DE602005000113T2

DE602005000113T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE602005000113T2
Application number: DE602005000113T
Authority: DE
Inventors: Youko Yoshioka; Takeshi Sato
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-01-29
Also published as: EP1559893A1; EP1559893B1; DE602005000113D1; US7356403B2; US20050171670A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regeltechnik für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasrückführungssystem oder für einen Verbrennungsmotor, der mit einem stufenlosen Getriebe kombiniert ist.
Ein Abgasrückführungssystem (EGR) ist eine Vorrichtung zur Rückführung eines Teils des Abgases, das von einem Motor freigesetzt wird, zu der Ansaugseite des Motors, um die NOx-Emission zu reduzieren. In letzter Zeit wird die Abgasrückführung nicht nur zur Emissionsregelung verwendet, sondern auch als eine Technik für die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs durch Reduzierung eines Pumpverlustes mir einer größeren Menge von EGR in einem breiteren Motorbetriebsbereich.
Das Patendokument D1 (JP 2000-205004A) zeigt ein Motorregelsystem, das so aufgebaut ist, dass eine Abgasrückführungsmenge während der Fahrzeugbeschleunigung mit dem Niederdrücken des Gaspedals reduziert wird, um das Fahrzeug-Beschleunigungsansprechverhalten zu verbessern. Das Patendokument D2 (JP H03(1991)-172666) zeigt ein Motorregelsystem, das einen Schaltvorgang eines stufenlosen Getriebes in dem Fall der Fahrzeugbeschleunigung verzögert.
Übersicht über die Erfindung
Die Begrenzung der Abgasrückführung während der Beschleunigung reduziert jedoch die Wirksamkeit der Abgasrückführung beträchtlich, wenn die Abgasrückführung ohne Rücksicht auf den Motorarbeitspunkt zu diesem Zeitpunkt begrenzt wird. Um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, ist es wünschenswert, selbst während der Beschleunigung die Abgasrückführung so weit wie möglich durchzuführen.
Wenn andererseits die Abgasrückführung während der Beschleunigung in derselben Weise wie im Dauerzustand durchgeführt wird, neigt die Abgasrückführung dazu das Beschleunigungsansprechverhalten des Fahrzeugs zu verschlechtern, und verschlechtert sogar den Kraftstoffverbrauch. Wenn die Abgasrückführung zu dem Zeitpunkt, bei dem der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, in einem normalen Modus fortgesetzt wird, erfolgt der Anstieg des Motordrehmoments langsam, und der Fahrer muss das Gaspedal unbewusst weiter niederdrücken, so dass der Arbeitspunkt in einen Hochlastbereich eintritt, was sich nachteilig auf die Kraftstoffeinsparung auswirkt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Regelvorrichtung oder ein Regelverfahren bereitzustellen, um gemäß einem Motorbetriebszustand, die Abgasrückführung wirksamer zu vermindern.
Nach einem Gesichtpunkt der vorliegenden Erfindung, umfasst eine Regelvorrichtung Folgendes: einen Verbrennungsmotor; ein Abgasrückführungssystem, das zum Rückführen eines Teils des Abgases von dem Motor in den Ansaugstrom zu dem Motor eingerichtet ist; einen Beschleunigungsanforderungs-Erfassungsbereich, der zum Erfassen einer Beschleunigungsanforderung des Fahrers eingerichtet ist; einen Motorbetriebszustands-Erfassungsbereich der zum Erfassen eines aktuellen Motorbetriebszustandes zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers eingerichtet ist; und einen Regelbereich, der so konfiguriert ist, dass er einen Spielraum von dem Motorbetriebszustand zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers bis zu einem Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich in einem Bereich hoher Motorlast berechnet und eine EGR-Menge des Abgasrückführungssystems gemäß dem Spielraum regelt.
Nach einem weiteren Gesichtpunkt der Erfindung, umfasst ein Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Abgasrückführungssystem ausgerüstet ist, Folgendes: das Überwachen einer Gaspedaleingabe des Fahrers, um eine Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu erfassen; das Ermitteln eines Motorbetriebszustandes, um einen Spielraum von einem Motorarbeitspunkt zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers bis zu einem Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich zu bestimmen; und das Regeln einer EGR-Menge des Abgasrückführungssystems in einem, gemäß dem Spielraum, verringerten Modus.
Nach einem weiteren Gesichtpunkt der vorliegenden Erfindung, umfasst eine Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Abgasrückführungssystem ausgerüstet ist, Folgendes: eine Einrichtung für das Erfassung einer Gaspedaleingabe des Fahrers, in dem eine Beschleunigungsanforderung des Fahrers überwacht wird; eine Einrichtung für das Überprüfen eines Spielraums von einem Motorarbeitspunkt zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers bis zu einem Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich; und eine Einrichtung für das Regeln einer EGR-Menge des Abgasrückführungssystems in einem verringerten Modus gemäß einem Überprüfungsergebnis des Spielraums.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Regelsystem oder eine Regelvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Kennlinienansicht, die einen Kraftstoffanreicherungsbereich und eine Ziel-Abgasrückführungs-Abbildung zeigt, die in dem Regelsystem nach der ersten Ausführungsform verwendet werden.
3 ist eine Kennlinienansicht, die eine Getrieberegelkennlinie zeigt, die in dem Regelsystem nach der ersten Ausführungsform verwendet wird.
4 ist eine Kennlinienansicht, die das Verschieben eines Motorarbeitspunktes in dem Regelsystem nach der ersten Ausführungsform im Fall einer schnellen Beschleunigung zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Regelverfahren zeigt, das durch das Regelsystem der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Abänderung verschiedener Parameter während einer schnellen Beschleunigung zeigt, um die Arbeitsabläufe des Regelsystems nach der ersten Ausführungsform darzustellen.
7 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Überprüfung eines Drehmomentspielraums in einem ersten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
8 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Überprüfung eines Drehmomentspielraums in einem zweiten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
9 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Überprüfung eines Drehmomentspielraums in einem dritten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
10 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Verminderungskorrektur der Abgasrückführung in einem ersten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
11 ist eine Kennlinienansicht zwischen einem Ziel-EGR-Anteil und einem Motordrehmoment, um das erste praktische Beispiel von 10 darzustellen.
12 ist eine Kennlinienansicht zwischen dem Anforderungsdrehmoment und einem Gaspedal-Öffnungsgrad zur Darstellung der Verminderungskorrektur der Abgasrückführung in einem zweiten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
13 ist eine Kennlinienansicht zwischen einem Ziel-EGR-Anteil-Verminderungsverhältnis und einem Gaspedal-Öffnungsgrad, um das zweite praktische Beispiel von 12 darzustellen.
14 ist eine Kennlinienansicht zwischen dem Anforderungsdrehmoment und einem Gaspedal-Öffnungsgrad zur Darstellung der Verminderungskorrektur der Abgasrückführung in einem dritten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
15 ist eine Kennlinienansicht zwischen einer Ziel-EGR-Anteil-Verminderungsmenge und einem Gaspedal-Öffnungsgrad, um das dritte praktische Beispiel von 14 darzustellen.
16 ist eine schematische Ansicht, die ein Fahrzeugantriebssystem zeigt, das in einem Regelsystem nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
17 ist eine Kennlinienansicht, die das Verschieben eines Motorarbeitspunktes in dem Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform im Fall einer schnellen Beschleunigung zeigt.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Regelverfahren zeigt, das durch das Regelsystem der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.
19 ist ein Zeitdiagramm, das eine Abänderung verschiedener Parameter während einer schnellen Beschleunigung zeigt, um die Arbeitsabläufe des Regelsystems nach der zweiten Ausführungsform darzustellen.
20 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Bestimmung einer Verzögerungszeit ΔT in einem ersten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann.
21 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Bestimmung einer Verzögerungszeit ΔT in einem zweiten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann.
22 ist eine Kennlinienansicht zur Darstellung der Verminderungskorrektur der Abgasrückführung in einem ersten praktischen Beispiel, das in dem Regelsystem der zweiten Ausführungsform anstelle von 10 verwendet werden kann.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Regelvorrichtung oder ein Regelsystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Verbrennungsmotor 1 dieses Beispiels ist ein Vergasermotor, der eine Zündkerze 2, die sich in der Mitte einer eines Brennraums befindet, und Einlass- und Auslassventile 3 und 4 für jeden Zylinder aufweist. Ein Kurbelwinkelsensor 5 ist so aufgebaut, dass er die Rotation einer Kurbelwelle des Motors abtastet.
In einem Abgaskanal 6 sind ein Katalysator 7 und ein Schalldämpfer 8 vorhanden. An einer Position, die dem Katalysator 7 vorgelagert ist, ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 9 zur Abtastung des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorhanden.
Ein Abgasrückführungssystem oder eine Abgasrückführungsvorrichtung 10 dieses Beispiels beinhaltet einen Abgasrückführungskanal (EGR-Kanal) 12, der sich von dem Abgaskanal 6 bis zu einem Ansaugkanal 11 erstreckt, und ein Abgasrückführungs-Regelventil (EGR- Regelventil) 13 befindet sich in einem Abgasrückführungskanal 12 und ist so angeordnet, dass es eine Abgasrückführungsmenge (EGR-Menge) regelt. In diesem Beispiel ist das Abgasrückführungs-Regelventil ein Schrittmotor-Ventil, das einen Schrittmotor beinhaltet.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 15 ist in einem Einlasskanal für jeden Zylinder vorhanden und so angeordnet, dass sie Kraftstoff in den Einlasskanal jedes Zylinders des Motors 1 einspritzt. Der Ansaugkanal 11 beinhaltet einen Einlasssammelbereich 16 und Abzweigkanäle, die sich jeweils von dem Sammelbereich 16 zu den Zylindern des Motors 1 erstrecken. Ein Drosselventil 17 ist in dem Ansaugkanal 11 an einer vorgelagerten Seite des Sammelbereichs 16 vorhanden. In diesem Beispiel ist das Drosselventil 17 ein elektronisch geregeltes Drosselventil, das einen elektrischen Stellantrieb beinhaltet, der einen elektrischen Motor aufweist. Ein Motorregelmodul (ECM) (oder eine Motorregeleinheit) 19 regelt des Öffnungsgrad des Drosselventils 17, indem es ein Regelsignal sendet. Das elektronisch geregelte Drosselventil 17 beinhaltet einen Drosselpositionssensor für das Abtasten des tatsächlichen Öffnungsgrads des Drosselventils 17. Das Motorregelmodul 19 regelt die tatsächliche Drosselöffnung auf eine gewünschte Ziel-Drosselöffnung durch eine Regelung, die auf dem Signal von dem Drosselpositionssensor basiert. Auf der vorgelagerten Seite des Drosselventils 17 ist ein Luftstrommesser oder -Sensor 18 für das Abtasten einer Ansaug-Luftstrommenge vorhanden.
Ein Gaspedalpositions-(oder -öffnungs-)Sensor 20 ist so angeordnet, dass er eine Gaspedaleingabe des Fahrers abtastet. In diesem Beispiel tastet der Gaspedalpositions-Sensor 20 den Niederdrückgrad eines Gaspedals ab (das heißt, einen Gaspedalöffnungsgrad APO). Das Sensorsignal dieses Gaspedalpositions-Sensors 20 wird zusammen mit den Sensorsignalen des oben erwähnten Kurbelwinkelsensors 5, des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 9 und des Luftstrommessers 18 in das Motorregelmodul 19 eingegeben. Gemäß der Eingabeinformationen über die Motorbetriebszustände, die durch diese Sensoren abgetastet werden, regelt das Motorregelmodul 19 die Kraftstoffeinspritzmenge, dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für jede Kraftstoffeinspritzdüse 15, den Zündzeitpunkt für jede Zündkerze 2 und den Drosselventilöffnungsgrad des Drosselventils 17.
In diesem Beispiel ist der Motor 1 mit einem stufenlosen Getriebe (CVT) kombiniert. Die Antriebsräder eines Fahrzeugs werden über das stufenlose Getriebe durch den Motor 1 angetrieben. Das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes wird fortlaufend gemäß den Fahrzeugbetriebszuständen geregelt, hauptsächlich gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO und einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
2–15 zeigen eine Abgasrückführungsregelung, die durch das Regelsystem nach der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
Zunächst richtet sich die Erläuterung auf die grundlegende Abgasrückführungsregelung, die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung und die Kraftstoffeinsparung. 2 zeigt eine Motorbetriebskennlinie, die das Motordrehmoment und die Motordrehzahl (rpm) als Parameter verwendet. Eine oberste Linie WOT ist eine Kennlinie für einen weit geöffneten Drosselzustand, in dem das Drosselventil 17 vollständig geöffnet ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors 1 wird in der folgenden Weise geregelt. Der Motor 1 wird in einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben, das fetter ist als das stöchiometrische Verhältnis in einem höheren Motorlastbereich (oder einem Kraftstoffanreicherungsbereich), was durch die Schraffierung in 2 gezeigt wird. Dieser Bereich wird zwischen der WOT-Linie und einer stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie (oder einer unteren Begrenzung) abgegrenzt. In einem niedrigen und mittleren Lastbereich oder einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich unterhalb der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie wird der Motor 1 so betrieben, dass das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis dem stöchiometrischen Verhältnis gleichgesetzt wird. In diesem niedrigen und mittleren Lastbereich regelt das Regelsystem die Kraftstoffeinspritzmenge jeder Einspritzdüse 15 in dem Feedback-Regelmodus, der auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis basiert, das durch den Luft-Kraftstoff Verhältnis-Sensor 9 abgetastet wird, um so das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu regeln. In dem höheren Lastbereich oberhalb der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie beendet das Regelsystem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung im Gegensatz dazu und erhöht stattdessen die Kraftstoffeinspritzmenge, um so ein gewünschtes Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der fetten Seite der Stöchiometrie zu erreichen.
In 2 sind die Kraftstoffeinsparungsumrisse in der Form von Höhenlinien beschrieben. Ein Mittelbereich (oder eine mittlere Drehzahl oder mittlere Last) der von den Kraftstoffeinsparungsumrissen umgeben ist, ist ein optimaler Kraftstoffverbrauchsbereich, in dem der Kraftstoffverbrauch optimiert ist. Der Kraftstoffverbrauch wird allmählich schlechter, während sich der Motorarbeitspunkt von dem mittigen optimalen Kraftstoffverbrauchsbereich weg zu der höheren Lastseite und der niedrigeren Lastseite hin bewegt. In ähnlicher Weise wird der Kraftstoffverbrauch allmählich schlechter, während sich der Motorarbeitspunkt von dem mittigen optimalen Kraftstoffverbrauchsbereich weg zu der höheren Drehzahlseite und der niedrigeren Drehzahlseite hin bewegt. Insbesondere in dem Kraftstoff-Anreicherungsbereich oberhalb der der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie wird der Kraftstoffverbrauch wegen der Kraftstoffanreicherung erheblich schlechter, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu der fetten Seite zu regeln. Dementsprechend wird der Kraftstoffanreicherungsbereich, der durch die Schraffierung gezeigt wird, in diesem Beispiel als ein Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich definiert. Der Kraftstoffverbrauch wird durch den Zündzeitpunkt und weitere Motorbetriebszustände beeinflusst Deshalb weicht die stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie leicht von der Kennlinie der Kraftstoffeinsparungsumrisse ab.
In 2, wird die Kennlinie eine Ziel-Abgasrückführungsanteils bei der Abgasrückführungsregelung durch die Linien EGR1, EGR2 und EGR3 in Form von Höhenlinien gezeigt. Der Abgasrückführungsanteil ist in einem Mittelbereich, der von der Linie EGR1 umgeben wird, am größten. Außerhalb der äußersten Linie EGR3 wird der Abgasrückführungsanteil gleich null gesetzt, und die Abgasrückführung wird gestoppt. Wie in 2 gezeigt, führt das Regelsystem nach dieser Ausführungsform, verglichen mit einem normalen Abgasrückführungssystem, das die Abgasrückführung nur bei relativ niedrigen EGR- Anteilen in einem relativ engen Bereich durchführt, der durch die Linien EGR11 ~ EGR13 gezeigt wird, die Abgasrückführung in einem breiteren Motorbetriebsbereich bei relativ hohen EGR-Anteilen durch. Das Regelsystem nach dieser Ausführungsform führt die Abgasrückführung so weit wie möglich bei höheren Anteilen im größten Teil des Niedrig- und Teillastbereichs unterhalb der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie durch, um den Pumpverlust zu reduzieren und somit die Kraftstoffeinsparung zu verbessern. Deshalb ist in dem Regelsystem nach der Ausführungsform die Häufigkeit des Auftretens einer Beschleunigungsanforderung des Fahrers während der Abgasrückführung höher. j1
3 zeigt eine CVT-Übersetzungsverhältnisregelung, die durch das Regelsystem nach der Ausführungsform durchgeführt wird. 3 zeigt Norm-Fahrwiderstands-Kennlinien zusammen mit den Kraftstoffeinsparungs-Höhenlinien, die denen von 2 ähnlich sind. Die Norm-Fahrwiderstands-Linien stellen Kennlinien des Motordrehmoments und der Motordrehzahl gegenüber einem Fahrwiderstand eines Fahrzeugs dar, das auf einer Grundstrecke fährt. Wie durch eine Linie „AUSFÜHRUNGSFORM" in 3 gezeigt, ist das Regelsystem nach dieser Ausführungsform so aufgebaut, dass es das Getriebeübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes so regelt, dass die Norm-Fahrwiderstands-Kennlinie durch den optimalen Kraftstoffverbrauchspunkt oder den mittigen optimalen Kraftstoffverbrauchsbereich läuft, der durch die Kraftstoffeinsparungs-Höhenlinien umgrenzt wird, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In einem normalen CVT-Regelsystem, das als ein Vergleichsbeispiel „VERGLEICH" in 3 gezeigt wird, befindet sich die R/L-Linie auf der unteren Lastseite des optimalen Kraftstoffverbrauchsbereichs. Im Fall eines nichtstufenlosen Mehrgang-Automatikgetriebes, erstreckt sich die R/L-Linie, wie durch die AT-R/L-Linie in 3 gezeigt, weiter nach unten als die R/L-Linie des Vergleichsbeispiels. Deshalb ist das Regelsystem nach der Ausführungsform so aufgebaut, dass es den Motor 1 bei relativ hohen Motorlasten betreibt, um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern. Deshalb ist in dem Fall der Beschleunigung während des Zurücklegens einer Grundstrecke, zum Beispiel ein Drehmomentspielraum bis zu dem Kraftstoffanreicherungsbereich relativ eng, und somit neigt die Häufigkeit des Motorbetriebs in dem Kraftstoffanreichenangsbereich dazu, hoch zu werden. Um den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch zu verbessern, ist es wichtig, einen unerwünschten Motorbetrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich zu vermeiden.
Sobald das Gaspedal bei einem Motorarbeitspunkt in einem Bereich niedergedrückt wird, bei dem die Abgasrückführung durchgeführt wird, tritt der Betrieb des Motors leicht in den Kraftstoffanreicherungsbereich ein, wenn der Drehmomentspielraum von dem Motorarbeitspunkt bis zu dem Anreicherungsbereich, wie in 4 gezeigt, klein ist. Ein in 4 gezeigter Motorarbeitspunkt j befindet sich innerhalb des Bereichs, in dem die Abgasrückführung durchgeführt wird, und in der Nähe des Anreicherungsbereichs, so dass der Spielraum (oder der Abstand) des Drehmoments von dem Punkt j bis zu der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie, die den Anreicherungsbereich abgrenzt, eng ist. Sobald der Fahrer durch Niederdrücken des Gaspedals eine Beschleunigung in dem Zustand anfordert, in dem der Motor 1 bei dem Arbeitspunkt j betrieben wird, steigt das Drehmoment in Erwiderung auf das Öffnen des Drosselventils 17 nicht schnell an, weil die Frischluftmenge, die in den Brennraum eintritt, in dem Zustand klein ist, in dem die Abgasrückführungsmenge groß ist. Als ein Ergebnis neigt der Fahrer dazu, das Gaspedal unbewusst weiter niederzudrücken, insbesondere sobald der Fahrer eine schnelle Beschleunigung wünscht. Als ein Ergebnis bewegt sich der Motorarbeitspunkt, wie durch einen Pfeil (A) in 4 gezeigt, in den Kraftstoffanreicherungsbereich.
Im Gegensatz dazu vermindert das Regelsystem nach der ersten Ausführungsform, verglichen mit dem normalen EGR-Regelmodus, den Abgasrückführungsanteil, sobald eine Beschleunigungsanforderung, die eine schnelle Beschleunigung verlangt, in dem Zustand erzeugt wird, in dem der Drehmomentspielraum für den Anreicherungsbereich klein ist. Sobald der EGR-Anteil auf diese Weise abnimmt, erhöht sich die Frischluftmenge gleichmäßig, die in den Brennraum eintritt, und das Motordrehmoment wird mit dem Anstieg bei dem Öffnungsgrad des Drosselventils 17 schnell erhöht. Der Fahrer muss nicht länger unnötigerweise das Gaspedal niederdrücken. Als ein Ergebnis bewegt sich der Motorarbeitspunkt, wie durch einen Pfeil (B) in 4 gezeigt, von dem Punkt j weg, anstelle in den Anreicherungsbereich einzutreten.
Sobald die Beschleunigungsanforderung nicht für eine schnelle sondern für eine allmähliche Beschleunigung verlangt wird, oder sobald der Drehmomentspielraum zu dem Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung groß ist, führt das Regelsystem nach der ersten Ausführungsform die Abgasrückführung, basieren auf der Ziel-Regelungsabbildung (einschließlich EGR1 ~ EGR3) wie sie in 2 gezeigt wird, in dem normalen Modus durch, ohne den EGR-Anteil zu korrigieren. Deshalb kann das Regelsystem den Pumpverlust reduzieren und dadurch den Kraftstoffverbrauch vollständig verbessern.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Hauptabschnitt einer Abgasrückführungsregelung zeigt, die durch das Regelsystem nach der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
Die Schritte S1 und S2 dienen zur Untersuchung, ob eine schnelle Beschleunigung von dem Fahrer angefordert wird. Schritt S1 entscheidet, ob eine Veränderungsgeschwindigkeit (oder ein Änderungs-Zeitanteil oder eine Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit) VAPO des Gaspedalöffnungsgrads APO größer als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert VA-POa ist oder nicht. Schritt S2 entscheidet, ob der Gaspedalöffnungsgrad APO größer als ein vorbestimmter Gradwert APOa ist. Deshalb entscheidet ECM 19, dass eine schnelle Beschleunigungsanforderung des Fahrers erzeugt wird, sobald der Fahrer das Gaspedal schnell und tief niederdrückt. Wenn die Antwort von S1 oder S2 NEIN ist, dann läuft das Programm für eine normale EGR-Regelung, die auf der Ziel-EGR-Abbildung von 2 basiert, weiter zu Schritt S4. Deshalb wird bei Schritt S4 die Abgasrückführung gemäß den Motorbetriebszuständen durchgeführt. In dem Motorbetriebsbereich, in dem der Ziel-EGR-Anteil gleich null festgelegt wird (außerhalb von EGR3 in 2), wird die Abgasrückführung nicht durchgeführt.
Sobald eine schnelle Beschleunigungsanforderung vorhanden ist und die Antworten von S1 und S2 beide JA sind, läuft dann das Programm weiter zu Schritt S3, um einen Drehmomentspielraum bis zu dem Anreicherungsbereich gemäß dem Motorbetriebszustand zu diesem Zeitpunkt zu bestimmen, und um zu entscheiden, ob der Spielraum eng ist oder nicht. Die Art zu entscheiden, ob der Spielraum eng ist oder nicht, wird später erläutert. Sobald der Spielraum breit oder ausreichend ist, läuft dann das Programm weiter von S3 zu S4, und das System führt die Abgasrückführung in dem normalen Regelmodus durch, der auf der Ziel-EGR-Abbildung basiert. Sobald andererseits das Ergebnis von S3 lautet, dass der Spielraum eng oder unzureichend ist, läuft dann das Programm weiter von S3 zu Schritt S5, um den EGR-Anteil, verglichen mit dem normalen EGR-Regelmodus von S4, zu verringern. Deshalb bestimmt ECM 19 bei S5 einen korrigierten Ziel-EGR-Anteil, indem der normale Ziel-EGR-Anteil, der auf der Ziel-EGR-Abbildung von 2 basiert, vermindert wird und führt die Abgasrückführung unter Verwendung des korrigierten Ziel-EGR-Anteils durch. Der Weg, um den normalen Ziel-EGR-Anteil zu verringern wird später erläutert.
6 zeigt in Form eines Zeitdiagramms die Arbeitsweisen eines Regelsystems nach der ersten Ausführungsform im Fall einer schnellen Beschleunigung. 6 zeigt zeitliche Veränderungen des Gaspedalöffnungsgrads APO, der Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit VAPO, eines Anforderungs-Antriebsdrehmoments P, eines Drosselventilöffnungsgrads TVO, eines Ansaugunterdrucks (Ladedrucks) in dem Sammelbereich 16, des Abgasrückführungsanteils EGR, des Motordrehmoments Te und der tatsächlichen Antriebskraft. In diesem Fall übersteigt der Gaspedal-Öffnungsgrad APO den vorbestimmten Wert APOa, und gleichzeitig übersteigt die Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit VAPO den vorbestimmten Wert VAPOa. Deshalb kommt das Regelsystem zu dem Schluss, dass eine schnelle Beschleunigungsanforderung besteht. Die Anforderungs-Antriebskraft P ist eine Antriebskraft (ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl), die durch die Beschleunigungsanforderung des Fahrers verlangt wird. In diesem Beispiel wird die Anforderungs-Antriebskraft P als im Wesentlichen gleich dem Gaspedal-Öffnungswinkel APO betrachtet. Der Drosselventilöffnungsgrad TVO wird gemäß dieser Anforderungs-Antriebskraft P geregelt. Der Ansaugunterdruck (Ladedruck) verändert sich gemäß der Veränderung des Drosselventilöffnungsgrads TVO.
Ebenso wie für jeden Abgasrückführungsanteil EGR, für jedes Motordrehmoment Te und für jede tatsächliche Antriebskraft eine unterbrochene Linie eine Kennlinie des normalen Systems zeigt, zeigt eine durchgezogene Linie eine Kennlinie nach dieser Ausführung. In dem normalen System wird, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt, der Abgasrückführungsanteil EGR während der Beschleunigung bei dem Pegel der Ziel-EGR-Abbildung gehalten, und das Abgasrückführungsgemisch wird in einer großen Menge zurückgeführt. Deshalb steigt das Motordrehmoment Te so langsam an, dass der Anstieg der tatsächlichen Antriebskraft bezüglich dem Anstieg der Anforderungs-Antriebskraft P verzögert ist, und der Fahrer muss das Gaspedal tiefer niederdrücken. Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform der Abgasrückführungsanteil EGR, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsanforderung vermindert, und der Umfang der Abgasrückführung wird auf einen niedrigeren Pegel begrenzt. Deshalb steigt das Motordrehmoment Te, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, schnell an, und die tatsächliche Antriebskraft wird konform mit der Anforderungs-Antriebskraft erzeugt. In dem in 6 gezeigten Beispiel, wird der Abgasrückführungsanteil EGR vom Auftreten der schnellen Beschleunigungsanforderung niedrig gehalten bis der Gaspedal-Öffnungsgrad APO kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert APOa wird. Es ist jedoch wichtig, die gleich dem vorbestimmten Wert APOa wird. Es ist jedoch wichtig, die Abgasrückführung in einem frühen Beschleunigungsstadium zu begrenzen. Deshalb kann den Abgasrückführungsanteil, vom Auftreten der schnellen Beschleunigungsanforderung wahlweise für eine vorbestimmte Zeit bei einem verringerten Pegel gehalten werden, oder der Abgasrückführungsanteil kann nach Ablauf der vorbestimmten Zeit zu einem normalen Pegel wiederhergestellt werden.
Die Überprüfung des Drehmomentspielraums bei S3 kann in einem der folgenden Beispiele, die in 7, 8 und 9 gezeigt werden, durchgeführt werden.
7 zeigt ein erstes praktisches Beispiel. Ein Schwellenwert Ta dieses Beispiels ist ein vorbestimmter Prozentsatz (A%) des Drehmoments Tr der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie bei jedem Motordrehzahlwert. Das heißt, Ta wird gleich dem Produkt festgelegt, das aus der Multiplikation von A/100 und einem Wert des Drehmoments Tr der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie resultiert, das einem Wert der Motordrehzahl zum Zeitpunkt der schnellen Beschleunigungsanforderung entspricht (Ta = Tr × A/100). Das Regelsystem entscheidet, dass der Spielraum breit ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens einer schnellen Beschleunigungsanforderung kleiner ist als der Schwellenwert Ta; und es entscheidet, dass der Spielraum eng ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens der schnellen Beschleunigungsanforderung größer oder gleich dem Schwellenwert Ta ist. Deshalb ist in diesem praktischen Beispiel die Antwort von S3 positiv, sobald der Prozentsatz des Motordrehmoments für das Drehmoment Tr der unteren Grenze des Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereichs größer ist als A (%).
8 zeigt ein zweites praktisches Beispiel. Ein Schwellenwert Tb dieses Beispiel wird bestimmt durch Subtrahieren eines vorbestimmten Drehmomentwerts B (Nm) von dem Drehmoment Tr der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff Verhältnis-Grenzlinie bei jedem Motordrehzahlwert (Tb = Tr – B). Das Regelsystem entscheidet, dass der Spielraum breit ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens der schnellen Beschleunigungsanforderung kleiner ist als der Schwellenwert Tb; und es entscheidet, dass der Spielraum eng ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens einer schnellen Beschleunigungsanforderung größer oder gleich dem Schwellenwert Tb ist. Deshalb ist in diesem praktischen Beispiel die Antwort von S3 positiv, sobald die Drehmomentdifferenz, die durch Sub trahieren des Motordrehmoments von dem Drehmoment Tr der unteren Grenze des Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereichs erzielt wird, kleiner ist als B (%).
9 zeigt ein drittes praktisches Beispiel. Ein Schwellenwert Tc (Nm) dieses Beispiel ist ein vorbestimmter konstanter Wert, der beständig und unabhängig von der Motordrehzahl ist. Das Regelsystem entscheidet, dass der Spielraum breit ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens einer schnellen Beschleunigungsanforderung kleiner ist als der Schwellenwert Tc; und es entscheidet, dass der Spielraum eng ist, sobald das Drehmoment zum Zeitpunkt des Auftretens der schnellen Beschleunigungsanforderung größer oder gleich dem Schwellenwert Tc ist. In dem Beispiel von 9 wird der Schwellenwert Tc dem kleinsten Wert des Drehmoments Tr der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenze gleichgesetzt, die sich mit der Motordrehzahl verändert.
Beim Überprüfen des Drehmomentspielraums bis zu der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenze, die den Kraftstoffanreicherungsbereich begrenzt, ist es möglich, anstelle des Motordrehmoments zum Zeitpunkt der Beschleunigungsanforderung des Fahrers einen Parameter (Drehmomentparameter oder Lastparameter) zu verwenden, der das Motordrehmoment darstellt, wie z. B. die Luftansaugmenge des Motors, die Kraftstoffeinspritzungs-Impulsdauer, den Drosselventilöffnungsgrad TVO und den Ansaug-Ladeunterdruck.
Der Abgasrückführungsanteil kann bei Schritt S5 in einem der folgenden Beispiele, die in 10 und 11, 12 und 13 und 14 und 15 gezeigt werden, vermindert werden.
10 und 11 zeigen ein erstes praktisches Beispiel. In diesem Beispiel wird der Bereich, der zwischen der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie (Tr) und der Schwellenwertlinie des Schwellenwerts (zum Beispiel Ta von 7 oder Tb von 8) begrenzt wird, in eine Vielzahl von Bereiche aufgeteilt. In dem Beispiel von 10 ist der Bereich zwischen der Grenzlinie und der Schwellenwertlinie durch eine Linie, die sich, wie in 10 gezeigt, zwischen der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie und der Schwellenwertlinie erstreckt, in einen unteren Bereich D (niedrigere Last) und einen oberen Bereich E (höhere Last) aufgeteilt. Ein verminderter Ziel-EGR-Anteil EGRd wird für den Drehmomentwert eines mittigen Punkts d in dem unteren Bereich D festgelegt, und ein verminderter Ziel-EGR-Anteil EGRe wird für den Drehmomentwert eines mittigen Punkts e in dem oberen Bereich E festgelegt. Jeder der Ziel-EGR-Anteile EGRd und EGRe ist ein Ziel-EGR-Anteil EGR, der, verglichen mit dem Ziel-EGR-Anteil der normalen Ziel-EGR-Abbildung, vermindert ist. Dann wird, wie in 11 gezeigt, durch Interpolation unter Verwendung der verminderten Ziel-EGR-Anteile EGRd und EGRe, gemäß dem Motordrehmoment zu dem Zeitpunkt der schnellen Beschleunigungsanforderung, der Ziel-EGR-Anteil bestimmt. Das Ziel-EGR-Drehmoment EGRe des oberen Bereichs E, wo der Spielraum enger ist, ist kleiner als der Ziel-EGR-Anteil EGRd des unteren Bereichs D, wo der Spielraum breiter ist. Deshalb ist der Ziel-EGR-Anteil vermindert, da der Spielraum enger wird. Durch Verändern der Verminderungsmenge der Abgasrückführung gemäß der Größenordnung des Drehmomentspielraums auf diese Weise, kann das Regelsystem den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es kann ferner den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung verbessern.
12 und 13 zeigen ein zweites praktisches Beispiel, in dem das Verminderungsverhältnis oder der Prozentsatz (%) des Ziel-EGR-Anteils gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO bestimmt wird. Das Verminderungsverhältnis ist ein Verhältnis einer Verminderung auf den Wert der normalen Ziel-EGR-Abbildung. Der normale Ziel-EGR-Anteil wird ohne Veränderung verwendet, wenn das Verminderungsverhältnis gleich 0 (%) ist. Wenn das Verminderungsverhältnis gleich 100% ist, wird der End-Ziel-EGR-Anteil gleich 0. Wie in 13 gezeigt, ist in dem Bereich, in dem der Gaspedalöffnungsgrad APO kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert APOa ist, der bei S2 verwendet wird, das Verminderungsverhältnis gleich null. Das Verminderungsverhältnis erhöht sich sobald der Gaspedalöffnungsgrad APO von APOa ansteigt. Das Verminderungsverhältnis wird gleich 100%, sobald der Gaspedalöffnungsgrad APO gleich einem Wert bei oder in der Nähe des vollständig geöffneten Zustands des Gaspedals wird. Wie in 12 gezeigt, wird in diesem Beispiel der Bereich des Gaspedalöffnungsgrads APO, der größer ist APOa, in mindestens zwei Bereiche F und G aufgeteilt. Durch Verwendung eines Werts f (%) des Verminderungsverhältnisses, der einem zentralen Wert APOf des Bereichs F entspricht, und eines Werts g (%) des Verminderungsverhältnisses, der einem zentralen Wert APOg des Bereichs G entspricht, bestimmt dann das Regelsystem einen Wert des Verminderungsverhältnisses, der dem Gaspedalöffnungsgrad APO entspricht. Das Anforderungsdrehmoment, das von dem Fahrer angefordert wird, ist, wie in 12 gezeigt, ungefähr proportional zu dem Gaspedalöffnungsgrad APO.
Dementsprechend wird der Ziel-EGR-Anteil gemäß dem Anforderungsdrehmoment vermindert. Indem die Verminderungsmenge des Abgasrückführungsanteils gemäß dem Anforderungsdrehmoment zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung auf diese Weise verändert wird, kann das Regelsystem den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es verbessert ferner, wie in dem ersten praktischen Beispiel von 10 und 11, den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung.
14 und 15 zeigen ein drittes praktisches Beispiel, in dem eine EGR-Anteil-Verminderungsmenge gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO bestimmt wird, und der End-EGR-Anteil wird bestimmt, indem diese EGR-Anteil-Verminderungsmenge von dem Wert, der durch die normale Ziel-EGR-Abbildung bestimmt wird, subtrahiert wird. Wie in 15 gezeigt, ist in dem Bereich, in dem der Gaspedalöffnungsgrad APO kleiner oder gleich APOa ist, der bei Schritt S2 verwendet wird, die EGR-Anteil-Verminderungsmenge gleich null. Die EGR-Anteil-Verminderungsmenge erhöht sich, da der Gaspedalöffnungsgrad APO von APOa ansteigt. Wie in 14 gezeigt, wird in diesem Beispiel der Bereich des Gaspedalöffnungsgrads APO, der größer ist APOa, in mindestens zwei Bereiche H und I aufgeteilt. Durch Verwendung eines Werts EGR_H (h) (%) der Verminderungsmenge, der einem zentralen Wert APO_H des Bereichs H entspricht, und eines Werts EGR_I (i) (%) der Verminderungsmenge, der einem zentralen Wert APO_I des Bereichs 1 entspricht, bestimmt dann das Regelsystem einen Wert der Verminderungsmenge, der dem Gaspedalöffnungsgrad APO entspricht. Das Anforderungsdrehmoment, das von dem Fahrer angefordert wird, ist, wie in 14 gezeigt, ungefähr proportional zu dem Gaspedalöffnungsgrad APO. Dementsprechend wird der Ziel-EGR-Anteil gemäß dem Anforderungsdrehmoment wie in dem zweiten praktischen Beispiel von 12 und 13 vermindert. Indem die Verminderungsmenge des Abgasrückführungsanteils gemäß dem Anforderungsdrehmoment zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung auf diese Weise verändert wird, kann das Regelsystem den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es verbessert ferner, wie in dem ersten und zweiten praktischen Beispiel, den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung.
In der ersten Ausführungsform wird der Kraftstoffanreicherungsbereich als ein Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich betrachtet. Der Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich ist ein hoher Motorlastbereich, in dem die Kraftstoffeinsparung erheblich schlechter wird. Man kann den Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich in geeigneter Weise gemäß dem Bedarf definieren. Der Kraftstoffverbrauch wird auch durch den Zündzeitpunkt beeinflusst. Dementsprechend ist es optimal, den Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich auf Basis der tatsächlichen Kennlinien des Kraftstoffverbrauchs unter Berücksichtigung des Zündzeitpunkts und anderer Faktoren zu definieren. Vorzugsweise wird der Umfang der Verminderung des EGR-Anteils gemäß der Größenordnung des oben beschriebenen Spielraums oder der Größenordnung des Anforderungsdrehmoments verändert. Sobald der Drehmomentspielraum groß ist, ermöglicht das Regelsystem nach der ersten Ausführungsform die Abgasrückführung in einer größeren Menge und verbessert dadurch vollständig den Kraftstoffverbrauch. Sobald der Spielraum klein ist, begrenzt das Regelsystem die Abgasrückführung auf eine kleinere Menge und verhindert dadurch die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs durch das Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer.
16 ~ 22 sind Ansichten zur Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Regelsystem des zuvor erwähnten Patendokuments D2 (JP H03(1991)-172666) verzögert einen Schaltvorgang eines stufenlosen Getriebes, das eine Sperreinrichtung aufweist. In dem Fall, in dem sich die Fahrzeugbeschleunigung in einem Sperrbereich befindet, löst dieses Regelsystem die Sperreinrichtung und verzögert den Schaltvorgang, um das Beschleunigungsansprechverhalten zu verbessern. Während des Verzögerns des Schaltvorgangs wird das Übersetzungsverhältnis jedoch festgelegt aufrechterhalten, und die Motorlast steigt zum Nachteil der Kraftstoffeinsparung erheblich an, insbesondre sobald die Beschleunigung in einem relativ hohen Lastbereich angefordert wird. Um die von dem Fahrer angeforderte Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen, ohne dass sich das Übersetzungsverhältnis ändert, muss das Motorsystem, verglichen mit dem Motorbetrieb mit Veränderung der Übersetzung, die Motorlast erhöhen. Deshalb tritt der Motorarbeitspunkt leicht in den Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich ein. Insbesondere während die Abgasrückführung nach einer Beschleunigungsanforderung des Fahrers weiterläuft, erfolgt der Drehmomentanstieg langsam, und somit neigt der Fahrer dazu, das Gaspedal in einen Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich tiefer niederzudrücken. Wenn die Verminderung der Abgasrückführung und eine Verzögerung des Getriebe-Schaltvorgangs unabhängig voneinander durchgeführt werden, verändert sich die Fahrzeugantriebskraft in unnatürlicher Wei se, und die Fahrzeugmanövrierfähigkeit und der Fahrkomfort neigen dazu, schwächer zu werden. Das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform ist so aufgebaut, dass es einen Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes gemäß dem Spielraum von dem Motorarbeitspunkt zu dem Zeitpunkt der Ermittlung einer Fahrer-Beschleunigungsanforderung bis zu dem Kraftstoffeinsparungs-Verschlechterungsbereich verzögert, und dass es die Abgasrückführung während der Verzögerungszeit des Schaltvorgangs vermindert.
16 zeigt schematisch ein riemengetriebenes stufenloses Getriebe 21, durch das die Antriebskraft eines Verbrennungsmotors 1 auf Antriebsräder 22 übertragen wird (zur Vereinfachung wird in 16 nur ein Rad gezeigt).
Dieses stufenlose Getriebe 21 beinhaltet eine Primärantriebsscheibe 23 auf der antreibenden Seite, eine Sekundärantriebsscheibe 24 auf der angetriebenen Seite und einen Metallriemen 25, der antreibend beide Antriebsscheiben verbindet. Eine der Antriebsscheiben 23 und 24 ist eine erste Antriebsscheibe und die andere ist eine zweite Antriebsscheibe. Die Antriebsscheibenbreite der Primärantriebsscheibe 23 wird durch den hydraulischen Druck in einer hydraulischen Druckkammer 26 verändert, und die Sekundärantriebsscheibe 24 verändert ihre eigene Antriebsscheibenbreite gemäß der Breite der Primärantriebsscheibe 23. Auf diese Weise kann das stufenlose Getriebe 21 das Übersetzungsgeschwindigkeitsverhältnis stufenlos verändern. Die hydraulische Druckkammer 26 kann als eine Druckkammer eines hydraulischen Stellantriebs betrachtet werden.
Die Drehwelle der Primärantriebsscheibe 23, die eine Übersetzungseingangswelle ist, ist durch eine Vorwärts-Rückwärts-Umstelleinrichtung 27, die ein Planetengetriebesystem und einen Drehmomentwandler 28 beinhaltet, mit der Kurbelwelle des Motors 1 verbunden. Die Drehwelle der Sekundärantriebsscheibe 24, die eine Übersetzungsausgangswelle ist, ist durch ein Endgetriebe 29 und ein Differentialgetriebe 30 mit einer Achswelle des Antriebsrads 22 verbunden.
Um das CVT 21 zu regeln, ist zur Erzeugung einer Fluiddruckregelung an der Ausgangsseite der Vorwärts-Rückwärts-Umstelleinrichtung 27 eine mechanische Ölpumpe 32 vorhanden, die in diesem Fall eine Zahnradpumpe ist. Der Öldruck, der durch die Ölpumpe 32 erzeugt wird, wird einem hydraulischen Regelbereich 33, der ein Druckminderventil und ein Überdruckventil beinhaltet, zugeführt. Dieser hydraulische Regelbereich 33 erhält den Öldruck von der Ölpumpe 32 und erzeugt den Regeldruck, welcher der hydraulischen Druckkammer 26 zugeführt wird, um, unter der Regelung der CVT-Regeleinheit 59 gemäß eines oder mehrerer Fahrzeugbetriebszustände, das Übersetzungsverhältnis des CVT 21 zu regeln. Das CVT-Übersetzungsverhältnis wird durch die Einwirkung des Regeldrucks in der hydraulische Druckkammer 26 zur Betätigung der Primärantriebsscheibe 23 grundlegend verändert. In diesem Beispiel weist die Sekundärantriebsscheibe 24 ebenfalls eine ähnliche Druckkammer auf, die so aufgebaut ist, dass sie durch Aufnahme eines Fluiddrucks für die Sekundärantriebsscheibe 24 eine geeignete Riemenspannung erzeugt. Während einer Übergangsperiode, während der die Antriebsscheibenbreite für einen Schaltvorgang angepasst wird, fordert das stufenlose Getriebe 21, verglichen mit dem Dauerzustand, einen relativ hohen Fluiddruck an, um einen Schlupf des Riemens 25 zu verhindern. Deshalb erhöht sich das Antriebsdrehmoment der Ölpumpe 32, und die Reibung erhöht sich während der Übergangsperiode in verschiedenen Teilen, so dass der Verlust bei dem Motordrehmoment größer wird.
In der zweiten Ausführungsform ist der Motor 1 ebenfalls in einem Motorsystem, wie es in 1 gezeigt wird, angeordnet, und er wird, wie in 2 gezeigt, in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform geregelt. Das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform regelt das Übersetzungsgeschwindigkeitsverhältnis des stufenlosen Getriebes 21, wie es durch die Linie „AUSFÜHRUNGSFORM" in 3 in der ersten Ausführungsform gezeigt wird.
Das Übersetzungsverhältnis des CVT21 wird durch die CVT-Regeleinheit 59, wie in 16 gezeigt, im Wesentlichen gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO und der Fahrzeuggeschwindigkeit stufenlos geregelt. Die CVT-Regeleinheit 59 ist durch ein Netzwerk, das den Austausch verschiedener Signale und Informationen zwischen der Motonegeleinheit 19 und der CVT-Regeleinheit 59 ermöglicht, mit der Motoregeleinheit 19 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform, ist ein Regelgerät zur Regelung des Motors und des Getriebes aus zwei verschiedenen Regeleinheiten 19 und 59 aufgebaut. Man kann jedoch eine einzelne Regeleinheit zur Regelung sowohl des Motors 1 als auch des Getriebes 21 anstelle der Motoregeleinheit 19 und der CVT-Regeleinheit 59 verwenden.
In dem Fall, in dem eine Fahrzeugbeschleunigung durch das Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer angefordert wird, überprüft das Regelsystem gemäß der zwei ten Ausführungsform den Drehmomentspielraum bis zu dem Kraftstoffanreicherungsbereich und entscheidet, ob der Getriebe-Schaltvorgang verzögert wird oder nicht.
Sobald zum Beispiel, für eine schnelle Fahrzeugbeschleunigung, während der der Motor bei einem Arbeitspunkt e, der in 17 gezeigt wird, betrieben wird, das Gaspedal durch den Fahrer niedergedrückt wird, bewegt sich der Motorarbeitspunkt, der durch das Motordrehmoment und die Motordrehzahl bestimmt wird, wie durch einen Pfeil (A) in 17 gezeigt, wenn gleichzeitig ein Schaltvorgang des CVT 21 durchgeführt wird, und die Motordrehzahl erhöht sich infolge der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses. Wenn der CVT-Schaltvorgang jedoch in einem frühen Stadium der Fahrzeugbeschleunigung durchgeführt wird, wird in diesem Fall ein Teil des Motordrehmoments für den Anstieg der CVT-Fluiddruckregelung für den Schaltvorgang verbraucht, und das tatsächlich für die Fahrzeugbeschleunigung verwendete Motordrehmoment wird vermindert, so dass das Beschleunigungsansprechverhalten schlechter wird. Unter Berücksichtigung dessen verzögert das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform den Getriebeschaltvorgang um eine vorbestimmte Verzögerungszeit in dem Fall, in dem die Beschleunigung bei dem Motorarbeitspunkt stattfindet, bei dem der Spielraum bis zu dem Anreicherungsbereich ausreichend breit ist. In dem frühen Stadium der Beschleunigung beschleunigt das Regelsystem das Fahrzeug deshalb mit der Drehmomenterhöhung des Motors 1, ohne das Übersetzungsverhältnis des CVT 21 zu verändern. Indem der Schaltvorgang auf diese Weise verzögert wird, kann das Regelsystem den Verbrauch des Motordrehmoments für die Erhöhung des Fluiddrucks für den Getriebeschaltvorgang einschränken und dadurch das Fahrzeugansprechverhalten auf die Gaspedaleingabe des Fahrers verbessern. In diesem Fall erhöht sich das Motordrehmoment beträchtlich ohne wesentliche Veränderung der Motordrehzahl, und somit bewegt sich der Motorarbeitspunkt, wie es durch einen Pfeil (B) in 17 gezeigt wird.
Sobald andererseits eine schnelle Beschleunigung bei einem Motorarbeitspunkt, wie einem Punkt f in 17, angefordert wird, bei dem der Spielraum zwischen dem Motorarbeitspunkt und der unteren Grenze des Kraftstoffanreicherungsbereichs eng ist, bewirkt eine Verzögerung des CVT-Schaltvorgangs, dass der Motorarbeitspunkt sich, wie durch einen Pfeil (C) in 17 gezeigt, in den Kraftstoffanreicherungsbereich nach oben bewegt, was für die Kraftstoffeinsparung nachteilig ist, weil sich das Motordrehmoment ohne wesentliche Erhöhung der Motordrehzahl erhöht. Deshalb beginnt das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform mit dem Schaltvorgang des CVT 21 unmittelbar, ohne Verzögerung, so bald eine Beschleunigungsanforderung bei einem Motorarbeitspunkt erzeugt wird, der sich in der Nähe der unteren Grenze des Kraftstoffanreicherungsbereichs befindet, wo der Spielraum eng ist. Als ein Ergebnis steigt das Motordrehmoment gemeinsam mit einer Erhöhung der Motordrehzahl nicht übermäßig an, und der Motorarbeitspunkt bewegt sich, wie durch einen Pfeil (D) in 17 gezeigt, ohne in den Kraftstoffanreicherungsbereich einzutreten. In diesem Fall führt das Regelsystem darüber hinaus keine Korrektur des Abgasrückführungsanteils durch und führt die Abgasrückführung unter Verwendung der Ziel-EGR-Abbildung von 2 ohne Veränderung durch. Deshalb kann das Regelsystem durch Reduzierung des Pumpverlustes die Kraftstoffeinsparung vollständig verbessern.
Sobald der Spielraum breit ist und der Arbeitspunkt sich, wie durch den Pfeil (B) in 17 gezeigt, durch die Verzögerung eines CVT-Schaltvorgangs verschiebt, vermindert die Abgasrückführung in einem großen Umfang die Frischluftmenge, die in den Brennraum strömt, und somit erhöht sich das Motordrehmoment durch die Öffnung des Drosselventils nicht schnell. Deshalb neigt der Fahrer dazu, das Gaspedal unbewusst weiter niederzudrücken, wenn er eine schnelle Beschleunigung wünscht, und der Motorarbeitspunkt neigt dazu, sich zu der hohen Lastseite in den Kraftstoffanreicherungsbereich zu bewegen. Das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform vermindert deshalb gleichzeitig mit der Verzögerung des CVT-Schaltvorgangs die Abgasrückführungsmenge auf null oder einen kleineren Wert. Indem die Abgasrückführung auf diese Weise begrenzt wird, erhöht das Regelsystem die Frischluftmenge, die in den Motor strömt und erhöht in Erwiderung auf eine Erhöhung bei dem Drosselventil-Öffnungsgrad das Motordrehmoment schnell, so dass der Fahrer keine Notwendigkeit verspürt, das Gaspedal weiter niederzudrücken.
Sobald die Anforderung des Fahrers keine Beschleunigungsanforderung für eine schnelle Beschleunigung sondern für eine allmählichen Beschleunigung ist, regelt das Regelsystem der zweiten Ausführungsform das CVT 21 in einem normalen Schaltregelmodus, ohne für die Verzögerung des Getriebeschaltvorgang einen Verzögerungsarbeitsgang durchzuführen. Das Regelsystem regelt darüber hinaus die Abgasrückführung ohne Korrektur in dem normalen EGR-Regelmodus.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Hauptabschnitt eines Regelverfahrens für eine Abgasrückführungsregelung und eine Schaltverzögerungsregelung zeigt, die durch das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden.
Die Schritte S21 und S22 dienen der Untersuchung, ob eine schnelle Beschleunigung durch den Fahrer angefordert wird. Schritt S21 bestimmt, ob eine Veränderungsgeschwindigkeit (oder ein Wechsel-Zeitanteil oder eine Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit) VAPO des Gaspedalöffnungsgrads APO größer als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert VAPOa ist. Schritt S22 bestimmt, ob der Gaspedalöffnungsgrad APO größer als ein vorbestimmter Gradwert APOa ist. Deshalb bestimmt das Regelsystem, dass eine Anforderung des Fahrers für eine schnelle Beschleunigung erzeugt wird, sobald der Fahrer das Gaspedal schnell und tief niederdrückt. Wenn die Antwort von S21 oder S22 NEIN ist, dann läuft das Programm für eine normale EGR-Regelung, die auf der Ziel-EGR-Abbildung von 2 basiert, weiter zu Schritt S26. Deshalb wird bei S26 die Abgasrückführung in dem normalen EGR-Regelmodus durchgeführt, der auf der Ziel-EGR-Abbildung von 2 basiert. Bei dem nächsten Schritt S27, der auf S26 folgt, regelt das Regelsystem das Übersetzungsverhältnis des CVT 21, gemäß den Fahrzeugbetriebszuständen, ohne Verzögerung in einem normalen Schaltregelmodus.
Sobald eine schnelle Beschleunigungsanforderung vorliegt und die Antworten von S21 und S22 beide JA sind, läuft dann das Programm weiter zu Schritt S23, um gemäß dem Motorbetriebszustand zu diesem Zeitpunkt, einen Drehmomentspielraum bis zu dem Kraftstoffanreicherungsbereich zu bestimmen, und um zu entscheiden, ob der Spielraum breit ist oder nicht. Das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform entscheidet, ob der Spielraum breit ist oder nicht, indem es eines der zuvor erwähnten ersten, zweiten und dritten praktischen Beispiele verwendet, die in 7, 8 und 9 gezeigt werden. Sobald der Spielraum eng ist, läuft dann das Programm von 18 von S23 weiter zu S26, und das Regelsystem führt die Abgasrückführung in dem normalen Regelmodus durch, der auf der Ziel-EGR-Abbildung und der normalen CVT-Schaltregelung basiert. Deshalb wird die EGR-Regelung, gemäß den Betriebszuständen, in dem normalen Modus fortgeführt, und das Übersetzungsverhältnis des CVT 21 wird ohne Verzögerung unmittelbar auf ein gewünschtes Verhältnis geregelt, das hauptsächlich durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Gaspedalöffnungsgrad APO bestimmt wird.
Sobald andererseits S23 schlussfolgert, dass der Spielraum breit oder ausreichend ist, läuft dann das Programm von S23 zu Schritt S24 weiter, um einen EGR-Regelungsablauf durchzuführen, um den EGR-Anteil unter Verwendung eines korrigierten (oder verminderten) Ziel-EGR-Anteils zu regeln, der, verglichen mit dem normalen EGR- Regelmodus von S26, für eine Verzögerungszeit des CVT-Schaltvorgangs vermindert ist. Deshalb vermindert das Regelsystem der zweiten Ausführungsform den EGR-Anteil, verglichen mit dem EGR-Anteil im Dauerzustand. In der zweiten Ausführungsform vermindert das Regelsystem den Ziel-EGR-Anteil durch eines der später erwähnten Beispiele, die den Beispielen, die in 10 und 11, 12 und 13 und 14 und 15 gezeigt werden, ähnlich sind. Nach S24 läuft das Regelsystem weiter zu Schritt S25 und verzögert den Getriebeschaltvorgang, indem es das Übersetzungsgeschwindigkeitsverhältnis des CVT 21 unverändert für eine vorbestimmte Verzögerungszeit (ΔT) aufrechterhält.
19 ist en Zeitdiagramm, das 6 der ersten Ausführungsform ähnlich ist, aber es zeigt Arbeitsabläufe des Regelsystems nach der zweiten Ausführungsform in dem Fall der schnellen Beschleunigung bei dem Motorarbeitspunkt, der einen breiten Spielraum bis zu dem Kraftstoffanreicherungsbereich aufweist. 19 zeigt zeitliche Veränderungen des Gaspedalöffnungsgrads APO, der Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit VAPO, des Anforderungs-Antriebsdrehmoments P, des Drosselventilöffnungsgrads TVO, eines CVT-Übersetzungsverhältnisses, eines Abgasrückführungsanteils EGR, eines Motordrehmoments Te und einer tatsächlichen Antriebskraft. In diesem Beispiel übersteigt der Gaspedalöffnungsgrad APO den vorbestimmten Wert APOa, und gleichzeitig übersteigt die Gaspedal-Öffnungsgeschwindigkeit VAPO den vorbestimmten Wert VAPOa. Deshalb schlussfolgert das Regelsystem, dass eine schnelle Beschleunigungsanforderung vorliegt. Die Anforderungs-Antriebskraft P ist eine Antriebskraft (ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl), die konform mit der Beschleunigungsanforderung des Fahrers verlangt wird. In diesem Beispiel wird das Anforderungs-Antriebsdrehmoment P als im Wesentlichen gleich dem Gaspedal-Öffnungswinkel APO betrachtet. Der Drosselventilöffnungsgrad TVO wird gemäß dem Anforderungs-Antriebsdrehmoment P geregelt, und das Motordrehmoment Te wird im Wesentlichen konform mit dem Drosselventilöffnungsgrad TVO verändert.
In 19 zeigen unterbrochene Linien Kennlinien, die sich ergeben, sobald der CVT-Schaltvorgang unmittelbar zum Zeitpunkt der schnellen Beschleunigung durchgeführt wird. In diesem Fall wird der Drosselventilöffnungsgrad TVO auf Basis der Veränderung des CVT-Übersetzungsverhältnisses geregelt, das durch die unterbrochene Linie gezeigt wird, so dass das Motordrehmoment, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt, nur allmählich ansteigt. Der Anstieg der zuletzt erzielten tatsächlichen Antriebskraft wird nach dem Anstieg der Anforderungs-Antriebskraft, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt, durch die Erhö hung des Drehmomentverlusts durch den Schaltvorgang des CVT 21 verzögert. Außerdem verzögert die Fortführung der Abgasrückführung mit einer großen Menge während der Beschleunigung, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt, weiter den Anstieg des Motordrehmoments Te und erhöht die Tendenz, das Gaspedal weiter niederzudrücken.
Im Gegensatz dazu hält das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform das CVT-Übersetzungsverhältnis, wie in 19 durch eine durchgezogene Linie gezeigt, für eine vorbestimmte Verzögerungszeit (ein Intervall) ΔT von dem Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung unverändert aufrecht und beginnt den Schaltvorgang nach Ablauf der Verzögerungszeit ΔT. Dadurch kann das Regelsystem einen Anstieg bei dem Drehmomentverlust infolge des Schaltvorgangs des CVT 21 vermeiden. Der Drosselventilöffnungsgrad TVO erhöht sich erheblich, wie durch eine durchgezogene Linie gezeigt, um die Anforderungs-Antriebskraft zu erzeugen, ohne das Übersetzungsverhältnis zu verändern, und das Motordrehmoment Te erhöht sich schnell. Der Abgasrückführungsanteil wird während der Verzögerungszeit ΔT des Schaltvorgangs auf einen niedrigeren Pegel geregelt, und die Menge der Abgasrückführung wird auf den niedrigen Pegel begrenzt. Deshalb steigt das Motordrehmoment Te in Erwiderung auf die TVO-Erhöhung früher an, und das Ansprechverhalten auf die Gaspedaleingabe wird erheblich verbessert.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit ΔT, beginnt das CVT 21 mit dem Schaltvorgang, und der EGR-Anteil erhöht sich gleichzeitig bis zu dem Pegel des normalen Regelmodus. Auf diese Weise verändert das Regelsystem das Übersetzungsverhältnis und den EGR-Anteil gleichzeitig und verhindert dadurch einen unerwünschten Drehmomentsprung, der ein unangenehmes Gefühl bewirkt.
Die Verzögerungszeit ΔT kann eine Konstante sein, oder sie kann gemäß einem oder mehreren Betriebszuständen verändert werden. Zum Beispiel wird der Bereich, wo der Spielraum als breit betrachtet wird, in eine Vielzahl von Bereiche aufgeteilt. In einem Bespiel, das in 20 gezeigt wird, ist der Bereich unter der Schwellenwertlinie des Schwellenwerts Ta von 7 oder Tb von 8 zum Beispiel in einen unteren Bereich D (wo der Spielraum größer ist) und einen oberen Bereich E (wo der Spielraum kleiner ist) aufgeteilt. Die Verzögerungszeit ΔT wird auf einen ersten (größeren) Wert ΔTd festgelegt, sobald sich der Motorarbeitspunkt zum Zeitpunkt einer Beschleunigungsanforderung in dem unteren Bereich D befindet, wo der Spielraum größer ist; und sie wird auf einen zweiten (kleineren) Wert ΔTe festgelegt, der kleiner als ΔTd ist (ΔTd > ΔTe), sobald sich der Motorarbeitspunkt zum Zeitpunkt einer Beschleunigungsanforderung in dem oberen Bereich E befindet, der näher bei dem Kraftstoffanreicherungsbereich liegt. In dem Beispiel von 20 wird die Verzögerungszeit ΔT verkürzt, da der Spielraum kleiner wird. Deshalb beginnt der Schaltvorgang in dem oberen Bereich E früher, und das Regelsystem kann ein Eintreten in den Kraftstoffanreicherungsbereich durch eine Erhöhung des Motordrehmoments zuverlässig verhindern.
21 zeigt ein weiteres Beispiel, in dem die Verzögerungszeit ΔT gemäß dem durch den Fahrer angeforderten Anforderungsdrehmoment angepasst wird. In diesem Beispiel wird die Verzögerungszeit ΔT gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO bestimmt, der, wie in 21 gezeigt, zu dem Anforderungsdrehmoment gehört. Der APO-Bereich, der größer ist als der vorbestimmte Wert APOa von S22 wird in einen ersten (kleineren APO-) Bereich F und einen zweiten (größeren APO-) Bereich G aufgeteilt. Die Verzögerungszeit ΔT wird auf einen ersten (kleineren) Wert ΔTf festgelegt, sobald der Gaspedalöffnungsgrad APO zu dem Zeitpunkt einer Beschleunigungsanforderung sich in dem ersten (kleineren APO-) Bereich F befindet; und sie wird auf einen zweiten (größeren) Wert ΔTg festgelegt, der größer als ΔTf ist (ΔTf < ΔTg), sobald der Gaspedalöffnungsgrad APO zu dem Zeitpunkt einer Beschleunigungsanforderung sich in dem zweiten (größeren APO-) Bereich G befindet. In dem Beispiel von 21 wird die Verzögerungszeit ΔT verlängert, sobald der Fahrer eine schnellere Beschleunigung anfordert, und das Anforderungsdrehmoment ist größer. Deshalb wird das Ansprechverhalten auf die Gaspedaleingabe weiter verbessert, sobald eine schnelle Beschleunigung angefordert wird.
Die Überprüfung des Drehmomentspielraums bei S23 nach der zweiten Ausführungsform kann in einem der drei praktischen Beispiele, die in 7, 8 und 9 für die erste Ausführungsform gezeigt werden, durchgeführt werden.
Bei der Bestimmung, ob das Drehmoment größer ist als der Schwellenwert, kann, um den Drehmomentspielraum bis zu der stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Grenzlinie, die den Kraftstoffanreicherungsbereich umgrenzt, zu überprüfen, anstelle des Motordrehmoments zum Zeitpunkt der Ermittlung einer Beschleunigungsanforderung durch den Fahrer, entweder die Ansaugluftmenge des Motors, die Kraftstoffeinspritzungs-Impulsdauer, der Drosselventilöffnungsgrad TVO oder der Ansaugunterdruck als ein Para meter (Drehmomentparameter oder Lastparameter) verwendet werden, der das Motordrehmoment darstellt.
Das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform kann den Abgasrückführungsanteil bei Schritt S24 in einem der folgenden Beispiele vermindern, die den Verfahren gleichen, die in 10 und 11, 12 und 13 und 14 und 15 gezeigt werden.
22 zeigt ein erstes praktisches Beispiel, das in der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann. In diesem Beispiel wird der Bereich unter der Schwellenwertlinie des Schwellenwerts (wie zum Beispiel Ta von 7 oder Tb von 8), wo der Spielraum als breit bewertet wird, in eine Vielzahl von Bereiche aufgeteilt. In dem Bespiel von 22 ist dieser Bereich unter der Schwellenwertlinie in einen unteren (niedrigeren Last-) Bereich D und einen oberen (höheren Last-) Bereich E aufgeteilt. Ein verminderter Ziel-EGR-Anteil EGRd wird für einen Drehmomentwert eines mittigen Punkts d in dem unteren Bereich D festgelegt, und ein verminderter Ziel-EGR-Anteil EGRe wird für einen Drehmomentwert eines mittigen Punkts e in dem oberen Bereich E festgelegt. Jeder der verminderten Ziel-EGR-Anteile EGRd und EGRe ist ein Ziel-EGR-Anteil, der, verglichen mit dem Ziel-EGR-Anteil der normalen Ziel-EGR-Abbildung, vermindert ist. Dann wird durch Interpolation unter Verwendung der verminderten Ziel-EGR-Anteile EGRd und EGRe, gemäß dem Motordrehmoment zu dem Zeitpunkt der schnellen Beschleunigungsanforderung, in einer ähnlichen Weise wie in 11 gezeigt, der Ziel-EGR-Anteil bestimmt. Das Ziel-EGR-Drehmoment EGRe des oberen Bereichs E, wo der Spielraum enger ist, ist kleiner als der Ziel-EGR-Anteil EGRd des unteren Bereichs D, wo der Spielraum breiter ist. Deshalb ist der Ziel-EGR-Anteil vermindert, da der Spielraum enger wird. Durch Verändern der Verminderungsmenge der Abgasrückführung gemäß der Größenordnung des Drehmomentspielraums auf diese Weise, kann das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es kann ferner den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung verbessern.
In einem zweiten praktischen Beispiel wird das Verminderungsverhältnis oder der Prozentsatz (%) des Ziel-EGR-Anteils gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO, in derselben Art wie in 12 und 13 gezeigt, bestimmt. Das Verminderungsverhältnis ist ein Verhältnis einer Verminderung auf den Wert der normalen Ziel-EGR-Abbildung. Der normale Ziel-EGR-Anteil wird ohne Veränderung verwendet, wenn das Verminderungsverhältnis gleich 0 (%) ist. Wenn das Verminderungsverhältnis gleich 100% ist, wird der End-Ziel-EGR-Anteil gleich 0. Wie in 13 gezeigt, ist in dem Bereich, in dem der Gaspedalöffnungsgrad APO kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert APOa ist, der bei S22 verwendet wird, das Verminderungsverhältnis gleich null. Das Verminderungsverhältnis erhöht sich, da der Gaspedalöffnungsgrad APO von APOa ansteigt. Das Verminderungsverhältnis wird gleich 100%, sobald der Gaspedalöffnungsgrad APO gleich einem Wert bei oder in der Nähe des vollständig geöffneten Zustands des Gaspedals wird. Wie in 12 gezeigt, wird in diesem Beispiel der Bereich des Gaspedalöffnungsgrads APO, der größer ist APOa, in mindestens zwei Bereiche F und G aufgeteilt. Durch Verwendung eines Werts f (%) des Verminderungsverhältnisses, der einem zentralen Wert APOf des Bereichs F entspricht, und eines Werts g (%) des Verminderungsverhältnisses, der einem zentralen Wert APOg des Bereichs G entspricht, bestimmt dann das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform einen Wert des Verminderungsverhältnisses, der dem Gaspedalöffnungsgrad APO entspricht. Das Anforderungsdrehmoment, das von dem Fahrer angefordert wird, ist, wie in 12 gezeigt, ungefähr proportional zu dem Gaspedalöffnungsgrad APO. Dementsprechend wird der Ziel-EGR-Anteil gemäß dem Anforderungsdrehmoment vermindert. Indem die Verminderungsmenge des Abgasrückführungsanteils gemäß dem Anforderungsdrehmoment zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung auf diese Weise verändert wird, kann das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es verbessert ferner, wie in dem ersten praktischen Beispiel von 22 und 11, den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung.
In einem dritten praktischen Beispiel, wird eine EGR-Anteil-Verminderungsmenge gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad APO bestimmt, und der End-EGR-Anteil wird bestimmt, indem diese EGR-Anteil-Verminderungsmenge von dem Wert, der durch die normale Ziel-EGR-Abbildung in derselben Weise, wie in Fig. und 15 gezeigt, bestimmt wird, subtrahiert wird. Wie in 15 gezeigt, ist in dem Bereich, in dem der Gaspedalöffnungsgrad APO kleiner oder gleich APOa ist, der bei Schritt S22 verwendet wird, die EGR-Anteil-Verminderungsmenge gleich null. Die EGR-Anteil-Verminderungsmenge erhöht sich, da der Gaspedalöffnungsgrad APO von APOa ansteigt. Wie in 14 gezeigt, wird in diesem Beispiel der Bereich des Gaspedalöffnungsgrads APO, der größer ist APOa, in mindestens zwei Bereiche H und I aufgeteilt. Durch Verwendung eines Werts EGR_H (h) (%) der Verminderungsmenge, der einem zentralen Wert APO_H des Bereichs H entspricht, und eines Werts EGR_I (i) (%) der Verminderungsmenge, der einem zentralen Wert APO_I des Bereichs I entspricht, bestimmt dann das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform einen Wert der Verminderungsmenge, der dem Gaspedalöffnungsgrad APO entspricht. Das Anforderungsdrehmoment, das von dem Fahrer angefordert wird, ist, wie in 14 gezeigt, ungefähr proportional zu dem Gaspedalöffnungsgrad APO. Dementsprechend wird der Ziel-EGR-Anteil gemäß dem Anforderungsdrehmoment, wie in dem zweiten praktischen Beispiel von 12 und 13, vermindert. Indem die Verminderungsmenge des Abgasrückführungsanteils gemäß dem Anforderungsdrehmoment zu dem Zeitpunkt der Beschleunigung auf diese Weise verändert wird, kann das Regelsystem nach der zweiten Ausführungsform den Betrieb in dem Kraftstoffanreicherungsbereich vermeiden, der durch das tiefere Niederdrücken des Gaspedals verursacht wird, und es verbessert ferner, wie in den vorangehenden praktischen Beispielen, den Kraftstoffverbrauch mit der maximalen Abgasrückführung.
Diese Anmeldung basiert auf einer früheren Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-22351, eingereicht am 30. Januar 2004 und auf einer früheren Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-22350, eingereicht am 30. Januar 2004. Die gesamten Inhalte dieser Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2004-22351 und 2004-22350 sind hierbei durch Bezugnahme einbezogen.
Obwohl die Erfindung oben durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Abänderungen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsformen werden Fachleuten im Licht der obigen Lehren in den Sinn kommen. Der Rahmen der Erfindung wird unter Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Steuervorrichtung, die umfasst: einen Verbrennungsmotor (1); ein Abgasrückführungssystem (10, 12, 13), das zum Rückführen eines Teils von Abgas von dem Motor in den Ansaugstrom zu dem Motor eingerichtet ist; einen Beschleunigungsanforderungs-Erfassungsabschnitt (20), der zum Erfassen einer Beschleunigungsanforderung des Fahrers eingerichtet ist; einen Motorbetriebszustands-Erfassungsabschnitt (5, 18, der zum Erfassen eines aktuellen Motorbetriebszustandes zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers eingerichtet ist; und einen Steuerabschnitt (19, 59), der so konfiguriert ist, dass er einen Spielraum von dem Motorbetriebszustand zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu einem Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereich in einem Bereich hoher Motorlast schätzt und eine EGR-Menge des Abgasrückführungssystems gemäß dem Spielraum steuert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er im Normalzustand die EGR-Menge auf einen normalen Pegel steuert und die EGR-Menge verglichen mit dem normalen Pegel verringert, wenn der Spielraum zu dem Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsabschnitt kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er die EGR-Menge verringert, wenn sich der Spielraum verringert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er die EGR-Menge verringert, wenn ein Anforderungs-Drehmoment, das von einem Fahrer eines Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers angefordert wird, größer ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Steuervorrichtung des Weiteren ein stufenloses Getriebe umfasst, das mit dem Motor verbunden ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 der 2, wobei die Steuervorrichtung des Weiteren ein stufenloses Getriebe (21) umfasst, das mit dem Motor verbunden ist, und der Steuerabschnitt (59, 19 so konfiguriert ist, dass er einen Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes entsprechend dem Spielraum von dem Motorbetriebszustand zum Zeitpunkt der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu dem Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereich verzögert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er den Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes verzögert, wenn sich der Spielraum vergrößert, und EGR-Menge während einer Verzögerungszeit verringert, während der Schaltvorgang verzögert wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuervorrichtung des Weiteren eine Ölpumpe (32) umfasst, die von dem Motor angetrieben wird und die zum Zuführen eines Steuerfluiddrucks zu dem stufenlosen Getriebe eingerichtet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das stufenlose Getriebe eine erste Riemenscheibe (23, 24), eine zweite Riemenscheibe (24, 23), einen Riemen (25), der die erste und die zweite Riemenscheibe verbindet, und ein hydraulisches Stellglied (26) umfasst, das zum Aufnehmen des Fluiddrucks von der Ölpumpe (32) sowie zum Verändern einer Riemenscheibenbreite wenigstens der ersten oder der zweiten Riemenscheibe eingerichtet ist, um ein Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes stufenlos zu ändern, und der Steuerfluiddruck während des Schaltvorgangs des stufenlosen Getriebes erhöht wird, um Rutschen des Riemens zu verhindern.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Steuerabschnitt (59, 19) so konfiguriert ist, dass er im Normalzustand einen normalen Steuervorgang durchführt, um den Schaltvorgang ohne Verzögerung durchzuführen und die EGR-Menge auf einen normalen Pegel zu steuern, den Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes verzögert, wenn der Spielraum größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, und die EGR-Menge während der Verzögerungszeit, während der der Schaltvorgang verzögert wird, auf einem niedrigeren Pegel hält, der niedriger ist als der normale Pegel.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Steuerabschnitt die EGR-Menge während der Verzögerungszeit, während der der Schaltvorgang verzögert wird, auf Null verringert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 6–11, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er eine Verzögerungszeit, während der der Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes verzögert wird, entsprechend dem Spielraum bestimmt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 6–11, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er eine Verzögerungszeit, während der der Schaltvorgang des stufenlosen Getriebes verzögert wird, gemäß einem Anforderungs-Drehmoment bestimmt, das durch die Beschleunigungsanforderung des Fahrers bestimmt wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–13, wobei der Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereich ein Kraftstoff-Anreicherungsabschnitt ist, in dem ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Steuern des Motors kleiner eingestellt ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die EGR-Menge eine EGR-Rate ist und der Steuerabschnitt den Spielraum unter Verwendung eines Lastparameters, der eine Motorlast des Motors darstellt, sowie eines Drehzahlparameters bestimmt, der eine Motordrehzahl des Motors bestimmt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, wobei der Steuerabschnitt den Spielraum unter Verwendung eines Motorbetriebszustandes bestimmt, der ein Motordrehmoment des Motors zum Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung des Fahrers darstellt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, wobei der Steuerabschnitt ein Motordrehmoment des Motors zum Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung des Fahrers mit einem vorgegebenen Schwellenwert (Ta, Tb, Tc) vergleicht und die EGR-Menge des Abgasrückführungssystems entsprechend einem Vergleichsergebnis zwischen dem Motordrehmoment und dem Schwellenwert steuert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Steuerabschnitt den Schwellenwert (Ta, Tb) gemäß einer Motordrehzahl bestimmt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Schwellenwert (Ta) einem vorgegebenen Prozentsatz eines Motordrehmomentwertes einer Grenze des Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereichs gleich eingestellt ist, der einem Drehzahlwert der Motordrehzahl zum Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung des Fahrers entspricht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Schwellenwert (Tb) einer Differenz gleich eingestellt ist, die ermittelt wird, indem ein vorgegebener Wert von einem Motordrehmomentwert einer Grenze des Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereichs subtrahiert wird, der einem Drehzahlwert der Motordrehzahl zum Zeitpunkt des Auftretens der Beschleunigungsanforderung des Fahrers entspricht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Schwellenwert (Tc) eine Konstante ist, die einem Minimalwert eines Motordrehmomentes einer Grenze des Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereiches gleich eingestellt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–21, wobei der Steuerabschnitt so konfiguriert ist, dass er ein erstes Zustandssignal in Reaktion auf die Beschleunigungsanforderung des Fahrers erzeugt, die eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs anfordert, ein zweites Zustandssignal gemäß dem Spielraum des Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsbereiches erzeugt, die EGR-Menge in einem normalen Steuermodus steuert, wenn wenigstens das erste oder das zweite Zustandssignal nicht vorhanden ist, und EGR-Menge in einem modifizierten Steuermodus steuert, um die EGR-Menge zu verringern, wenn sowohl das erste als auch das zweite Zustandssignal vorhanden sind.
Steuerprozess für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Abgasrückführungssystem versehen ist, wobei der Steuerprozess umfasst: Überwachen einer Gaspedaleingabe des Fahrers, um eine Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu erfassen; Ermitteln eines Motorbetriebszustandes, um einen Spielraum von einem Motorbetriebspunkt zur Zeit der Erfassung der Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu einem Kraftstoffverbrauch-Verschlechterungsabschnitt zu bestimmen; und Steuern einer EGR-Menge des Abgasrückführungssystems in einem verringerten Modus entsprechend dem Spielraum.