DE69837189T2

DE69837189T2 - Drehmomentregler für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69837189T2
Application number: DE69837189T
Authority: DE
Inventors: Isamu Yokosuka-shi Kazama; Hiroshi Yokosuka-shi Iwano; Masayuki Yokohama-shi Yasuoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: EP0924420B1; DE69837189D1; EP0924420A3; US6145489A; EP0924420A2; JPH11182299A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Steuervorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Einlassluftmenge eines Verbrennungsmotors. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Drehmoment-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor durch Steuern der Einlassluftmenge auf der Basis eines Verbrennungszustandes.
Aus JP 09-287513 ist ein Gerät zum Steuern eines Drehmomentes bekannt, das von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, der mit einem Luftkraftstoffverhältnis betrieben werden kann, wobei während des Betriebs des Motors Kraftstoff eingespritzt und mit Einlassluft gemischt wird, bevor er in die Verbrennungskammer eintritt. Das Verbrennungsmotor-Steuergerät enthält eine erste Steuervorrichtung zum Steuern einer Luftmenge, die in den Motor eintreten darf, sowie eine zweite Steuervorrichtung zum Steuern der Kraftstoffmenge, die für den Motor bemessen ist. Die Sollwerte für das Motordrehmoment und das Luftkraftstoffverhältnis werden auf der Basis der erfassten Motorbetriebszustände berechnet. Die erste und die zweite Steuervorrichtung sind so eingerichtet, dass sie das Motordrehmoment auf den Sollwert, der dafür berechnet wird, und das Luftkraftstoffverhältnis auf den Sollwert steuern, der dafür berechnet wird.
Wie es im japanischen Patent Kokai No. 62-110536 erläutert ist, wird, um ein Soll-Motordrehmoment zu erzielen, der Soll-Öffnungsgrad eines elektronisch gesteuerten Drosselventils aus einer Suchtabelle berechnet, die die Soll-Drosselstellung als eine Funktion des Soll-Motordrehmomentes und der Motordrehzahl definiert.
Die herkömmliche Vorgehensweise erfolgt unter der Voraussetzung, dass das Luftkraftstoffverhältnis auf einen vorbestimmten Wert, wie etwa dem stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis, fixiert ist. Daher verfügt in diesem Fall die Suchta belle, die den Soll-Öffnungsgrad des Drosselventils definiert, über Einstellungen, die sich für das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis eignen. Somit kann die herkömmliche Vorgehensweise nicht auf den Motor angewendet werden, der das Luftkraftstoffverhältnis gemäß den Betriebsbedingungen des Motors ändert.
In den vergangen Jahren haben Benzindirekteinspritzmotoren besonderes Interesse geweckt. Bei einem derartigen Benzindirekteinspritzmotor, wie er im japanischen Patent Kokai No. 59-37236 beschrieben ist, ändert sich der Verbrennungsmodus zwischen einer Homogen-Verbrennung und einer Schicht-Verbrennung gemäß den Motorbetriebszuständen.
Bei der Homogen-Verbrennung wird Kraftstoff während eines Einlasshubs eingespritzt, um den eingespritzten Kraftstoff derart zu diffundieren, dass eine homogene Mischung in der Verbrennungskammer ausgebildet wird. Bei der Schicht-Verbrennung wird im Gegensatz dazu Kraftstoff während eines Verdichtungshubs eingespritzt, um ein Schicht-Kraftstoffverhältnis um die Zündkerze herum zu erzeugen.
Bei einem derartigen Direkteinspritzmotor unterscheidet sich das erzeugte Motordrehmoment zwischen der Homogen-Verbrennung und der Schicht-Verbrennung auch dann, wenn das Luftkraftstoffverhältnis dasselbe ist.
Wenn beispielsweise bei der Homogen-Verbrennung das Luftkraftstoffverhältnis 25 ist, ist das Luftkraftstoffverhältnis um die Zündkerze ebenfalls 25. Wenn im Gegensatz dazu bei der Schicht-Verbrennung das Luftkraftstoffverhältnis in der gesamten Verbrennungskammer 25 ist, ist das Luftkraftstoffverhältnis um die Zündkerze weitaus geringer, wie etwa 10, da das Luftkraftstoffverhältnis um die Zündkerze sehr fett ist, wodurch sich Kraftstoff um die Zündkerze konzentriert. Dies führt im Vergleich zur Homogen-Verbrennung zu einem schlechteren Verbrennungswirkungsgrad bei der Schicht-Verbrennung. Kurz gesagt ist die Verbrennungseffizienz gemäß dem Verbrennungszustand unterschiedlich.
Wenngleich der Soll-Öffnungsgrad des Drosselventils auf der Basis des Luftkraftstoffverhältnisses korrigiert wird, kann somit ein Soll-Motordrehmoment nicht prä zise erreicht werden. Zudem tritt ein Drehmomentunterschied auf, wenn sich der Verbrennungszustand ändert, wie etwa, wenn sich der Verbrennungsmodus zwischen der Homogen-Verbrennung und der Schicht-Verbrennung ändert.
Angesichts dieser Umstände besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Drehmoment-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren, wie es oben angezeigt wurde, anzugeben, mit dem man das Soll-Drehmoment ohne Beeinflussung durch den Verbrennungszustand erreichen kann.
Dieses Ziel wird auf erfinderische Weise mit einer Drehmoment-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 und für den Aspekt des Verfahrens mit einem Verfahren erreicht, das die Merkmale von Anspruch 9 hat.
Mit der Drehmoment-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 wird eine Drehmoment-Steuervorrichtung für einen Direkteinspritz-Verbrennungsmotor angegeben, die das Soll-Motordrehmoment ohne Beeinflussung durch den Verbrennungsmodus erreichen kann.
Insbesondere wird eine Drehmoment-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor angegeben, die das Soll-Motordrehmoment erreichen kann, ohne von einer Änderung des Verbrennungsmodus' zwischen der Homogen-Verbrennung und der Schicht-Verbrennung beeinflusst zu werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf zahlreiche Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert.
1 ist eine Systemdarstellung eines Motors;
2 ist ein Blockschaltbild, das bei einer ersten Ausführungsform verwendet wird;
3 ist ein Flussdiagramm, das bei einer ersten Ausführungsform verwendet wird;
4 ist ein Blockschaltbild, das bei einer zweiten Ausführungsform verwendet wird;
5 ist ein Blockschaltbild, das bei einer dritten Ausführungsform verwendet wird;
6 ist ein Flussdiagramm, das bei einer dritten Ausführungsform verwendet wird;
7 ist ein Blockschaltbild, das bei einer vierten Ausführungsform verwendet wird;
8 ist ein Flussdiagramm, das bei einer vierten Ausführungsform verwendet wird;
9 ist eine Suchtabelle, die eine Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate darstellt, die bei einer vierten Ausführungsform verwendet wird;
10 ist ein Diagramm, das einen Verbrennungsmodus zeigt;
11A -D zeigen ein Betriebsdiagramm eines Motors;
12 ist ein Diagramm, das eine Kraftstoffverbrauchsrate zeigt, die einem Luftkraftstoffverhältnis in einem konstanten Zustand einer Motordrehzahl und eines Motordrehmomentes entspricht;
13 ist ein Diagramm, das ein Soll-Äquivalenzverhältnis darstellt, das einem Luftkraftstoffverhältnis entspricht; und
14 ist ein Diagramm, das unterschiedliche Verluste eines Motors in einem konstanten Zustand einer Motordrehzahl und einer Kraftstoffzufuhr darstellt.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Systemdarstellung, die einen Benzindirekteinspritz-Verbrennungsmotor zeigt.
Ein Mehrzylindermotor 10 für ein Fahrzeug enthält eine Verbrennungskammer 11 und einen Zylinder 12. Ein Kolben 13, der sich im Zylinder auf- und abbewegt, hat eine flache Schale 14 auf der Kolbenkrone 15, um eine Schicht-Verbrennung und eine Homogen-Verbrennung zu ermöglichen. Die Schicht-Verbrennung und die Homogen-Verbrennung werden später im Detail beschrieben.
Einlassluft wird von einem Luftfilter 16 durch einen Einlasskanal 17, einen Einlasskrümmer 18 und einen Einlassanschluss 19 in den Zylinder 12 eingeleitet. Die Einlassluftmenge wird mit einem Drosselventil 20 gesteuert, das sich im Einlasskanal 17 befindet. Das Drosselventil 20 wird mit einem Stellantrieb 21, wie etwa einem Schrittmotor, betätigt, der in Erwiderung eines Ansteuersignals betätigt werden kann, das von einer Steuereinheit 50 ausgegeben wird.
Ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 22, das Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 11 einspritzt, führt jedem Zylinder 12 Kraftstoff zu. Das Kraftstoffeinspritzventil 22 spritzt Kraftstoff ein, wenn sein Solenoid ein Kraftstoffeinspritz-Impulssignal empfängt, das von der Steuereinheit 50 ausgegeben wird.
Für den Fall, dass der Kraftstoff während eines Einlasshubs eingespritzt wird, diffundiert synchron mit der Motordrehzahl Kraftstoff in die Verbrennungskammer, um ein homogenes Gemisch zu bilden. Wird andererseits Kraftstoff während eines Kompressionshubs eingespritzt, wird synchron mit der Motordrehzahl ein Schichtgemisch um eine Zündkerze 23 herum ausgebildet.
Die Zündkerze 23 zum Zünden des Gemisches in der Verbrennungskammer 11 ist im Zentrum des Zylinders 12 angebracht. Ein Zündzeitpunkt wird von der Steuereinheit 50 auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen gesteuert.
Wie es in 10 gezeigt ist, umfassen die Verbrennungsmodi den stöchiometrischen Homogen-Verbrennungsmodus, den mageren Homogen-Verbrennungsmodus und den mageren Schicht-Verbrennungsmodus in Übereinstimmung mit der Steuerung des Luftkraftstoffverhältnisses. In einem stabilen Zustand wird beispielsweise die magere Homogen-Verbrennung bei einem Luftkraftstoffverhältnis von etwa 20 bis 30 und die magere Schicht-Verbrennung bei einem Luftkraftstoffverhältnis von etwa 40 ausgeführt.
Der Bereich des Verbrennungsmodus' wird im wesentlichen auf der Basis eines Soll-Gleichgewichts-Motordrehmomentes und einer Motordrehzahl festgelegt.
Wenden man sich wieder 1 zu, so wird ein Abgas aus der Brennkammer 11 in einen Abgaskanal 24 ausgegeben. Der Abgaskanal 24 hat einen katalytischen Wandler 25 für die Reinigung des Abgases.
Die Steuereinheit 50 oder die Steuervorrichtung enthält einen Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einen A/D-Wandler und einer Eingangs/Ausgangsschnittstelle besteht. Die Abschnitte, die hier beschrieben sind, sind als Hardware, Software oder als Kombination von beiden in der Steuereinheit ausgeführt.
Die Steuereinheit 50 empfängt Signale von unterschiedlichen Sensoren. Diese Sensoren beinhalten einen Beschleunigungssensor 26 zum Erfassen einer Gaspedalposition APS eines Gaspedals; einen Kühlmittel-Temperatursensor 28 zum Erfassen der Temperatur Tw des Kühlmittels des Motors; einen O₂-Sensor 29, der im Abgaskanal 24 angeordnet ist und ein Signal entsprechend der fetten/mageren Zusammensetzung des Abgases für die Bestimmung des Ist-Luftkraftstoffverhältnisses erzeugt; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP.
Die Sensoren beinhalten zudem ein Luftströmungsmeter 31, das im Einlasskanal 17 an einer Position stromaufwärts des Drosselventils 20 angeordnet ist und eine Einlassluftmenge Qa erfasst; einen Drosselsensor 32, der einen Leerlaufschalter enthält, der eingeschaltet wird wenn das Drosselventil 20 vollständig geschlossen ist, um einen Drosselöffnungsgrad TVO des Drosselventils 20 zu erfassen; und Winkelsensoren 33 und 34 (Motordrehzahlsensoren), die eine Drehung einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle des Motors 10 erfassen.
Die Sensoren 33 und 34 erzeugen ein Bezugsimpulssignal REF und ein Einheitsimpulssignal POS. Das REF wird zu jeder Drehung der Kurbelwelle von 720°/n ausgegeben (wobei n die Zahl der Zylinder ist). Bei einem Vierzylindermotor wird das REF beispielsweise alle 180° einer Drehung der Kurbelwelle ausgegeben. Das POS wird immer bei 1 Grad der Drehung der Kurbelwelle ausgegeben. Die Steuereinheit 50 berechnet die Motordrehzahl Ne auf der Basis des Signals, das von den Sensoren 33 und 34 ausgegeben wird.
Die Steuereinheit 50 empfängt die ihr zugeführten Signale von den unterschiedlichen Sensoren und enthält einen eingebauten Mikrocomputer, der die hier beschriebenen Berechnungen ausführt, um den Öffnungsgrad des elektronisch gesteuerten Drosselventils 20, die Menge und den Zeitpunkt des Kraftstoffes, der in den Motor durch das Einspritzventil 222 eingespritzt wird, und den Zündzeitpunkt der Zündkerze 23 zu steuern.
Die Kraftstoffmengensteuerung und die Drosselventilsteuerung werden unter Bezugnahme auf die Blockschaltbilder und die Flussdiagramme erläutert.
Erste Ausführungsform
Die erste Ausführungsform (die nicht von der vorliegenden Erfindung abgedeckt wird) wird unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild von 2 und das Flussdiagramm von 3 beschrieben. 2 zeigt die Berechnung einer Soll-Drosselstellung und eines Kraftstoffeinspritzimpulses.
Ein Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es in einem Block A von 2 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell erhalten kann (z.B. aus Versuchen, die vom Hersteller ausgeführt werden), legt das Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO (Soll-Motordrehmoment) als eine Funktion der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne fest. Hier entspricht die Gaspedalposition APS der Motorbelastung oder dem Drehmoment, die von der Bedienperson gefordert werden.
Eine Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO, die einem Verhältnis des Bezugs-Luftkraftstoffverhältnisses (stöchiometrisches Luftkraftstoffverhältnis) entspricht, wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es in einem Block von 2 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell erhalten kann (wie etwa aus Versuchen, die vom Hersteller durchgeführt werden), legt die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO als eine Funktion der Motordrehzahl Ne und des Gleichgewichts-Motordrehmoments tTEO fest, das im Block A berechnet wird. Eine Einlassluft menge, die in den Motor während jedes Einlasshubs eingeleitet wird, kann anstelle der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO verwendet werden. Zudem kann eine Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite, die der Einlassluftmenge entspricht, die in den Motor während jedes Einlasshubs eingeleitet wird, oder die Einlassluftmenge, die vom Strömungsmeter 31 zu jeder Zeiteinheit erfasst wird, anstelle der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO verwendet werden.
Ein Soll-Äquivalenzverhältnis tDML, das dem Verhältnis des Bezugs-Luftkraftstoffverhältnisses (stöchiometrisch) im Bezug auf das Soll-Verhältnis von Luft und Kraftstoff entspricht, wird aus der Suchtabelle berechnet, wie es im Block C von 2 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell erhalten kann (z.B. aus Versuchen, die vom Hersteller ausgeführt werden), bestimmt das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML als eine Funktion der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl.
Wie es zuvor beschrieben wurde, beinhalten die Verbrennungsmodi den stöchiometrischen Homogen-Verbrennungsmodus, den mageren Homogen-Verbrennungsmodus und den mageren Schicht-Verbrennungsmodus. Somit wird in Block C bestimmt, welcher Verbrennungsmodus ausgeführt wird, und das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML innerhalb eines vorbestimmten Bereiches des bestimmten Verbrennungsmodus' eingestellt.
Das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML kann unter Verwendung einer der folgenden Faktoren oder durch Kombinieren mehr als einer der folgenden Faktoren korrigiert werden: der Kühlmitteltemperatur Tw; der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP; der Beschleunigung des Fahrzeugs; der vergangenen Zeit, seit der Motor gestartet wurde; des Unterdrucks eines Bremskraftverstärkers und der Belastung einer Zusatzmaschine (wie etwa einer Lichtmaschine während des Leerlaufzustandes).
Zudem unterscheidet sich, wie es zuvor beschrieben wurde, beim Direkteinspritzmotor das erzeugte Motordrehmoment zwischen der Homogen-Verbrennung und der Schicht-Verbrennung selbst dann, wenn das Luftkraftstoffgemisch dasselbe ist.
Hier können die Homogen-Verbrennung und die Schicht-Verbrennung mit demselben Luftkraftstoffverhältnis ausgeführt werden, wenn sich der Verbrennungsmodus ändert. Wie es in 10 gezeigt ist, ändert sich der Verbrennungsmodus auf der Basis eines Soll-Gleichgewichts-Motordrehmomentes und einer Motordrehzahl. Wenn sich als ein Beispiel das Soll-Gleichgewichts-Motordrehmoment in Richtung des Pfeils in 10 ändert, ändert sich der Verbrennungsmodus von der mageren Schicht-Verbrennung zur mageren Homogen-Verbrennung. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 11A -D gezeigt, zum Zweck der Verringerung des Drehmomentunterschiedes zwischen der mageren Schicht-Verbrennung und der mageren Homogen-Verbrennung das Drosselventil in die Verschlussrichtung gesteuert, wobei das Äquivalenzverhältnis fortwährend entsprechend der Abnahme der Einlassluftmenge zunimmt. Wenn bei diesem Vorgang das Äquivalenzverhältnis eine fett Grenze der Schicht-Verbrennung (eine magere Grenze der Homogen-Verbrennung) überschreitet, können die magere Schicht-Verbrennung und die magere Homogen-Verbrennung mit demselben Luftkraftstoffverhältnis ausgeführt werden.
Eine Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF, die jeder Verbrennung entspricht, wird aus den Suchtabellen berechnet, wie es in einem Block D von 2 gezeigt ist. Diese Suchtabellen, die man experimentell erhalten kann (beispielsweise aus computersimulierten Daten oder aus tatsächlichen Versuchen, die an Fahrzeugen ausgeführt werden), definieren die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF als eine Funktion des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML.
Ein Verbrennungsmodussignal, das anzeigt, ob sich der Verbrennungsmodus (Verbrennungszustand) in der Schicht-Verbrennung oder in der Homogen-Verbrennung befindet, wird in den Block D eingegeben. Bei dieser Ausführungsform wird das Verbrennungsmodussignal im Block C erzeugt. Das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML wird ebenfalls in den Block D eingegeben.
Wenn ermittelt wird, das sich der Verbrennungsmodus in der Schicht-Verbrennung befindet, wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF aus der Suchtabelle, die für die Schicht-Verbrennung bereitgestellt ist, mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML berechnet, das bei der Tabellensuche verwendet wird.
Wenn ermittelt wird, dass sich der Verbrennungsmodus in der Homogen-Verbrennung befindet, wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF aus der Suchtabelle, die für die Homogen-Verbrennung bereitgestellt ist, mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML berechnet, das bei der Tabellensuche verwendet wird.
Die Steuereinheit 50 berechnet eine Soll-Einlassluftströmungsrate TTP1 durch Multiplizieren der Soll-Einlassluftströmungsrate TTPO, die in Block B berechnet wird, mit der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF, die in Block D berechnet wird. Nach der Berechnung der Soll-Einlassluftströmungsrate TTP1, berechnet die Steuereinheit 50 eine finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 durch Dividieren der berechneten Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 durch das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML, das in Block C berechnet wird. Die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 entspricht dem Soll-Motordrehmoment beim Soll-Luftkraftstoffverhältnis und dem ausgeführten Verbrennungszustand.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie in 12 gezeigt, die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF als Kraftstoffverbrauchsrate beim Bezugs-Luftkraftstoffverhältnis (stöchiometrisch) dividiert durch eine Kraftstoffverbrauchsrate für jedes Luftkraftstoffverhältnis definiert. Beispielsweise ist die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für den Homogen-Verbrennungsmodus am Punkt B als b/a definiert und die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für den Schicht-Verbrennungsmodus am Punkt E als e/a definiert. Daher ist die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF beim Bezugs-Luftkraftstoffverhältnis (14, 6) gleich 1 und ist die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF kleiner als 1, wenn das Luftkraftstoffverhältnis im Vergleich zum Bezugs-Luftkraftstoffverhältnis mager ist.
Andererseits ist, wie in 13 gezeigt, das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML als Bezugs-Luftkraftstoffverhältnis (stöchiometrisch) dividiert durch jedes Luftkraftstoffverhältnis definiert. Beispielsweise ist das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML gleich 1, wenn das Soll-Luftkraftstoffverhältnis stöchiometrisch ist, und ist das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML gleich 0,5, wenn das Soll-Luftkraftstoffverhältnis 29, 2 ist.
Wendet man sich wieder 2 zu, so ist es, wenngleich die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO durch das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML nach Korrektur durch die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF korrigiert wird, bei dieser Ausführungsform alternativ ebenfalls möglich, dass die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO durch die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF nach Korrektur durch das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML korrigiert wird.
Eine Soll-Drosselventilposition TTPS wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es in einem Block E von 2 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell erhalten kann (z.B. aus Versuchen, die vom Hersteller ausgeführt werden), definiert die Soll-Drosselventilposition TTPS als eine Funktion der finalen Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 und der Motordrehzahl Ne. Die berechnete Soll-Drosselventilposition TTPS wird zum Stellantrieb 21 übertragen, der dadurch das Drosselventil 20 in die Soll-Drosselventilposition TTPS bewegt, um so die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 zu erzielen.
Eine Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp (in Einheiten von msek) wird im Block F von 2 berechnet. Die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp wird als Tp = k·Qa/Ne berechnet, wobei k eine Konstante, Qa die Einlassluftmenge und Ne die Motordrehzahl (in Einheiten von Umdrehungen/Sekunde) ist.
Nach dieser Berechnung der Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp wird eine finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti (in Einheiten von msek) berechnet, wie es im Block G von 2 gezeigt ist. Die finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti wird als Ti = Tp·tDML + Ts berechnet, wobei Ts die effektive Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite (in Einheiten von msek) ist. Die berechnete finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti wird zum Kraftstoffeinspritzventil 22 übertragen, um so Kraftstoff in einer Menge einzuspritzen, mit der man ein Soll-Luftkraftstoffverhältnis erreicht.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang zum Steuern des Blockschaltbildes von 2 darstellt. Zunächst wird in Schritt S1, der dem Block A von 2 entspricht, das Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO auf der Basis der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S2, der dem Block C von 2 entspricht, wird das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML auf der Basis der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S3, der dem Block B von 2 entspricht, wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO auf der Basis des Gleichgewichts-Motordrehmomentes tTEO, das bei Schritt S1 berechnet wurde, und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S4 wird ermittelt, ob der Verbrennungsmodus (Verbrennungszustand) die Schicht-Verbrennung oder die Homogenen-Verbrennung ist. Ist der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung, schreitet die Routine zu Schritt S5 fort und es wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für die Schicht-Verbrennung auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet. Wenn der Verbrennungsmodus andererseits die Homogen-Verbrennung ist, schreitet die Routine zu einem Schritt S6 fort, bei dem die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für die Homogen-Verbrennung auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet wird. Diese Schritte S4 und S6 entsprechen dem Block D von 2.
In einem Schritt S7 wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 durch die folgende Gleichung (1) berechnet, wobei TTPO die Soll-Einlassluft-Strömungsrate ist, die bei Schritt S3 berechnet wurde, und ITAF die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ist, die in Schritt S5 oder S6 berechnet wurde. TTP1 = TTPO·ITAF (1)
Da die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 durch die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF korrigiert wird, kann man auf ähnliche Weise das Soll-Motordrehmoment präzise ohne Beeinflussung durch den Unterschied des Verbrennungszustandes erreichen. Zudem tritt selbst dann kein Drehmomentunterschied auf, wenn sich der Verbrennungsmodus zwischen der Homogen-Verbrennung und der Schicht-Verbrennung ändert.
In einem Schritt S8 wird die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2, die dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML entspricht, durch die folgende Gleichung (2) berechnet, wobei TTP1 die Soll-Einlassluft-Strömungsrate, die in Schritt S7 berechnet wurde, und tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis ist, das im Schritt S2 berechnet wurde. TTP2 = TTP1/tDML (2)
In einem Schritt S9, der dem Block E von 2 entspricht, wird die Soll-Drosselventilposition TTPS auf der Basis der finalen Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 und der Motordrehzahl Ne berechnet. Die berechnete Soll-Drosselventilstellung TTPS wird an den Stellantrieb 21 des Drosselventils 20 ausgegeben, um so die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 zu erhalten.
In einem Schritt S10, der dem Block F von 2 entspricht, wird die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp als Tp = k·Qa/Ne berechnet, wobei k eine Konstante, Qa die Einlassluftrate und Ne die Motordrehzahl ist.
In einem Schritt S11, der dem Block G von 2 entspricht, wird die finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti als Ti = Tp·tDML + Ts berechnet, wobei tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis, das bei Schritt S2 berechnet wurde, Tp die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite, die in Schritt S10 berechnet wurde, und Ts die effektive Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite ist.
In einem Schritt S12 wird die berechnete finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti an das Einspritzventil 22 gemäß dem vorbestimmten Zeitpunkt ausgegeben, der der Homogen-Verbrennung oder der Schicht-Verbrennung entspricht.
Zweite Ausführungsform
Bei der zweiten Ausführungsform (die nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt ist) wird die Soll-Drosselventilstellung berechnet, wie es in 4 gezeigt ist. Die Grundzusammensetzung gleicht jener aus 1.
Unter Bezugnahme auf 4 unterscheidet sich die Korrektur der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML und der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF vom Blockschaltbild in 2. Die anderen Blöcke sind dieselben wie in 2. Daher sind die anderen Blöcke mit denselben Bezugszeichen wie in 2 versehen, wobei aus Gründen der Kürze und der Klarheit eine Beschreibung nicht wiederholt wird.
Wie es in einem Block C und D von 4 gezeigt ist, berechnet die Steuereinheit 50 das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML und die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF. Nach dieser Berechnung wird ein Sammelwert der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO berechnet, indem das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML durch die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF dividiert wird. Als nächstes wird die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 berechnet, indem die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO mit dem berechneten Sammelwert multipliziert wird.
Fasst man diese zweite Ausführungsform zusammen, so werden eine Korrektur mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML und die Korrektur mit der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF auf die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO gleichzeitig ausgeführt.
Dritte Ausführungsform
Die dritte Ausführungsform (die nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt ist) wird unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild von 5 und das Flussdiagramm von 6 beschrieben. Der Grundaufbau gleicht jenem, der in 1 gezeigt ist.
5 zeigt die Berechnung einer Soll-Drosselventilposition und eines Kraftstoffeinspritzimpulses. Der Block H ist dem Blockschaltbild von 2 hinzugefügt, wobei sich die Korrekturreihenfolge auf die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO mit dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML und der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF vom Blockschaltbild aus 2 unterscheidet.
Dieselben Blöcke, wie jene der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen wie in 2 versehen, wobei deren Erläuterung aus Gründen der Kürze und der Einfachheit nicht wiederholt wird.
Ein Pumpverlust-Drehmoment TpI, das dem Soll-Äquivalenzverhältnis entspricht, wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es im Block H von 5 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell (z.B. aus Versuchen, die vom Hersteller ausgeführt werden) erhalten kann, definiert das Pumpverlust-Drehmoment TpI als eine Funktion des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML.
Der Grund, warum das Pumpverlust-Drehmoment TpI als eine Funktion des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML definiert ist, wie es in 14 dargestellt ist, besteht darin, dass das Pumpverlust-Drehmoment TpI kleiner wird, wenn das Luftkraftstoffverhältnis zu mager verschoben wird. Da die magere Verbrennung eine größere Menge der Einlassluft unter denselben Betriebsbedingungen erfordert, kann das Drosselventil geöffnet werden, um den Pumpverlust zu verringern. Daher berechnet die Steuereinheit ein Gleichgewichts-Motordrehmoment TTC durch Addieren des Pumpverlust-Drehmomentes TpI zum Gleichgewichts-Motordrehmoment, das im Block A berechnet wird.
Die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TPPO, die einem Verhältnis des Bezugs-Luftkraftstoffgemisches (stöchiometrisch) entspricht, wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es in einem Block B' von 5 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell (beispielsweise aus Versuchen, die vom Hersteller durchgeführt werden) erhalten kann, legt die Einlassluft-Strömungsrate TTPO als eine Funktion der Motordrehzahl Ne und des Gleichgewichts-Motordrehmomentes TTC fest, das durch das Pumpverlust-Drehmoment TpI korrigiert wird.
Die Steuereinheit 50 berechnet eine Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 durch Dividieren der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO durch das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML, das in Block C berechnet wird. Nach der Berechnung der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 berechnet die Steuereinheit 50 eine finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 durch Multiplizieren der Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 mit der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF, die in Block D berechnet wird. Anschließend wird auf der Basis der berechneten finalen Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 die Soll-Drosselventilposition TTPS in Block E berechnet.
Da bei dieser dritten Ausführungsform das Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO durch das Pumpverlust-Drehmoment TpI korrigiert wird, das gemäß der Änderung des Luftkraftstoffverhältnisses berechnet wird, erhält man das durch die Bedienperson geforderte Drehmoment präzise, wobei dieses nicht durch den Unterschied des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML beeinflusst wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang zum Steuern des Blockschaltbildes aus 5 darstellt.
In einem Schritt S21, der dem Block A von 5 entspricht, wird das Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO auf der Basis der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S22, der dem Block C von 5 entspricht, wird das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML auf der Basis der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S23, der dem Block H von 5 entspricht, wird das Pumpverlust-Drehmoment TpI auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet.
In einem Schritt S24 wird das Gleichgewichts-Motordrehmoment TTC durch die folgende Gleichung (3) berechnet, wobei tTEO das Gleichgewichts-Motordrehmoment, das in Schritt S21 berechnet wurde, und TpI das Pumpverlust-Drehmoment ist, das in Schritt S23 berechnet wurde. TTC = tTEO + TpI (3)
In einem Schritt S25, der dem Block B' von 5 entspricht, wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTPO auf der Basis des Gleichgewichts-Motordrehmomentes TTC, das bei Schritt S24 berechnet wurde, und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S26 wird die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1, die dem Soll-Äquivalenzverhältnis entspricht, durch die folgende Gleichung (4) berechnet, wobei TTPO die Soll-Einlassluft-Strömungsrate, die in Schritt S25 berechnet wurde, und tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis ist, das in Schritt S22 berechnet wurde. TTP1 = TTPO/tDML (4)
In einem Schritt S27 wird ermittelt, ob der Verbrennungsmodus (Verbrennungszustand) die Schicht-Verbrennung oder die Homogen-Verbrennung ist. Wenn der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung ist, schreitet die Routine zu Schritt S28 fort, bei dem die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für die Schicht-Verbrennung auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet wird. Wenn andererseits der Verbrennungsmodus die Homogen-Verbrennung ist, schreitet die Routine zu einem Schritt S29 fort, bei dem die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für die Homogenverbrennung auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet wird. Diese Schritte S27 bis S29 entsprechen dem Block von 5.
In einem Schritt S30 wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 durch die folgende Gleichung (5) berechnet, wobei TTP1 die Soll-Einlassluft-Strömungsrate, die in Schritt S26 berechnet wurde, und ITAF die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ist, die in Schritt S28 oder S29 berechnet wurde. TTP2 = TTP1·ITAF (5)
In einem Schritt S31, der dem Block E von 5 entspricht, wird die Soll-Drosselventilposition TTPS auf der Basis der finalen Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 und der Motordrehzahl Ne berechnet. Die berechnete Soll- Drosselventilposition TTPS wird an den Stellantrieb 21 des Drosselventils 20 ausgegeben, um so die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 zu erhalten.
In einem Schritt S41, der nach dem Schritt S22 erfolgt und dem Block F aus 5 entspricht, wird die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp als Tp = k·Qa/Ne berechnet, wobei k eine Konstante, Qa die Einlassluftrate und Ne die Motordrehzahl ist.
In einem Schritt S42, der dem Block G von 5 entspricht, wird die finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti als Ti = Tp·tDML berechnet, wobei tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis, das in Schritt S22 berechnet wurde, Tp die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite, die in Schritt S41 berechnet wurde, und Ts die effektive Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite ist.
In einem Schritt S43 wird die berechnete finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti an das Einspritzventil 22 gemäß dem vorbestimmten Zeitpunkt ausgegeben, der der Homogen-Verbrennung oder der Schicht-Verbrennung entspricht.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild von 7 und das Flussdiagramm von 8 erläutert. Der Grundaufbau gleicht jenem, der in 1 gezeigt ist.
7 zeigt die Berechnung der Soll-Drosselventilstellung und eines Kraftstoffeinspritzimpulses. Ein Block I ist dem Blockschaltbild von 2 hinzugefügt, und ein Block D' ist gegenüber dem Block D von 2 abgeändert. Die anderen Blöcke sind dieselben wie beim Blockschaltbild von 2. Daher sind diese anderen Blöcke mit denselben Bezugszeichen versehen, wie bei 2, wobei eine Erläuterung dieser Blöcke aus Gründen der Kürze und der Klarheit nicht wiederholt wird.
Die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF wird aus einer Suchtabelle berechnet, wie es in einem Block D' von 7 gezeigt ist. Die Suchtabelle, die man experimentell (z.B. aus computersimulierten Daten oder aus Kraftstoffversuchen, die an Fahrzeugen ausgeführt werden) erhalten kann, definiert die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF als eine Funktion des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML. Da es im Vergleich mit dem Block D von 2 lediglich eine Suchtabelle gibt, ist die Datenspeicherkapazität der Steuereinheit 50 geringer.
Ein Verbrennungsmodussignal, das anzeigt, ob der Verbrennungsmodus (der Verbrennungszustand) die Schicht-Verbrennung oder die Homogen-Verbrennung ist, wird in den Block I von 7 eingegeben. Der Block I schaltet eine Verstärkung auf der Basis des Verbrennungsmodussignals um.
Der Block I berechnet eine Verstärkung, die die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF derart korrigiert, dass sie sich für die Schicht-Verbrennung eignet, wenn der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung ist. Ist der Verbrennungsmodus die Homogen-Verbrennung, gibt der Block I 1 Verstärkung aus.
Die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF wird durch Multiplizieren derselben mit der Verstärkung korrigiert. Wenn der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung ist, wird mit diesem Ergebnis die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF, die im Block D' von 7 berechnet wird, auf einen geeigneten Wert für die Schicht-Verbrennung umgewandelt. Ist der Verbrennungsmodus die Homogen-Verbrennung, wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF, die im Block D' von 7 berechnet wird, unverändert ausgegeben.
Wie es in 9 gezeigt ist, definiert die Suchtabelle im Block D' die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF als eine Funktion des Soll-Äquivalenzverhältnisses (Soll-Luftkraftstoffverhältnis) im gesamten Bereich des Motors. In einem Bereich, in dem sich der Verbrennungsmodus ändert, eignet sich darüber hinaus die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF für die Homogen-Verbrennung. Daher wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF korrigiert, indem die sie mit der Verstärkung (> 1) multipliziert wird, wenn der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung ist.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Verstärkung ein fester Wert oder ein veränderbarer Wert sein. Ein fester Wert wird jedoch bevorzugt, um die Kapazität des Speichers zu verringern.
8 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang zum Steuern des Blockschaltbildes von 7 zeigt.
In einem Schritt S51, der dem Block A von 7 entspricht, wird das Gleichgewichts-Motordrehmoment tTEO auf der Basis der Gaspedalposition APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S52, der dem Block C von 7 entspricht, wird das Soll-Äquivalenzverhältnis tDML auf der Basis der Gaspedalstellung APS und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S53, der dem Block B von 7 entspricht, wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TPPO auf der Basis des Gleichgewichts-Motordrehmomentes tTEO, das in Schritt S51 berechnet wurde, und der Motordrehzahl Ne berechnet.
In einem Schritt S54, der dem Block D' von 7 entspricht, wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF auf der Basis des Soll-Äquivalenzverhältnisses tDML berechnet, das in Schritt S52 berechnet wurde.
In einem Schritt S55 wird auf der Basis des Verbrennungsmodussignals ermittelt, ob der Verbrennungsmodus (Verbrennungszustand) die Schicht-Verbrennung oder Homogen-Verbrennung ist. Ist der Verbrennungsmodus die Schicht-Verbrennung, schreitet die Routine zu einem Schritt S56 fort, bei dem die Verstärkung (> 1) für die Schicht-Verbrennung gewählt wird. Wenn andererseits der Verbrennungsmodus die Homogen-Verbrennung ist, schreitet die Routine zu einem Schritt S57 fort, bei dem die Verstärkung (= 1) für die Homogen-Verbrennung gewählt wird. Diese Schritte S55 bis S77 entsprechen dem Block I von 7.
In einem Schritt S58 wird die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ITAF' durch die folgende Gleichung (6) berechnet, wobei ITAF die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate, die in Schritt S54 berechnet wurde, und Gain die Verstärkung ist, die in Schritt S56 oder S57 berechnet wurde. ITAF' = ITAF·Verstärkung (6)
In einem Schritt S59 wird die Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP1 durch die folgende Gleichung (7) berechnet, wobei TTPO die Soll-Einlassluft-Strömungsrate, die in Schritt S53 berechnet wurde, und ITAF' die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate ist, die in Schritt S58 berechnet wurde. TTP1 = TTPO·ITAF' (7)
In einem Schritt S60 wird die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2, die dem Soll-Äquivalenzverhältnis tDML entspricht, durch die folgende Gleichung (8) berechnet, wobei TTP1 die Soll-Einlassluft-Strömungsrate, die in Schritt S59 berechnet wurde, und tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis ist, das in Schritt S52 berechnet wurde. TTP2 = TTP1/tDML (8)
In einem Schritt S61, der dem Block E von 7 entspricht, wird die Soll-Drosselventilposition TTPS auf der Basis der finalen Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 und der Motordrehzahl Ne berechnet. Die berechnete Soll-Drosselventilposition TTPS wird an den Stellantrieb 21 des Drosselventils 20 ausgegeben, um so die finale Soll-Einlassluft-Strömungsrate TTP2 zu erhalten.
In einem Schritt S62, der dem Block F von 7 entspricht, wird die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Tp als Tp = k·Qa/Ne berechnet, wobei k eine Konstante, Qa die Einlassluftrate und Ne die Motordrehzahl ist.
In einem Schritt S63, der dem Block G von 7 entspricht, wird die finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti als Ti = Tp·tDML + Ts berechnet, wobei tDML das Soll-Äquivalenzverhältnis, das in Schritt S52 berechnet wurde, Tp die Basis-Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite, die in Schritt S62 berechnet wurde, und Ts die effektive Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite ist.
In einem Schritt S64 wird die finale Kraftstoffeinspritz-Impulsbreite Ti an das Einspritzventil 22 gemäß dem vorbestimmten Zeitpunkt ausgegeben, der der Homogen-Verbrennung oder der Schicht-Verbrennung entspricht.
Die vorgenannte Erfindung wurde im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass zahlreiche Variationen derartiger Ausführungsformen existieren.

Claims

Drehmoment-Steuervorrichtung, die eine Einlassluftmenge eines Verbrennungsmotors steuert, wobei sie umfasst: einen Detektor zum Erfassen eines Motorbetriebszustandes, der einschließt, ob sich ein Motor-Verbrennungsmodus in einem Homogen-Verbrennungsmodus oder einem Schicht-Verbrennungsmodus befindet, einen Berechnungsabschnitt, der einen Soll-Einlassluftmengen-Berechnungsabschnitt zum Berechnen der Soll-Einlassluftmenge (TTPO) auf Basis des Motorbetriebszustandes und einen Soll-Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Berechnungsabschnitt zum Berechnen des Soll-Verhältnisses von Kraftstoff und Luft (tDML) auf Basis des Motorbetriebszustandes umfasst, einen Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturraten-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) auf Basis des Motor-Verbrennungszustandes und des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (TDML), einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der Soll-Einlassluftmenge (TTPO) auf Basis der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) und des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML), wobei der Korrekturabschnitt eine Tabelle enthält, die Daten speichert, die die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) als Funktion des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (TDML) definieren, sowie einen Verstärkungsumschaltabschnitt (1) zum Umschalten einer Verstärkung auf Basis des Motor-Verbrennungsmodus, wobei die anhand der Tabelle berechnete Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) um die Verstärkung korrigiert wird.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor des Weiteren einen Motordrehungssensor (33, 34) zum Erfassen einer Motordrehung (Ne) und einen Beschleunigungssensor (26) zum Erfassen einer Gaspedalposition (APS) umfasst, wobei der Soll-Einlassluftmengen-Berechnungsabschnitt die Soll-Einlassluftmenge (TTPO) auf Basis der Motordrehung (Ne) sowie der Gaspedalposition (APS) berechnet und der Soll-Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Berechnungsabschnitt das Soll-Verhältnis von Luft und Kraftstoff (tDML) auf Basis der Motordrehung (Ne) und der Gaspedalposition (APS) berechnet.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturabschnitt die Soll-Einlassluftmenge (TTPO) unter Verwendung der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (JTAF) und des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML) in einer bestimmten Reihenfolge korrigiert.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) ein Einspritzventil (22) enthält, das Kraftstoff direkt in eine Brennkammer (11) des Motors (10) einspritzt, wobei das Einspritzventil (22) Kraftstoff während eines Einlasshubes einspritzt, wenn sich der Verbrennungsmodus in dem Homogen-Verbrennungsmodus befindet und Kraftstoff während eines Verdichtungshubes einspritzt, wenn sich der Verbrennungsmodus in dem Schicht-Verbrennungsmodus befindet.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturabschnitt Tabellen enthält, die Daten speichern, die die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate für den Homogen-Verbrennungsmodus bzw. den Schicht-Verbrennungsmodus als eine Funktion des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff definieren.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate über einen gesamten Bereich des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff des Motors definiert.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Pumpverlust-Drehmoment-Berechnungsabschnitt zum Berechnen eines Pumpverlust-Drehmomentes des Motors, wobei der Soll-Einlassluftmengen-Berechnungsabschnitt eine Soll-Einlassluftmenge auf Basis des Motor-Betriebszustandes und des Pumpverlust-Drehmomentes des Motors berechnet.
Drehmoment-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpverlust-Drehmoment des Motors auf Basis des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff berechnet wird.
Verfahren zum Steuern einer Einlassluftmenge eines Verbrennungsmotors, das die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Motor-Betriebszustandes, der einschließt, ob sich ein Motor-Verbrennungsmodus in einem Homogen-Verbrennungsmodus oder in einem Schicht-Verbrennungsmodus befindet, Berechnen einer Soll-Einlassluftmenge (TTPO) und eines Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML) auf Basis des Motorbetriebszustandes, Berechnen einer Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) auf Basis des Motor-Verbrennungsmodus und des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML), Korrigieren der Soll-Einlassluftmenge (TTPO) auf Basis der Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) und des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML), wobei die Soll-Einlassluftmenge TTTPO) unter Bezugnahme auf eine Tabelle korrigiert wird, die Daten speichert, die die Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) als eine Funktion des Soll-Verhältnisses von Luft und Kraftstoff (tDML) definieren, und Umschalten einer Verstärkung auf Basis des Motor-Verbrennungsmodus, wobei die anhand der Tabelle berechnete Verbrennungswirkungsgrad-Korrekturrate (ITAF) um die Verstärkung korrigiert wird.