, kann leicht ein Drehmomentstoß auftreten. Zum effizienten Verhindern eines Drehmomentstoßes ist in dieser dritten Ausführungsform der Korrekturgewinn desto größer, je geringer der Lastbereich ist. Wird jedoch während der Umsetzung einer fetten Spitze die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf durch Reduzieren korrigiert, besteht die Möglichkeit, dass die Zeitdauer bis zur Umsetzung eines für ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis geeigneten Luftüberschussfaktors zu groß ist. Da die für eine fette Spitze geeigneten Betriebsbedingungen nicht auf lange Betriebsdauern begrenzt sind, ist es vorzuziehen, die Zeitdauer bis zum Erreichen des Soll-Luftüberschuss-Verhältnisses zu verkürzen. Somit wird in dieser Ausführungsform die Zeitdauer bis zum Erreichen des Soll-Luftüberschussfaktors verkürzt, indem der Korrekturgewinn während hoher Lastbedingungen, in denen selten ein Drehmomentstoß auftritt, reduziert wird. Da der Einfluss gering ist, der während hoher Lastbedingungen durch den Frischluft-Einlassmengenfehler auf die Abgaszusammensetzung ausgeübt wird, ist der Einfluss auf die Abgaszusammensetzung auch dann gering, wenn der Korrekturgewinn während hoher Lastbedingungen ebenfalls gering ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, den Soll-Luftüberschussfaktor zeitig zu realisieren, während das Auftreten eines Drehmomentstoßes verhindert wird, selbst dann, wenn der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA stark schwankt.
  • Statt den Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac gemäß Gleichung (28) zu berechnen, ist es möglich, den Fehleranteil auf einen Wert zu setzen, der erhalten wird, indem 1 von dem Verhältnis des der realen Einlass-Luft-Menge entsprechenden Wertes ro2 und des der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechenden Wertes to2 subtrahiert wird.
  • In Bezug auf das in Schritt S23 oben genannte Verfahren zum Bestimmen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda sind verschiedene Variationen möglich, beispielsweise diejenigen, die unten in den Beschreibungen der vierten bis achten Ausführungsform dieser Erfindung offenbart werden.
  • Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 31 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform wird beim Festlegen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda in dem Schritt S23 der dritten Ausführungsform anstelle der Karte aus 30 eine Karte genutzt, deren Kennwerte in 31 gezeigt werden. Mit dieser Karte wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda gemäß dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 eingestellt, und je größer der Wert des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 ist, desto größer wird auch der Wert des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda.
  • Wie aus der Routine aus 8 und der Karte aus 9 ersichtlich ist, wird der Wert des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 desto geringer, je höher der Wert des Soll-Motor-Ausgangsdrehmomentes tTe ist. Mit anderen Worten, je größer der Wert der an dem Dieselmotor 30 anliegenden Last ist, desto geringer ist der Wert des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0. Demgemäß gilt ebenso, je größer der Wert der an dem Dieselmotor 30 anliegenden Last 30 ist, desto geringer ist der Wert des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda, der aus der in 31 gezeigten Karte erhalten wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform gilt des Weiteren, dass der Soll-Luftüberschussfaktor in einer kurzen Zeit realisiert wird, wenn der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA stark schwankt, während das Auftreten eines Drehmomentstoßes verhindert wird.
  • Im Folgenden wird eine fünfte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 32 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform wird beim Festlegen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda in dem Schritt S23 der dritten Ausführungsform anstelle der Karte aus 30 eine Karte genutzt, deren Kennwerte in 32 gezeigt werden. Mit dieser Karte wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda gemäß der Differenz zwischen dem realen Luftüberschussfaktor rLAMBDA und dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 eingestellt, der in der Routine in 8 berechnet wurde. Der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA wird mit den Routinen der 11, 21, 22 und 28 berechnet, genau wie oben in der zweiten Ausführungsform beschrieben.
  • Gemäß der Karte aus 32 gilt, je größer der Wert der Differenz dLAMBDA der Luftüberschussverhältnisse ist, desto größer ist auch der Wert des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda. Vor oder nach einer fetten Spitze oder während der Anfangsphase einer plötzlichen Beschleunigung oder einer plötzlichen Verzögerung schwankt der Soll-Luftüberschussfaktor erheblich, und auch die Differenz zwischen dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 und dem realen Luftüberschussfaktor rLAMBDA wird groß.
  • Unter derartigen Bedingungen wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda auf einen großen Wert eingestellt, dies verleiht dem Verhindern von Drehmomentschwankungen Priorität. Bei beständigen Betriebsbedingungen oder während leichter oder mittlerer Beschleunigung oder während des Beschleunigungsvorgangs nach der Anfangsphase des Beschleunigens wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda auf einen kleinen Wert eingestellt, dies verleiht dem unverzüglichen Realisieren des Soll-Luftüberschussfaktors Priorität.
  • Im Folgenden wird eine sechste Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 33 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform wird beim Festlegen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda in dem Schritt S23 der dritten Ausführungsform anstelle der Karte aus 30 ein Bandpassfilter genutzt, dessen Kennwerte in 33 gezeigt werden. Dieses Bandpassfilter wurde im Voraus in der Steuereinheit 20 gespeichert.
  • In Schritt S23 wird der Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac, der in Schritt S22 berechnet wurde, in das Bandpassfilter eingegeben, und die Ausgabe des Bandpassfilters wird als der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda verwendet. Das Bandpassfilter ist so eingestellt, dass der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda sein Maximum in dem Frequenzbereich von 2 bis 10 Hertz erreicht, in dem der Mensch besonders empfindlich gegen Vibrationen ist. Der Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil dQac wird in Intervallen von zehn Millisekunden berechnet, dies entspricht einer Frequenz von 100 Hertz. Schwanken die berechneten Ergebnisse in dem Frequenzbereich von 2 bis 10 Hertz, wird ein Drehmomentstoß von dem Fahrzeugführer oder den Passagieren leicht wahrgenommen. Das Bandpassfilter stellt den Luftüberschussfaktor- Korrekturgewinn kLambda auf den Maximalwert in diesem Frequenzbereich ein, um Drehmomentstöße zu unterdrücken und dabei die Leistungsfähigkeit beizubehalten, den Soll-Luftüberschussfaktor unverzüglich zu realisieren, indem der Gewinn in einem anderen Frequenzbereich des Schwankens der berechneten Ergebnisse verringert wird.
  • Statt den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda direkt von dem Bandpassfilter abzuleiten, wäre es zum Ableiten eines Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn-Grundwertes kLambda0 wie in der dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben, durchgeführt, darüber hinaus möglich, zunächst auf eine Karte wie die Karte aus 30 zu verweisen, die auf der Motordrehzahl Ne und dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe basiert. Andererseits würde der durch Eingeben des Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteils dQac in das Bandpassfilter erhaltene Ausgang als ein Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn-Korrekturwert KLambda1 genutzt werden. Das Produkt des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn-Grundwertes KLambda0 und des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn-Korrekturwertes KLambda1 würde als Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda genutzt werden.
  • Durch Berechnen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda durch diese Verfahrensart wird es möglich, entsprechend der Motorlast sowie der Vibrationsfrequenz sowohl den Bereich einzustellen, in dem dem Verhindern von Drehmomentstößen Priorität eingeräumt wird, als auch den Bereich, in dem dem unverzüglichen Realisieren des Soll-Luftüberschussfaktors Priorität eingeräumt wird.
  • Im Folgenden wird eine siebente Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 34 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform wird anstelle des Bandpassfilters aus 33 der sechsten Ausführungsform ein Bandpassfilter genutzt, der in 34 gezeigt wird. Das Bandpassfilter aus 34 besitzt unterschiedliche Eigenschaften entsprechend der Fahrstufe eines Automatikgetriebes, mit dem das Fahrzeug ausgerüstet ist. Dieses Bandpassfilter wurde im Voraus in der Steuereinheit 20 gespeichert. Darüber hinaus umfasst die Luftüberschussfaktor-Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform einen Fahrstufenpositionssensor 40, der beispielsweise in 1 gezeigt wird, dieser Sensor erkennt, welche Fahrstufe des Automatikgetriebes aktuell verwendet wird.
  • In Schritt S21 der Routine aus 29 liest die Steuereinheit 20 ein Fahrstufensignal rGear von dem Fahrstufenpositionssensor 40 sowie die anderen Parameter ein, und der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda wird berechnet, indem das Fahrstufensignal rGear sowie die berechneten Ergebnisse des Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteils dQac in Schritt S23 in das Bandpassfilter eingegeben werden. Mit dem Bandpassfilter aus 34 wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda für jede Fahrstufe gemäß der Frequenz der Schwankung des berechneten Ergebnisses des Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteils dQac eingestellt. Gemäß den gezeigten Kennwerten dieses Filters ist der Spitzenwert des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda in der ersten Fahrstufe größer als in der vierten Fahrstufe.
  • Darüber hinaus erhöht sich bei diesem Filter die Frequenz, die den Spitzenwert des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda angibt, je höher die eingelegte Fahrstufe ist.
  • Selbst wenn die Schwankungen des Motor-Ausgangsdrehmoments sich auf derselben Stufe befinden, sind die subjektiven Vibrationen, die ein Mensch wahrnimmt, entsprechend der Fahrstufe des verwendeten Automatikgetriebes unterschiedlich, auch die Frequenz der Vibrationen, die ein Mensch wahrnimmt, ist höchstwahrscheinlich entsprechend der Fahrstufe unterschiedlich. Unter Verwendung der Karte aus 34 kann das Verhindern von Drehmomentschwankungen insbesondere in dem Betriebsbereich, in dem Vibrationen am stärksten wahrgenommen werden, durchgeführt werden, wogegen in anderen Betriebsbereichen dem unverzüglichen Realisieren des Soll-Luftüberschussfaktors Priorität eingeräumt wird.
  • Im Folgenden wird eine achte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die 35 und 36 erläutert.
  • Diese Ausführungsform betrifft ein alternatives Konzept in Bezug auf das Verfahren zum Berechnen des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda, das in Schritt S23 der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. Gemäß dieser achten Ausführungsform wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda nicht durch Verweis auf die Karte aus 30 berechnet, sondern durch das Ausführen einer Unterroutine, für die ein Ablaufdiagramm in 35 gezeigt wird.
  • In dieser Figur liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S211 zuerst den Bitschalter für die fette Spitze frspk, der durch die Routine aus 7 eingestellt wurde, sowie den Wert dQac ein, der in Schritt S22 der Routine aus 29 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S212 eine Entscheidung getroffen, ob sich der Wert des Bitschalters für die fette Spitze frspk von dem vorherigen Wert frspkn-1, der während der vorherigen Iteration erstellt wurde, unterscheidet oder nicht. Unterscheidet sich der Wert des Bitschalters für die fette Spitze frspk tatsächlich von dem Wert frspkn-1, der während der vorherigen Iteration erstellt wurde, setzt die Unterroutine mit Schritt S213 fort. Ist der Wert des Bitschalters für die fette Spitze frspk jedoch mit dem Wert frspkn-1, der während der vorherigen Iteration erstellt wurde, identisch, setzt die Unterroutine mit Schritt S214 fort.
  • In Schritt S213 wird ein Korrekturzählwert ctrpqa auf einen vorgegebenen Wert TMRQAC# eingestellt. Der Korrekturzählwert ctrpqa ist ein Wert, der die Zeitdauer angibt, die seit dem Start oder dem Ende der fetten Spitze vergangen ist.
  • Nach dem Prozess in Schritt S213 berechnet die Steuereinheit 20 in einem Schritt S216 den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda.
  • In dem Schritt S214 wird jedoch der Korrekturzählwert ctrpqa um Eins verringert. Anschließend wird in einem Schritt S215 bestimmt, ob der Korrekturzählwert ctrpqa ein negativer Wert ist, ist dies der Fall, wird er auf Null eingestellt. Nach diesem Verfahren berechnet die Steuereinheit 20 in einem Schritt S216 den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda.
  • In Schritt S216 verweist die Steuereinheit auf eine Karte, deren Kennwerte in 36 gezeigt werden, und erhält aus dem Korrekturzählwert ctrpqa einen Korrekturgewinnkoeffizienten kplamb.
  • Darüber hinaus wird der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda gemäß der folgenden Gleichung (31) berechnet, und die Routine wird beendet. kLambda = dQac·kplamb (31)
  • In der Karte aus 36 ist der Korrekturgewinnkoeffizient kplamb so eingestellt, dass der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda sein Maximum erreicht hat, wenn der Korrekturzählwert ctrpqa sein Maximum erreicht hat, mit anderen Worten, unmittelbar nach dem Start oder dem Ende einer fetten Spitze, dagegen nimmt der Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda jedoch mit der seit dem Start oder dem Ende einer fetten Spitze verstrichenen Zeit ab.
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden Drehmomentschwankungen unmittelbar nach dem Start oder dem Ende einer fetten Spitze durch einen großen Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn kLambda verhindert, wogegen durch ein Verringern des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns kLambda zusammen mit der seit dem Start oder dem Ende einer fetten Spitze verstrichenen Zeit eine unverzügliche Realisierung des Soll-Luftüberschussfaktors sichergestellt wird.
  • Im Folgenden wird eine neunte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 37 erläutert.
  • In dieser Ausführungsform wird der Soll-Äquivalenzfaktor-Korrekturkoeffizient kFBYA basierend auf der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas berechnet. Hierfür umfasst die Luftüberschussfaktor-Steuervorrichtung einen Universal-Sauerstoffmesssensor 21, wie beispielsweise in 1 in dem Abgaskanal 32 oberhalb (stromaufwärts) der Abgasturbine 1B. Der Universal-Sauerstoffmesssensor 21 erfasst die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas des Dieselmotors 30 und gibt ein Signal an die Steuereinheit 20 aus.
  • Basierend auf dem Signal von dem Universal-Sauerstoffmesssensor 21 berechnet die Steuereinheit 20 den Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA durch Ausführen einer Routine, deren Ablaufdiagramm in 37 gezeigt wird. Diese Routine wird in periodischen Intervallen von zehn Millisekunden ausgeführt, während der Dieselmotor 30 in Betrieb ist.
  • In dieser Figur erhält die Steuereinheit 20 zunächst in einem Schritt S201 ein reales Äquivalenzverhältnis sFBYA der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas durch Verweisen auf eine vorgegebene Karte. Ist das Äquivalenzverhältnis des in dem Dieselmotor 30 verbrannten Gasgemisches geringer als 1, mit anderen Worten, ist der Luftüberschuss faktor größer als 1, schwankt die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas gemäß dem Luftüberschussfaktor. Demgemäß ist es möglich, das reale Äquivalenzverhältnis sFBYA aus der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas durch Verweis auf eine Karte zu erhalten, die diese Beziehung angibt.
  • Anschließend berechnet die Steuereinheit 20 in einem Schritt S202 den Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA gemäß der folgenden Gleichung (32), anschließend wird die Routine beendet. kFBYA = 1/sFBYA (32)
  • Die Steuereinheit 20 korrigiert das Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA, das mit der Routine aus 23 berechnet wurde, indem dieses Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA multipliziert wird, der auf diese Weise berechnet wurde. Die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf wird mit der Routine aus 24 berechnet, dazu wird dieses Soll-Äquivalenzverhältnis tFBYA nach der Korrektur genutzt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist es durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge über eine auf dem realen Äquivalenzverhältnis basierende Rückkopplung möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge genau zu steuern, darüber hinaus ist es möglich, sowohl Drehmomentschwankungen vorzubeugen als auch das unverzügliche Realisieren des Soll-Wertes für den Luftüberschussfaktor mit größerer Genauigkeit zu steuern. Das Konzept dieser Ausführungsform kann darüber hinaus mit Konzepten aus jeder der anderen, offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden.
  • Im Folgenden wird eine zehnte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die 38 bis 40 erläutert.
  • Diese Ausführungsform betrifft ein alternatives Konzept für die Unterroutine aus 28, die durch den Schritt S23 in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Mit dieser zehnten Ausführungsform wird der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA durch eine einfachere Berechnung erhalten, für die eine Vielzahl von Verzögerungsgewinnen und Korrekturkoeffizienten genutzt werden.
  • In 38 wird ein Ablaufdiagramm für die alternative Routine gezeigt, zunächst liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S161 die Motordrehzahl Ne und den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 ein, der mit der Routine aus 8 berechnet wurde.
  • Anschließend wird in einem Schritt S162 basierend auf der Motordrehzahl Ne ein Verzögerungskorrekturkoeffizient HOS_Ne erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 39 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S163 basierend auf dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 ein weiterer Verzögerungskorrekturkoeffizient HOS_LAMBDA erhalten, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 40 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S164 entsprechend der folgenden Gleichung (33) ein Verzögerungsgewinn GAIN1 berechnet: GAIN1 = GAIN1#·HOS_Ne·HOS_LAMBDA (33)wobei GAIN1# = die Konstante ist, die durch die Struktur der Hardware bestimmt wird.
  • Anschließend wird in einem Schritt S165 entsprechend der folgenden Gleichung (34) ein weiterer Verzögerungsgewinn GAIN2 berechnet: GAIN2 = GAIN2#·HOS_Ne·HOS_LAMBDA (34)wobei GAIN2# = die Konstante ist, die durch die Struktur der Hardware bestimmt wird.
  • An dieser Stelle stellt der Verzögerungsgewinn GAIN1 eine vergleichsweise kleine Ansprechverzögerung von dem Moment, zu dem das Betätigungsglied 1C des Turboladers 1 betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt dar, zu dem die Frischluft-Einlassmenge des Dieselmotors 30 schwankt. Der Verzögerungsgewinn GAIN2 stellt eine vergleichsweise große Ansprechverzögerung von dem Moment, zu dem das Betätigungsglied 1C des Turboladers 1 betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt dar, zu dem die Menge der Restluft in dem AGR-Gas, das zu dem Zylinder 30A des Dieselmotors 30 zurückgeführt wird, schwankt. Die Ansprechverzögerungen sind je nach der Struktur des Luftansaugsystems und der AGR-Vorrichtung unterschiedlich und werden darüber hinaus durch die Motordrehzahl Ne sowie den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 beeinflusst. In diesem Zusammenhang werden die Verzögerungsgewinne GAIN1 und GAIN2 durch Multiplizieren der Konstanten GAIN1# und GAIN2#, die von der Struktur der Hardware abhängen, mit den Korrekturkoeffizienten HOS_Ne und HOS_LAMBDA bestimmt, die von der Motordrehzahl Ne sowie dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 abhängen.
  • Anschließend wird in einem Schritt S166 gemäß der folgenden Gleichung (35) und unter Verwendung des vergleichsweise kleinen Ansprechverzögerungsgewinns GAIN1 eine Verzögerungsprozedur erster Ordnung an den Grund-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 angelegt: LLAMBDA 1 = tLAMBDA0n-1·(1 – GAIN1) + tLAMBDA0·GAIN1 (35)
  • Anschließend wird in einem Schritt S167 der reale Luftüberschussfaktor rLAMBDA berechnet, indem des Weiteren unter Verwendung des vergleichsweise großen Ansprechverzögerungsgewinns GAIN2 eine weitere Verzögerungsprozedur erster Ordnung gemäß der folgenden Gleichung (36) an den Wert tAAMBDA 1 angelegt wird, der aus der Verzögerungsprozedur erster Ordnung, wie oben beschrieben, resultierte: rLAMBDA = tLAMBDAn-1·(1 – GAIN2) + tLAMBDA1·GAIN2 (36)
  • Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den realen Luftüberschussfaktor rLAMBDA auf einfachere Weise als in der Unterroutine aus 28 der zweiten Ausführungsform zu berechnen.
  • Im Folgenden wird eine elfte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf 41 erläutert.
  • Diese Ausführungsform betrifft ein alternatives Konzept für die Routine aus 14 zum Berechnen der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac, sie kann darüber hinaus durch Kombinieren mit der Routine aus 37 gemäß der neunten, oben beschriebenen Ausführungsform auf jede der anderen, hierin beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen angewendet werden.
  • In 41 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S241 zunächst die Motordrehzahl Ne, das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, den Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA, den Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA, der mit der Routine aus 37 berechnet wurde, sowie die Motor-Kühlwassertemperatur Tw ein.
  • Anschließend werden in den Schritten S242 bis S244 die Grund-Soll-Einlassluftmenge tQacb, der AGR-Korrekturkoeffizient kQacegr sowie der Luftüberschussfaktor-Drehmomentkorrekturkoeffizient kQaclm auf dieselbe Weise erhalten wie in den Schritten S72 bis S74 der Routine aus 14.
  • In dem folgenden Schritt S245 wird die Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac gemäß der folgenden Gleichung (37) berechnet: tQac = tQacb·kQacegr·kQaclm·kFBYA (37)
  • Diese Gleichung unterscheidet sich von der in Schritt S75 der Routine aus 14 genutzten Gleichung (5) dadurch, dass während des Berechnens der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac mit Gleichung (37) zusätzlich mit dem auf dem realen Äquivalenzverhältnis sFBYA basierenden Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten kFBYA multipliziert wird. Somit wird gemäß dieser elften Ausführungsform neben der auf dem realen Äquivalenzverhältnis sFBYA basierenden Rückkopplungssteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge des Weiteren eine auf dem realen Äquivalenzverhältnis sFBYA basierende Rückkopplungssteuerung der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac implementiert.
  • Im Folgenden wird eine zwölfte Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die 42 und 43 erläutert.
  • Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein alternatives Konzept für die Routine aus 11 zum Berechnen des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses tEGR.
  • In dieser Ausführungsform wird die NOx-Konzentration in dem Abgas bei der Berechnung des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses tEGR genutzt. Zu diesem Zweck umfasst die Luftüberschussfaktor-Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform einen NOx-Konzentrationssensor 31, wie beispielsweise in 1 in dem Abgaskanal 32 stromaufwärts von der Abgasturbine 1B gezeigt. Der NOx-Konzentrationssensor 31 erfasst die Konzentration von Stickstoffoxiden (NOx), die in dem Abgas des Dieselmotors 30 vorhanden sind, und gibt ein Signal an die Steuereinheit 20 aus, das diese Konzentration darstellt.
  • Die Steuereinheit 20 führt eine Routine durch, deren Ablaufdiagramm in 42 gezeigt wird, und berechnet das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR basierend auf diesem Signal von dem NOx-Konzentrationssensor 31. Diese Routine wird in periodischen Intervallen von zehn Millisekunden ausgeführt, während der Dieselmotor 30 in Betrieb ist.
  • In 42 liest die Steuereinheit 20 in einem Schritt S301 zunächst die Motordrehzahl Ne, das Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe, die Motor-Kühlwassertemperatur Tw sowie die NOx-Konzentration in dem Abgas des Motors, wie von dem NOx-Konzentrationssensor 31 erfasst, ein.
  • Anschließend werden in den Schritten S302 und S303 ein Grund-Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGRb sowie ein Wassertemperatur-Korrekturkoeffizient Kegr_tw berechnet. Diese Schritte sind dieselben wie die Schritte S42 beziehungsweise S43 der in 11 gezeigten, ersten Ausführungsform.
  • Anschließend erhält die Steuereinheit 20 in einem Schritt S304 ein Äquivalenzverhältnis sNOx, indem auf eine entsprechende Karte verwiesen wird, die sich auf die NOx-Konzentration in dem Abgas bezieht und die im Voraus intern in der Steuereinheit 20 gespeichert wurde. Je höher die NOx-Konzentration in dem Abgas ist, desto größer ist der Luftüberschussfaktor. Demgemäß ist es möglich, das reale Äquivalenzverhältnis aus der NOx-Konzentration in dem Abgas durch Verweisen auf diese Karte zu bestimmen, die diese Beziehung spezifiziert.
  • Anschließend wird in einem Schritt S305 basierend auf der Motordrehzahl Ne und dem Soll-Motor-Ausgangsdrehmoment tTe ein der Soll-NOx-Konzentration entsprechendes Äquivalenzverhältnis tNOx berechnet, indem auf eine Karte verwiesen wird, deren Kennwerte in 43 gezeigt werden.
  • Anschließend wird in einem Schritt S306 das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR entsprechend der folgenden Gleichung (38) berechnet: tEGR = tEGRb·Kegr_tw·tNOx/sNOx (38)
  • Gleichung (38) bedeutet, dass das Soll-Abgas-Rückführverhältnis tEGR, das gemäß Gleichung (3) der ersten Ausführungsform berechnet wurde, um das Verhältnis des Soll-Wertes für die NOx-Konzentration in dem Abgas und des realen Wertes dieser Konzentration korrigiert wird.
  • Es ist möglich, die Genauigkeit der Steuerung der Abgas-Rückführgeschwindigkeit durch das Ergänzen dieser Korrektur zu erhöhen.
  • Die 45A bis 45D und die 44A bis 44D zeigen jeweils die Ergebnisse, die gemäß einer Luftüberschussfaktor-Steuerung gemäß dieser Erfindung erhalten wurden, und zum Vergleich Ergebnisse, die gemäß einem Stand der Technik erhalten wurden.
  • Nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise in 44A gezeigt, erhöht sich bei einer plötzlichen Verringerung des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA wegen einer fetten Spitze die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge tQf, des Weiteren erhöht sich auch die reale Kraftstoffeinspritzmenge, wie in 44D gezeigt. Die reale Frischluft-Einlassmenge rQac sinkt jedoch unabhängig von einem plötzlichen Abfall der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac stufenweise ab, wie in 44B gezeigt. Da folglich unmittelbar nach dem plötzlichen Abfall des Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA immer noch genug Frischluft für die Verbrennung der erhöhten Kraftstoffeinspritzmenge bereit steht, steigt das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 30 plötzlich und vorübergehend an, wie in 44C gezeigt. Dieser unvermittelte Anstieg des Ausgangsdrehmoments bewirkt einen Drehmomentstoß.
  • Auf dieselbe Weise kann bei der Luftüberschussfaktor-Steuerung gemäß dieser Erfindung die reale Frischluft-Einlassmenge rQac dem plötzlichen Abfall der Soll-Frischluft- Einlassmenge tQac unmittelbar nach einer fetten Spitze, wie in 45B gezeigt, nicht folgen. Die Steuereinheit 20 korrigiert jedoch den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0 entsprechend dem Verhältnis oder der Differenz zwischen der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac und der realen Frischluft-Einlassmenge rQac. Folglich bewegt sich der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA entlang einer sanften Kurve, wie in 45A gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird basierend auf diesem Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA gesteuert.
  • Hier ist der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA größer als der Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0. Folglich wird die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge in Richtung einer Verringerung korrigiert und behält somit, wie in 45D gezeigt, dieselbe Stufe bei wie vor dem Beginn der fetten Spitze. Daher wird begleitend zu der fetten Spitze kein Drehmomentstoß erzeugt, wie in 45C gezeigt. Andererseits wird der Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA gleich dem Grund-Soll-Luftüberschussfaktor tLAMBDA0, nachdem die reale Frischluft-Einlassmenge rQac mit der Soll-Frischluft-Einlassmenge tQac konvergiert wurde. Danach steigt die Kraftstoffeinspritzmenge an, da die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge mit dem Wert des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors tLAMBDA0 berechnet wurde.
  • Obwohl die vorstehend beschriebene Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung jedoch nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. In Bezug auf die voranstehenden Beschreibungen sind für Personen mit gewöhnlicher Erfahrung auf dem Gebiet der Technik Modifizierungen und Abänderungen der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen durchführbar.
  • Diejenigen Ausführungsformen dieser Erfindung, die eine ausschließliche Eigenschaft oder einen Sonderstatus beanspruchen, sind wie folgt definiert:

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors eines Luft-Kraftstoff-Gemischs, das einem Motor (30) zugeführt wird, wobei sie umfasst: einen Sensor (17, 18, 19, 21, 31, 40), der einen Betriebszustand des Motors (30) erfasst; einen Sensor (16), der eine reale Frischluft-Einlassmenge (rQac) des Motors (30) erfasst; einen Kraftstoff-Zuführmechanismus (9), der dem Motor (30) Kraftstoff zuführt; und eine programmierbare Steuereinheit (20), die so programmiert ist, dass sie: einen Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) auf Basis des Betriebszustandes (S401-S406) einstellt; eine Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) auf Basis des Betriebszustandes (S71-S75) einstellt; den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) entsprechend dem Betriebszustand von einem Wert, der größer ist als Eins, auf einen Wert umstellt (S406), der kleiner ist als Eins, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie einen Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA) berechnet (tQac), indem sie den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) auf Basis eines Verhältnisses der realen Einlassluftmenge (rQac) und der Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) korrigiert (S2, S3) oder wobei für den Motor mit einer Abgas-Rückführeinrichtung (11, 12), die einen Teil eines Abgases des Motors (30) zu einer Einlassluft des Motors (30) zurückführt, die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: ein Soll-Abgas-Rückführverhältnis auf Basis des Betriebszustandes einstellt (S41-S44); einen der Soll-Einlass-Luftmenge entsprechenden Wert auf Basis der Soll-Frischluft-Einlass-Luftmenge (tQac), des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMDA0) und des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses berechnet (S12); ein reales Abgas-Rückführverhältnis auf Basis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses berechnet (S121-S123, S131, S132); den realen Luftüberschussfaktor (rLAMBDA) auf Basis der realen Frischluft-Einlass-Menge (rQac) und des realen Abgas-Rückführverhältnisses berechnet (S13, S151-S154, S161-S167); einen der realen Einlass-Luft-Menge entsprechenden Wert auf Basis der realen Frischluft-Einlass-Menge (rQac), des realen Luftüberschussfaktors (rLAMBDA) und des realen Abgas-Rückführverhältnisses berechnet (S15); einen Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA) berechnet, indem sie den Grund-Soll-Luftüberschuss-Faktor (tLAMBDA0) auf Basis des der realen Einlass-Luftmenge entsprechenden Wertes und des der Soll-Einlassluftmenge entsprechenden Wertes korrigiert (S16, S17), und wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie eine Soll-Kraftstoff-Zuführmenge auf Basis des Soll-Luftüberschuss-Faktors (29) und der realen Frischluft-Einlassmenge berechnet (S61, S62, S81, S82); die Kraftstoff-Zuführmenge des Kraftstoff-Zuführmechanismus (tLAMBDA) so steuert, dass sie der Soll-Kraftstoff-Zuführmenge gleich ist.
  2. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschuss-Faktors nach Anspruch 1, wobei der Motor des Weiteren einen Stickoxidfallen-Katalysator umfasst, der Stickoxide einfängt, die in einem Abgas des Motors enthalten sind, wenn der Luftüberschussfaktor größer ist als Eins, und die Stickoxide reduziert, die eingefangen worden sind, wenn der Luftüberschussfaktor kleiner oder gleich Eins ist.
  3. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 1 oder 2, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: eine reale Abgas-Rückführmenge auf Basis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses berechnet (S121 bis S123); und den realen Luftüberschussfaktor (rLAMBDA) aus der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und der realen Abgas-Rückführmenge berechnet (S13 und S151 bis S154).
  4. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 1, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: den realen Luftüberschussfaktor (rLAMBDA) berechnet (S166 und S167 bis S154), indem sie eine erste Verzögerungsprozedur, die auf einem ersten Gewinn basiert, der einen Zeitraum darstellt, der für das Einlassen von Frischluft in den Motor (30) erforderlich ist, und eine zweite Verzögerungsprozedur, die auf einem zweiten Gewinn basiert, der einen Zeitraum darstellt, der von dem Einlass der Frischluft in den Motor (30) erforderlich ist, bis ein Teil der Frischluft über die Abgas-Rückführ-Vorrichtung (11, 12) zu dem Motor (30) zurückgeführt ist, auf den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) anwendet.
  5. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 1 oder 2, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: einen Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) auf Basis des Betriebszustandes berechnet (S23) und den Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA) berechnet, indem sie den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) auf Basis eines Verhältnisses der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und der Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) sowie des Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinns (kLambda) korrigiert (S24 und S25).
  6. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 5, wobei der Betriebszustand-Erfassungssensor (17, 18, 19, 21, 31, 40) einen Sensor (18), der eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors (30) erfasst, sowie einen Sensor (19) umfasst, der einen Eindrückgrad eines Gaspedals erfasst, mit dem der Motor (30) versehen ist, und die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: ein Soll-Ausgangsdrehmoment des Motors (30) auf Basis der Motordrehzahl und des Eindrückgrades des Gaspedals berechnet (S31 bis S35); und den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) auf Basis der Motor-Drehzahl und des Soll-Ausgangs-Drehmomentes berechnet (S23).
  7. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 5, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: einen Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil berechnet, indem sie Eins von dem Verhältnis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) zu der Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) subtrahiert (S22); ein Korrekturverhältnis berechnet, indem sie Eins zu einem Produkt aus dem Frischluft-Einlassmengen-Fehlerverhältnis und dem Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) addiert (S24); und den Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA) berechnet, indem sie den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) mit dem Korrekturverhältnis multipliziert (S25).
  8. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 7, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) ermittelt, indem sie den Frischluft-Einlassmengen-Fehleranteil mit einem Bandpassfilter verarbeitet (S23), das einen großen Wert in einem spezifischen Frequenzbereich ergibt.
  9. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 8, wobei der Motor (30) mit einem Fahrzeug-Automatikgetriebe (5) verbunden ist und der Betriebszustand-Erfassungssensor (17, 18, 19, 21, 31 und 40) einen Sensor (40) umfasst, der eine Schaltposition des Automatikgetriebes (5) erfasst, und das Bandpassfilter so konfiguriert ist, dass es entsprechend der Schaltposition (S23) einen anderen Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) angibt.
  10. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 5, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) auf Basis des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) berechnet (S23).
  11. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 5, wobei der Motor (30) des Weiteren eine Abgas-Rückführvorrichtung (11, 12) umfasst, die einen Teil eines Abgases des Motors (30) zu einer Einlassluft des Motors (30) zurückführt, und die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: einen Soll-Abgas-Rückführfaktor anhand des Betriebszustandes bestimmt (S41 bis S44); den realen Luftüberschussfaktor (rLAMBDA0) aus der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) berechnet (S131, S132, und S151 bis S154); und den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) auf Basis einer Differenz des realen Luftüberschussfaktors (rLAMBDA) und des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) berechnet (S23).
  12. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 5, wobei die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: den Grund-Soll-Luftüberschussfaktor (tLAMBDA0) entsprechend dem Betriebszustand von einem Wert größer als Eins auf einen Wert kleiner als Eins ändert (S406); und den Luftüberschussfaktor-Korrekturgewinn (kLambda) entsprechend einer von einer Änderung des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) von dem Wert größer als Eins auf den Wert kleiner als Eins verstrichenen Zeit reduziert (S216).
  13. Verfahren zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffzuführmechanismus (9) ein Kraftstoffeinspritzventil umfasst, der Betriebszustands-Erfassungssensor (17, 18, 19, 21, 31, und 40) einen Sensor (21) umfasst, der eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgas des Motors (30) erfasst, und die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: ein Soll-Äquivalenzverhältnis auf Basis des Soll-Luftüberschussfaktors berechnet (S61 und S61); einen Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten auf Basis der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas berechnet (S201 und S202); eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis eines Wertes berechnet, der ermittelt wird, indem das Soll-Äquivalenzverhältnis um den Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten korrigiert wird (S82); und eine Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils so steuert, dass sie der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge gleich ist.
  14. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 13, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (17, 18, 19, 21, 31, 40) einen Sensor (18), der eine Drehzahl des Motors (30) erfasst, und einen Sensor (19) umfasst, der einen Eindrückgrad eines Gaspedals erfasst, mit dem der Motor (30) versehen ist, und die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: ein Soll-Ausgangs-Drehmoment des Motors (30) auf Basis der Motordrehzahl und des Eindrückgrades des Gaspedals berechnet (S31 bis S35); eine Grund-Soll-Frischluft-Einlassmenge entsprechend der Motordrehzahl und dem Soll-Ausgangsdrehmoment (S72) einstellt, und die Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) einstellt, indem sie die Grund-Soll-Frischluft-Einlassmenge um den Soll-Äquivalenzverhältnis-Korrekturkoeffizienten korrigiert (S245).
  15. Vorrichtung zum Steuern eines Luftüberschussfaktors nach Anspruch 1, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (17, 18, 19, 21, 31, 40) einen Stickstoffoxidkonzentrations-Sensor (31) umfasst, der eine reale Stickstoffoxid-Konzentration in dem Abgas des Motors (30) erfasst, und die programmierbare Steuereinheit (20) des Weiteren so programmiert ist, dass sie: ein Grund-Soll-Abgas-Rückführ-Verhältnis auf Basis der realen Stickstoffoxidkonzentration bestimmt (S42); eine Soll-Stickstoffoxid-Konzentration in dem Abgas auf Basis der realen Stickstoffoxidkonzentration bestimmt (S305), ein Soll-Abgas-Rückführ-Verhältnis berechnet, indem sie das Grund-Soll-Abgas-Rückführ-Verhältnis auf Basis eines Verhältnisses der Soll-Stickstoffoxid-Konzentration und der realen Stickstoffoxid-Konzentration korrigiert (S306); und die Abgas-Rückführvorrichtung (11, 12) so steuert, dass sie bewirkt, dass das Abgas-Rückführverhältnis einem Soll-Abgas-Rückführverhältnis gleich ist.
  16. Verfahren zum Steuern eines Luftüberschussfaktors eines Luft-Kraftstoff-Gemischs, das einem Motor (30) zugeführt wird, wobei der Motor einen Kraftstoffzuführmechanismus (9) umfasst, der dem Motor (30) Kraftstoff zuführt, und das Verfahren umfasst: Erfassen eines Betriebszustandes des Motors (30); Erfassen einer realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) des Motors (30); Einstellen eines Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLABMDA0) auf Basis des Betriebszustandes (S401-S406); Einstellen (S71-S75) einer Soll-Frischluft-Einlassmenge (TQac) auf Basis des Betriebszustandes; Ändern (S406) des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) entsprechend dem Betriebszustand von einem Wert, der größer ist als Eins, auf einen Wert, der kleiner ist als Eins; wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: Berechnen (S2, S3) eines Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA) durch Korrigieren des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) auf Basis eines Verhältnisses der realen Luft-Einlassmenge (rQac) und der Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) oder wobei für den Motor mit einer Abgas-Rückführvorrichtung (11, 12), die einen Teil eines Abgases eines Motors (30) zu einer Einlassluft des Motors (30) zurückführt, das Verfahren des Weiteren umfasst: Einstellen (S41-S44) eines Soll-Abgas-Rückführverhältnisses auf Basis des Betriebszustandes; Berechnen (S12) eines der Soll-Einlassluftmenge entsprechenden Wertes auf Basis der Soll-Frischluft-Einlassmenge (tQac) des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) sowie des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses; Berechnen (S121-S123, S131, S132) eines realen Abgas-Rückführverhältnisses auf Basis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und des Soll-Abgas-Rückführverhältnisses; Berechnen (S13, S151-S154, S161-S167) des realen Luftüberschussfaktors (rLAMBDA) auf Basis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) und des realen Abgas-Rückführverhältnisses; Berechnen (S15) eines der realen Einlassluftmenge entsprechenden Wertes auf Basis der realen Frischluft-Einlassmenge (rQac) des realen Luftüberschussfaktors (109) und des realen Abgas-Rückführverhältnisses (S15); Berechnen (S16, S17) eines Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) durch Korrigieren des Grund-Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) auf Basis des der realen Einlassluftmenge entsprechenden Wertes und des der Soll-Einlassluftmenge entsprechenden Wertes, und wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: Berechnen (S61, S62, S81, S82) einer Soll-Kraftstoffzuführmenge auf Basis des Soll-Luftüberschussfaktors (tLAMBDA0) und der realen Frischluft-Einlassmenge (115A); und Steuern der Kraftstoffzuführmenge des Kraftstoffzuführmechanismus (9) so, dass sie der Soll-Kraftstoffmenge gleich ist.
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