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HINTERGRUND DER ERFINDUNG.
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Apparat für
die Steuerung eines Verbrennungsmotors und im Speziellen einen Steuerungsapparat
und eine Steuerungsmethode für
die Steuerung der Drehzahl eines Automobil-Verbrennungsmotors in
einem Leerlauf-Dauerzustand (einen allgemeinen Leerlauf zustand
mit Ausnahme des Anstiegs der Motordrehzahl unmittelbar im Anschluss
an das Anlassen des Motors und des Schiebens des Motors) auf einen
Zielwert.
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Beschreibung der zugrundeliegenden
Technik Um die atmosphärische
Umweltverschmutzung zu reduzieren, wurden und werden verschiedenen Automobiltechniken
zur Reduzierung von Emissionen entwickelt. Im Besonderen besteht
eine bedeutende Aufgabenstellung darin, die Motordrehzahl während des
Leerlaufbetriebs, das heißt
die Leerlauf-Motordrehzahl, des Verbrennungsmotors angemessen so
zu steuern, dass sie nicht schwankt, sondern einem Zielwert entspricht,
da der Leerlaufbetrieb eines Verbrennungsmotors während der
tatsächlichen
Fahrt häufig
auftritt und einen großen
Einfluss auf die Qualität
der Emissionen hat.
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Die japanische veröffentlichte
Patentanmeldung Nr. HEI 5-222997
veröffentlicht
einen Apparat für
die Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl. Dieser Apparat sieht eine
Rückmeldungssteuerung
in Bezug auf die Einlassluft (Einlassluftstrom) und den Zündzeitpunkt
vor, wodurch die Motordrehzahl während des
Leerlaufbetriebs auf einen Zielwert gesteuert wird. Wenn das Einlassluftstrom-
Rückmeldungssteuerungssystem
versagt, wird die Rückmeldungssteuerung
auf der Basis des Zündzeitpunkts
ausgeführt.
Bei Betrieb des kalten Motors ist die Rückmeldungssteuerung auf der
Basis des Zündzeitpunkts beschränkt.
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Ungeachtet dessen wird, wenn sieh
der Einlassluftstrom in einem Fall ändert, in dem ein Zustand unzureichender
Verbrennung im Anschluss an einen kalten Zustand eintritt, der auf
einen Kaltstart folgt, der Verbrennungszustand aus folgenden Gründen in bestimmten
Fällen
weiter verschlechtert. Das bedeutet, dass ein Zustand unzureichender
Verbrennung während
des kalten Zustands auftritt, da die Kraftstoffvernebelung unzureichend
ist, so dass sich Kraftstoff an den Wänden des Einlasssystems oder ähnlichem
niederschlägt
und aus diesem Grund keine ausreichende Menge Kraftstoff in die
Brennkammer eingebracht wird. In einem derärtigen Fall ändert sich
das Kraftstoff-Luft-Verhältnis
zur mageren Seite. Wenn die Drosselöffnung vergrößert wird,
um den Einlassluftstrom zu vergrößern und
damit das Drehmoment des Motors zu erhöhen, nimmt der Unterdruck im
Einlassrohr ab, so dass sich die Qualität der Kraftstoffvernebelung
weiter verschlechtert. Damit wird das Kraftstoff-Luft-Verhältnis weiter
zur mageren Seite verändert.
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Um die Leerlauf-Motordrehzahl richtig
auf einen Zielwert zu steuern, ist es entscheidend, diesen vorstehend
beschriebenen Zustand präzise
zu erkennen. Allerdings ist keine derartige Erkennung oder vergleichbares
in der vorstehend bezeichneten veröffentlichten Patentanmeldung
publiziert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist ein Ziel der
vorliegenden Erfindung, einen Steuerungsapparat und eine Steuerungsmethode
für die
Steuerung eines Verbrennungsmotors vorzusehen, die in der Lage sind, das
Auftreten eines Zustands unzureichender Verbrennung während einer
Rückmeldungssteuerung der
Leerlauf-Motordrehzahl zu erkennen.
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Um dieses vorstehend beschriebene
und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, enthält ein Steuerungsapparat
eines Verbrennungsmotors entsprechend eines Aspekts der Erfindung
eine Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl auf einen Zielwert, eine
Auswahlvorrichtung zur Auswahl der optimalen Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung aus der Vielzahl
von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
in Hinblick auf eine Bedingung und zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl
durch Nutzung der ausgewählten
optimalen Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
und eine Bestimmungsvorrichtung zur Bestimmung des Eintretens eines
unzureichenden Verbrennungszustands auf der Grundlage der von der
Auswahlvorrichtung ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung,
wenn während
einer Rückmeldungssteuerung der
Leerlauf-Motordrehzahl durch die von der Auswahlvorrichtung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
das Verhältnis
von Motordrehzahländerung
zu Steuerungsbetragsänderung,
das heißt
der Grad einer Änderung
der Motordrehzahl im Verhältnis
zu einer Änderung
des Betrags der Steuerung der Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen, außerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt.
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Der dementsprechend konstruierte
erfindungsgemäße Steuerungsapparat
verfügt über eine Vielzahl
von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen,
die in der Lage sind, die Leerlauf-Motordrehzahl auf einen Zielwert
zu steuern, und bestimmt, ob ein Zustand unzureichender Verbrennung
während
einer Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl durch eine von der Auswahlvorrichtung
auf der Grundlage einer Bedingung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
eingetreten ist oder nicht. Dazu ist der Steuerungsapparat in der
Lage, zu bestimmen, ob die ausgewählte Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
unter den herrschenden Bedingungen tauglich oder untauglich ist.
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Entsprechend eines zweiten Aspekts
der Erfindung enthält
ein Steuerungsapparat eines Verbrennungsmotors eine Vielzahl von
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl auf einen Zielwert, eine
Auswahlvorrichtung zur Auswahl der optimalen Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
aus der Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
in Hinblick auf eine Bedingung und zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl
durch Nutzung der ausgewählten optimalen
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung und
eine erste Bestimmungsvorrichtung um, während einer Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl durch die von der Auswahlvorrichtung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen,
eine Motordrehzahlabweichung, das heißt eine Abweichung der tatsächlichen
Motordrehzahl von einer Soll-Motordrehzahl, zu bestimmen, und um,
falls die Motordrehzahlabweichung ein vorbestimmtes Kriterium übersteigt,
zu bestimmen, dass ein Zustand unzureichender Verbrennung auf der
Basis der von der Auswahlvorrichtung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
eingetreten ist.
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Wie beim ersten Aspekt der Erfindung
verfügt
der Steuerungsapparat entsprechend des zweiten Aspekts der Erfindung über eine
Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen,
die in der Lage sind, die Leerlauf-Motordrehzahl auf einen Zielwert
zu steuern, und bestimmt, ob ein Zustand unzureichender Verbrennung
während
einer Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl
durch eine von der Auswahlvorrichtung in Hinblick auf eine Bedingung
ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
eingetreten ist oder nicht. Dazu ist der Steuerungsapparat in der
Lage, zu bestimmen, ob die ausgewählte Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
unter den herrschenden Bedingungen tauglich oder untauglich ist.
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Entsprechend eines dritten Aspekts
der Erfindung enthält
ein Steuerungsapparat eines Verbrennungsmotors eine Vielzahl von
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl auf einen Zielwert, eine
Auswahlvorrichtung zur Auswahl der optimalen Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
aus der Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
in Hinblick auf eine Bedingung und zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl
durch Nutzung der ausgewählten optimalen
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung und
eine erste Bestimmungsvorrichtung um, während einer Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl durch die von der Auswahlvorrichtung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtüngen, Bestimmungsvorrichtungen
um zu bestimmen, dass ein Zustand unzureichender Verbrennung auf der
Basis der von der Auswahlvorrichtung ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen eingetreten
ist, falls ein angepasster Wert der Steuerung durch die betriebene
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt,
wobei dieser angepasste Wert der Steuerung abhängig von der Motordrehzahlabweichung angepasst
worden ist.
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Der Steuerungsapparat entsprechena
dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung kann so
konstruiert sein, dass, wenn bestimmt wird, dass, wenn ein Zustand
unzureichender Verbrennung während
einer Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl durch die von der Auswahlvorrichtung
ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
eingetreten ist, eine vorbestimmte andere Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung statt
der bisher bereits ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
ausgewählt
wird. Diese Konstruktion ermöglicht
es, von der aktuellen Rückmeldungssteuerung
auf die Rückmeldungssteuerung
durch eine vorbestimmte andere Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
umzuschalten, wenn während
der aktuellen Rückmeldungssteuerung
ein Zustand unzureichender Verbrennung eintritt. Damit ist es möglich, ein
Fortbestehen des Zustands unzureichender Verbrennung aufgrund der
aktuell ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
zu vermeiden.
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Entsprechend eines weiteren Aspekts
der Erfindung ist eine Steuerungsmethode eines Verbrennungsmotors
vorgesehen, bei der eine Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
aus einer Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
ausgewählt
wird und die ausgewählte
Rückmeldungs-Steuerugsvarrichtung
wird zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl
verwendet, und das Verhältnis von
Motordrehzahländerung
zu Steuerungsbetragsänderung,
das heißt
der Grad einer Änderung
der Motordrehzahl im Verhältnis
zu einer Änderung
des Betrags der Steuerung der ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen,
wird während
der Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl
durch die ausgewählte
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
bestimmt, und es wird bestimmt, dass ein Zustand unzureichender
Verbrennung auf der Basis des ausgewählten Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung eingetreten
ist, wenn das Verhältnis von
Motordrehzahländerung
zu Steuerungsbetragsänderung
außerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt.
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Bei einer Steuerungsmethode eines
Verbrennungsmotors entsprechend eines weiteren Aspekts der Erfindung
wird eine Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung
aus einer Vielzahl von Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
ausgewählt
und. die ausgewählte
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtung wird
zur Steuerung der Leerlauf-Motordrehzahl verwendet. Darüber hinaus
wird eine Motordrehzahlabweichung, das heißt eine Abweichung der tatsächlichen
Motordrehzahl von einer Soll-Motordrehzahl, während der Rückmeldungssteuerung der Leerlauf- Motordrehzahl
durch die ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen
bestimmt. Falls diese Motordrehzahlabweichung ein vorbestimmtes
Kriterium übersteigt,
wird bestimmt, dass ein Zustand unzureichender Verbrennung auf der
Basis der ausgewählten
Rückmeldungs-Steuerungsvorrichtungen-eingetreten
ist.
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Diese Zusammenfassung der Erfindung
beschreibt nicht notwendigerweise sämtliche erforderlichen Eigenschaften,
so dass die Erfindung auch in einer Unterkombination dieser beschriebenen
Eigenschaften bestehen kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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Die vorstehenden und weitere Objekte,
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in
der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
unter Verweis auf die zugehörigen
Abbildungen verdeutlicht, wobei gleiche Positionsnummern gleiche
Elemente bezeichnen und wobei gilt:
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1 ist
eine Darstellung einer Hardware-Konstruktion, die den bevorzugten
Ausführungen
der Erfindung gemeinsam ist;
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
ersten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
Modifikation der ersten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
zweiten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
Modifikation der zweiten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
dritten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
Modifikation der dritten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend einer
vierten Ausführung
der Erfindung darstellt;
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9 ist
ein Kennfeld des Verhältnisses
von Motordrehzahländerung
zu Drosselöffnungsänderung,
das bei der Steuerung der ersten Ausführung verwendet wird;
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10 ist
ein Kennfeld des Verhältnisses von
Motordrehzahländerung
zu Zündzeitpunktänderung,
das bei der Steuerung der zweiten Ausführung verwendet wird;
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11 ist
ein Kennfeld des Verhältnisses von
Motordrehzahländerung
zu Kraftstoffeinspritzmengenänderung,
das bei der Steuerung der dritten Ausführung verwendet wird;
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12 ist
ein Kennfeld des Betrags der Anpassung des Einlassluftstroms in
Bezug auf die Motordrehzahlabweichung, das bei der Steuerung der Modifikation
der ersten Ausführung
verwendet wird;
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13 ist
ein Kennfeld des Betragsder Anpassung des Zündzeitpunkts in Bezug auf die
Motordrehzahlabweichung, das bei der Steuerung der Modifikation
der zweiten Ausführung
verwendet wird; und
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14 ist
ein Kennfeld des Betrags der Anpassung der Kraftstoffeinspritzmenge
in Bezug auf die Motordrehzahlabweichung, das bei der Steuerung
der Modifikation der dritten Ausführung verwendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Nachstehend werden die bevorzugten
Ausführungen
der Erfindung im Detail unter Verweis auf die zugehörigen Abbildungen
beschrieben.
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1 ist
eine Darstellung einer Hardware-Konstruktion, die den nachstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungen
der Erfindung gemeinsam ist. Entsprechend 1 hat ein Verbrennungsmotor 1 eine
elektronisch gesteuene Drossel 3, die in einem Bereich des Einlasswegs 2 vorgesehen ist, der
sieh in Strömungsrichtung
gesehen unterhalb eines Luftfilters (nicht abgebildet) erstreckt.
Eine Drosselklappe 3a der elektronisch gesteuerten Drossel 3 wird
in Öffnungs-
und Schließrichtung
durch einen Drosselmotor 3b angetrieben. Wenn ein Öffnungsgradbefehlswert
von einer Motorsteuerungseinheit (ECU) 10 an die elektronisch
gesteuerte Drossel 3 gesendet wird, bewegt der Drosselmotor 3b die Drosselklappe 3a so,
dass der befohlene Öffnungsgrad
entsprechend dem gesendeten Befehlswert erreicht wird.
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Der Öffnungsgrad der Drosselklappe 3a wird in
einem Bereich zwischen einem vollständig geschlossenen Zustand,
dargestellt als durchgezogene Linie, und einem vollständig geöffneten
Zustand, in 1 dargestellt
als unterbrochene Linie, gesteuert. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe 3a wird
durch einen Drosselöffnungssensor 4 erkannt.
Der befohlene Öffnungsgrad
wird in Abhängigkeit
von einem Fahrpedal-Niederdrückwertanzeige-Signal
(einem Fahrpedal-Betätigungssignal)
von einem Fahrpedal-Niederdrückwensensor 15 ermittelt,
der an einem Fahrpedal 14 zur Ermittlung des Niederdrückwerts des
Fahrpedals 14 angebracht ist.
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Obwohl der Einlassluftstrom (die
Menge der Einlassluft) während
des Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors mit der elektronisch
gesteuerten Drossel 3 ausreichend gesteuert werden kann,
kann die Steuerung des Einlassluftstroms während des Leerlaufbetriebs
auch durch Verwendung eines Leerlaufdrehzahl-Steuerventils (nachstehend
ISCV genannt) 5 erfolgen, das in einem Nebenstrompfad zur Drosselklappe 3a,
wie in 1 gezeigt, vorgesehen ist.
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Ein Atmosphärendrucksensor 18 ist
in einem Bereich des Einlasswegs 2 vorgesehen, der sich
in Strömungsrichtung
gesehen oberhalb der elektronisch gesteuerten Drossel 3 erstreckt.
Ein Ausgleichsbehälter 6 zur
Verhinderung des Pulsierens des Einlasses des Verbrennungsmotors
ist in Strömungsrichtung
gesehen unterhalb der elektronisch gesteuerten Drossel 3 vorgesehen.
Ein Drucksensor 7 ist im Ausgleichsbehälter 6 vorgesehen,
um den-Druck der Einlassluft zu erkennen. In Strömungsrichtung gesehen unterhalb
des Ausgleichsbehälters 6 sind
Kraftstoffeinspritzventile 8 zur Einspritzung von druckbeaufschlagtem
Kraftstoff aus einem Kraftstoffversorgungssystem in entsprechende Zylindereinlassöffnungen
angebracht. Die Zündung eines
Motorenkraftstoffs erfolgt durch eine Zündung 27, die eine
elektrische Entladung von Zündkerzen 29 durch
den Einsatz einer Zündspule 28 auf
der Basis der Signale von der ECU 10 veranlasst.
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Ein Wassertemperatursensor 11 zur
Erkennung der Temperatur des Kühlwassers
des Verbrennungsmotors 1 ist in einem Kühlwasserdurchlass 9 in einem
Zylinderblock des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen. Der
Wassertemperatursensor 11 erzeugt ein analoges Spannungssignal
entsprechend der Temperaturdes Kühlwassers.
Eine Abgasführung 12 ist
mit einem Drei-Wege-Katalysator
versehen (nicht abgebildet), mit dem gleichzeitig drei schädliche-Komponenten,
das heißt
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide, aus dem Abgas
entfernt werden. Ein Sauerstoffsensor 13, der eine Art Kraftstoff-Luft-Verhältnissensor
darstellt, ist in einem Bereich der Abgasführung 12 vorgesehen,
der sich in Strömungsrichtung
gesehen oberhalb des Katalysators befindet. Der Sauerstoffsensor 13 erzeugt
ein elektrisches Signal, das der Konzentration von Sauerstoffkomponenten
im Abgas entspricht: Die Signale dieser verschiedenen Sensoren werden
in die ECU 10 eingespeist.
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Die ECU 10 akzeptiert auch
die Eingabe eines Schlüsselstellungssignals
(das eine Hilfsposition, eine Einschaltposition, eine Anlassposition
und so weiter -angibt) von einem Zündungsschalter 17, der
an eine Batterie 16 angeschlossen ist, die Eingabe eines
Obertotpunktsignals TDC und eines bei jedem vorbestimmten Winkel
erzeugten Kurbelwellenwinkelsignals CA, die von einem Kurbelwellenpositionssensor 21 stammen,
der neben einem Steuerrotor 24 angebracht ist, der fest
an einer Kurbelwellenriemenscheibe angebracht oder mit dieser zusammengeformt
ist, die an einem Ende einer Kurbelwelle angebracht ist, die Eingabe
eines Referenzpositionssignals von einem Nockenpositionssensor 30,
die Eingabe einer Schmiermitteltemperatur von einem Öltemperatursensor 22 und
die Eingabe eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31,
der in einem Getriebe (nicht abgebildet) untergebracht ist. Ein
Hohlrad 23, angeschlossen an das andere Ende der Kurbelwelle, wird
während
des Startens des Verbrennungsmotors 1 durch einen Starter 19 gedreht.
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Wenn der Verbrennungsmotor zum Betrieb gestartet
wird, wird die ECU 10 mit Energie versorgt; um Programme
zu aktivieren. Die ECU 10 empfängt dann die Signalausgänge der
verschiedenen Sensoren und steuert den Drosselmotor 3b,
das ISCV 5, die Kraftstoffeinspritzventile 8,
den Steuerrotor 24 und andere Stellglieder. Zu diesem Zweck
verfügt.
die ECU 10 über
Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung analoger Signale der verschiedenen
Sensoren in digitale Signale und eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 101 für die Eingabe
der Signale der verschiedenen Sensoren und für die Ausgabe von Treibersignalen
an die verschiedenen Stellglieder, einen Hauptprozessor (CPU) 102,
einen schreibgeschützten
Speicher (ROM) 103, einen Arbeitsspeicher (RAM) 104 und
vergleichbares, eine Uhr 105 und vergleichbares. Diese
Komponenten der ECU 1O sind über einen Bus 106 miteinander
verbunden.
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Die Erkennung der Motordrehzahl ne
und die Zylinderbestimmung wird beschrieben.
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Der Steuerrotor 24 verfügt über Signalzähne 25,
die im Wesentlichen in einem Abstand von jeweils 10° mit einer
zwei Zahn großen
Aussparung 26 zur Erkennung des oberen Totpunkts angebracht
wurden. Aus diesem Grund beträgt
die Gesamtzahl der Signalzähne 25 am
Steuerrotor 24 vierunddreißig Stück. Der Kurbelwellenpositionssensor 21 besteht aus
einem elektromagnetischen Aufnehmer und gibt bei jeder Drehung der
Kurbelwelle um 10° ein
Kurbelwellendrehsignal aus. Die Motordrehzahl ne wird durch Messung
eines Intervalls (einer Zeitdauer) zwischen Kurbelwellenwinkelsignalen
gemessen.
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Der Nockenpositionssensor 30 befindet
sich auf einer Nockenwelle, die sich jeweils um 360° dreht, wenn
sich die Kurbelwelle um 720° dreht.
Der Nockenpositionssensor 30 ist so konstruiert, dass er ein
Referenzsignal beispielsweise bei Erreichen des oberen Totpunkts
im ersten Zylinder ausgibt. Die Bestimmung eines Zylinders mit unzureichender
Verbrennung in der ersten Ausführung
(nachstehend beschrieben) erfolgt durch eine Messung der verstrichenen
Zeit ab dem durch den Nockenpositionssensor 30 erzeugten
Referenzsignal.
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Steuerungen entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungen
mit der vorstehend beschriebenen Hardware-Konstruktion werden weiter unten beschrieben.
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Die Ausführungen werden in einem Zustand beschrieben,
in dem die Rückmeldungssteuerung der
Motordrehzahl auf der Basis eines Steuerungsindexes erfolgt und
der Verbrennungszustand während der
Steuerung unzureichend wird und die Rückmeldungssteuerung auf die
Rückmeldungssteuerung
auf der Basis eines anderen Steuerungsindexes umgeschaltet wird.
Folgende drei Arten von Rückmeldungssteuerungs-Umschaltung
können
vorgesehen werden:
- (1) Eine unzureichende Verbrennung
tritt während der
Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
ein und die Steuerung schaltet auf eine Zundzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung oder eine
Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung um.
- (2) Eine unzureichende Verbrennung tritt während der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
ein und die Steuerung schaltet auf die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung um.
- (3) Eine unzureichende Verbrennung tritt während der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
ein und die Steuerung schaltet auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
um.
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Das Umschalten von der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung auf die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
wurde aus folgenden Gründen
vorstehend nicht erwähnt.
Im Normalfall wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung hinsichtlich
der Effekte auf die Qualität
der Emissionen oder aus vergleichbaren Gründen ausgeführt. Die Fälle, in denen die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung ausgeführt werden, sind
meistens Fälle,
in denen eine unzureichende Verbrennung während der Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung auftritt
und die Steuerung dann umgeschaltet wird. Wenn in einem solchen
Fall erneut die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung ausgeführt wird,
tritt wahrscheinlich eine unzureichende Verbrennung ein.
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Folgende zwei Methoden für die Bestimmung
des Eintritts des Zustands unzureichender Verbrennung können vorgesehen
werden:
- (a) Die Bestimmung erfolgt auf der
Basis des Verhältnisses
des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl zum Betrag der Änderung des Steuerungsindexes.
- (b) Die Bestimmung erfolgt auf der Basis der Abweichung der
Motordrehzahl von einem Sollwert.
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Aus diesem Grund werden folgende
Ausführungen
nachstehend beschrieben:
Eine erste Ausführung, die den Steuerungsindex
(1) zusammen mit der Steuerungsmethode (a) nutzt;
eine
Modifikation der ersten Ausführung,
die den Steuerungsindex (1) zusammen mit der Bestimmungsmethode
(b) nutzt;
eine zweite Ausführung,
die den Steuerungsindex (2) zusammen mit der Steuerungsmethode
(a) nutzt;
eine Modifikation der zweiten Ausführung, die
den Steuerungsindex (2) zusammen mit der Bestimmungsmethode
(b) nutzt;
eine dritte Ausführung,
die den Steuerungsindex (3) zusammen mit der Steuerungsmethode
(a) nutzt; eine Modifikation der dritten Ausführung, die den Steuerungsindex
(3) zusammen mit der Bestimmungsmethode (b) nutzt;
eine
vierte Ausführung,
die den Steuerungsindex (1) zusammen mit der Steuerungsmethode
(a) und der Zylinderbestimmung nutzt.
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ERSTE AUSFÜHRUNG
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In der ersten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
eintritt, auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung umgeschaltet.
Ob der Zustand unzureichender Verbrennung während der Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
eingetreten ist, wird auf der Basis des Verhältnisses des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl zum Betrag der Änderung des Steuerungsindexes
bestimmt.
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend der
ersten Ausführung darstellt.
In Schritt 1001 von 2 bestimmt
die ECU 10 auf der Basis des Signals vom Drosselöffnungssensor 4 oder
dem FahrpedalNiederdrückwensensor 15 und
dem Signal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, ob sich
der Verbrennungsmotor 1 im Leerlaufzustand befindet. In Schritt
1002 bestimmt die ECU 10, ob die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteurung ausgeführt wird.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in einem der Schritte 1001 oder
1002 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte
durchgeführt
werden, zu Schritt 1009 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 1001 und 1002
positiv ist, bestimmt die ECU 10 in den Schritten 1003
bis 1005 ein Verhältnis
von Motordrehzahländerung
zur Drosselöffnungsänderung
rdlnetha, das heißt
ein Verhältnis
des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung des Öffnungsgrads der
Drosselklappe 3a während
der Rückmeldungssteuerung.
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Anschließend bestimmt die ECU 10 in
Schritt 1006, ob das Verhältnis
von Motordrehzahländerung zur
Drosselöffnungsänderung
rdlnetha in einem vorbestimmten Bereich liegt. 9 zeigt ein in Schritt 1006 verwendetes
Kennfeld, mit dem bestimmt wird, ob das Verhältnis von Motordrehzahländerung zur-Drosselöffnungsänderung
rdlnetha in einem vorbestimmten Bereich liegt. Im Kennfeld aus 9 gibt die waagerechte Achse
den Betrag der Änderung des Öffnungsgrads
der Drossel dltha und die senkrechte Achse den Betrag der Änderung
der Motordrehzahl dlne an. Der Bereich, in dem die Verbrennung gut
ist und die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
gut ausgeführt
wird, ist durch die Schraffierung gekennzeichnet.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 1006 positiv ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im Verhältnis
zum Betrag der Änderung
des Öffnungsgrads
der Drossel dltha normal ist, das heißt, es wird festgestellt, dass
der Verbrennungszustand gut ist. Aus diesem Grund springt der Prozess,
ohne dass weitere Prozessschritte durchgeführt werden, sofort zu Schritt
1009 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung fortgesetzt, ohne dass
auf eine andere Rückmeldungssteuerung umgeschaltet
wird.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 1006 negativ ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im Verhältnis
zum Betrag der Änderung
des Öffnungsgrads
der Drossel dltha unnormal ist, das heißt, es wird festgestellt, dass
der Verbrennungszustand nicht gut ist. Dann geht der Prozess weiter
zu Schritt 1007, in dem ein Marker xnedwn gesetzt wird, der den
Zustand unzureichender Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt
in Schritt 1008 die ECU 10 die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess zu Schritt 1009 zum Rücksprung,
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Das bedeutet, dass in der ersten
Ausführung,
wenn das Verhiältnis
von Motordrehzahländerung
zur Drosselöffnungsänderung
rdlnetha während der
Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
außerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt, bestimmt wird, dass der Verbrennungszustand
nicht gut ist. Dann wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung gestoppt
und die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
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MODIFIKATION DER ERSTEN
AUSFÜHRUNG
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In der Modifikation der ersten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
eintritt, wie in der ersen Ausführung
auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung umgeschaltet.
Allerdings erfolgt in der Modifikation die Bestimmung, ob ein Zustands
unzureichender Verbrennung eingetreten ist, auf der Basis der Abweichung
der Motordrehzahl von einem Sollwert.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend der
Modifikation der ersten Ausführung
darstellt. Die Schritte 1101, 1102 in 3 sind
die gleichen wie die Schritte 1001, 1002 in der ersten Ausführung in 2 und werden deshalb nicht
erneut beschrieben. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in einem der
Schritte 1101 oder 1102 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass
weitere Prozessschritte durchgeführt
werden, zu Schritt 1110 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 1101 und 1102
positiv ist, wird der Prozess bei Schritt 1103 fortgesetzt.
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In Schritt 1103 bestimmt die ECU 10 eine Motordrehzahlabweichung
dhtne, das heißt
eine Differenz zwischen der aktuellen Motordrehzahl ne und einer
Soll-Motordrehzahl
tne. Daran anschließend bestimmt
in Schritt 1104 die ECU 10 auf der Basis eines Kennfelds
einen Einlassluftstromanpassungsbetrag dlmq, welcher der Motordrehzahlabweichung
dltne entspricht.
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Ein Beispiel für das Kennfeld ist in 12 gezeigt, in dem die Proportion
des Betrags, um den der Einlassluftstrom erhöht oder verringert werden muss,
in Bezug auf die Motordrehzahlabweichung dltne vorgegeben ist. In
dem in 12 gezeigten Kennfeld
ist der Einlassluftstromanpassungsbetrag dlmq von +ΔA (1/min)
für den
Fall vorgegeben, dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens um
50 U/min niedriger als die Soll-Motordrehzahl
the ist, und von –ΔA (1/min)
für den
Fall, dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens um 50 U/min höher als die
Soll-Motordrehzahl tne ist. Die Motordrehzahlabweichung, die den
Betrag der Anpassung des Einlassluftstroms bestimmt, ist nicht auf
die in 12 aufgeführten Werte
beschränkt.
Ebenso kann auch eine höhere
Anzahl von Anpassungsbeträgen
(vier oder mehr Anpassungsbeträge)
in Bezug auf die Abweichung der Motordrehzahl festgelegt werden.
Der. Einlassluftstromanpassungsbetrag kann ebenso auch durch Verwendung
eines Verhältnisausdrucks zwischen
der Motordrehzahlabweichung und dem Anpassungsbetrag bestimmt werden,
statt das Kennfeld zu benutzen.
-
Daran anschließend bestimmt in Schritt 1105 die
ECU 10 einen angepassten Einlassluftstrom q durch Addition
des in Schritt 1104 bestimmten Enlassluftstromanpassungsbetrags
dlmq zum aktuellen Einlassluftstrom q. Dann wird der Prozess mit
Schritt 1106 fortgesetzt.
-
In Schritt 1106 bestimmt die ECU 10,
ob die in Schritt 1104 bestimmte Motordrehzahlabweichung dltne kleiner
als ein vorbestimmtes Kriterium -KDLTNEl ist. Wenn das Ergebnis
der Bestimmung in Schritt 1106 positiv ist, bedeutet dies, dass
die aktuelle Motordrehzahl ne deutlich geringer als die Soll-Motordrehzahl
tne ist, das heißt,
dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Einlassluftmengen-Rückmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 1108, in
dem die ECU 10 den Marken xnedwn setzt, der den Zustand unzureichender
Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt in Schritt 1109
die ECU 10 die Einlassluftstrom- Rückmeldungssteuerung und veranlasst das
Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 1110 zurück.
-
Andererseits, wenn das Ergebnis der
Bestimmung in Schritt 1106 negativ ist, wird der Prozess mit Schritt
1107 fortgesetzt, in dem die ECU 10 bestimmt, ob der angepasste
Einlassluftstrom q eine Obergrenze KQ1 übersteigt. Wenn das Ergebnis
der Bestimmung in Schritt 1107 positiv ist, bedeutet dies, dass,
obwohl die Motordrehzahlabweichung gering ist, dem Motpr ein Einlassluftstrom über der
Obergrenze KQ1 zugeführt
worden ist und dass der Einlassluftstrom q nicht mehr weiter erhöht werden
kann. In diesem Fall geht der Prozess ebenfalls weiter zu Schritt
1108, in dem die ECU 10 den Marker xnedwn setzt, der den
Zustand unzureichender Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt
in Schritt 1109 die ECU 10 die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 1110 zurück.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 1107 negativ ist, bedeutet dies, dass die Motordrehzahlabweichung
dltne kleiner oder gleich dem Kriterium ist und dass der Einlassluftstrom
q noch weiter erhöht
werden kann. Aus diesem Grund springt der Prozess, ohne dass weitere
Prozessschritte durchgeführt
werden, zu Schritt 1110 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
fortgesetzt, ohne dass auf eine andere Rückmeldungssteuerung umgeschaltet
wird.
-
Damit wird in der Modifikation der
ersten Ausführung,
wenn die Motordrehzahlabweichung dltne während der Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt oder wenn der auf der Basis der
Motordrehzahlabweichung dltne angepasste Einlassluftstrom den oberen
Grenzwert übersteigt,
bestimmt, dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung gestoppt
und die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
-
Es wird angemerkt, dass bei dieser
Modifikation der ersten Ausführung
die Bestimmung während des
Prozesses unter Verwendung des Einlassluftstroms erfolgt. Dadurch
wird, wenn die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerungfortgesetzt
wird, der Einlassluftstrom in den Grad der Drosselöffnung umgewandelt
und es wird eine Anweisung bezüglich
des umgewandeten Werts ausgegeben. Demzufolge können die Berechnungen in den
Schritten 1104, 1105 und 1107 stattdessen auch auf der Basis des Drosselöffnungsgrads
durchgeführt
werden.
-
ZWEITE AUSFÜHRUNG
-
In der zweiten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
eintritt, auf die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung umgeschaltet.
Ob der Zustand unzureichender Verbrennung während der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
eingetreten ist, wird auf der Basis des Verhältnisses des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl zum Betrag der Änderung des Zündzeitpunkts
bestimmt.
-
Da im Normalfall aus Gründen der
Emissionsqualität
die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
ausgeführt
wird, wird die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
gemäß der zweiten
Ausführug nur
ausgeführt,
wenn die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
untauglich ist und die Steuerung in der ersten Ausführung auf
die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet hat.
-
4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Steuerungsmethode entsprechend der zweiten
Ausführung
darstellt. Das Ablaufdiagramm der 4 ist
im Wesentlichen das gleiche wie das Ablaufdiagramm für die erste
Ausführung.
-
In Schritt 2001 von 4 bestimmt die EGU 10, ob sich
der Verbrennungsmotor 1 im Leerlaufzustand wie in der ersten Ausführung befindet.
In Schritt 2002 bestimmt die ECU 10, ob die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
ausgeführt
wird. Wein das Ergebnis der Bestimmung in einem der Schritte 2001
oder 2002 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte
durchgeführt
werden, zu Schritt 2009 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 2001 und 2002
positiv ist, bestimmt die ECU 10 in den Schritten 2003
bis 2005 ein Verhältnis
von Motordrehzahländerung
zur Zündzeitpunktänderung
rdlneia, das heißt
ein Verhältnis
des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung des Zündzeitpunkts
dlia während
der Rückmeldungssteuerung.
-
Anschließend bestimmt die ECU 10 in
Schritt 2006, ob das Verhältnis
von Motordrehzahländerung zur
Zündzeitpunktänderung
rdlneia in einem vorbestimmten. Bereich liegt. 10 zeigt ein in Schritt 2006 verwendetes
Kennfeld, mit dem bestimmt wird, ob das Verhältnis von Motordrehzahländerung
zur Zündzeitpunktänderung
rdlneia in einem vorbestimmten Bereich liegt. Im Kennfeld aus 10 gibt die waagerechte
Achse den Betrag der Änderung des
Zündzeitpunkts
dlia und die senkrechte Achse den Betrag der Änderung der Motordrehzahl dlne
an. Der Bereich, in dem die Verbrennung gut ist und die Zündzeitpunkt- Rückmeldungssteuerung gut ausgeführt wird,
ist in 10 durch die
Schraffierung gekennzeichnet.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 2006 positiv ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im Verhältnis
zum Betrag der Änderung
des Zündzeitpunkts dlia
normal ist, das heißt,
es wird festgestellt, dass der Verbrennungszustand gut ist. Aus
diesem Grund springt der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte
durchgeführt
werden, zu Schritt 2009 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung fortgesetzt.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 2006 negativ ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im Verhältnis
zum Betrag der Änderung
des Zündzeitpunkts dlia
unnormal ist, das heißt,
es wird festgestellt, dass der Verbrennungszustand nicht gut ist.
Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 2007, in dem der Marker xnedwn
gesetzt wird, der den Zustand unzureichender Verbrennung anzeigt.
Daran anschließend
stoppt in Schritt 2008 die ECU 10 die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Stanen der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess zu Schritt 2009 zum Rücksprung.
-
Das bedeutet, dass in der zweiten
Ausführung,
wenn das Verhältnis
des Betrags der Änderung der
Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung des Zündzeitpunkts
dlia während
der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt, bestimmt wird, dass der Verbrennungszustand
nicht gut ist. Dann wird die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
gestoppt und die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
-
MODIFIKATION DER ZWEITEN
AUSFÜHRUNG
-
In der Modifikation der zweiten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
eintritt, wie in der zweiten Ausführung auf die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet. Allerdings erfolgt in der Modifikation die Bestimmung,
ob der Zustand unzureichender Verbrennung eingetreten ist, auf der Basis
der Abweichung der Motordrehzahl von einem Sollwert. Genau wie bei
der zweiten Ausführung
wird die Modifikation der zweiten Ausführung ausgeführt, wenn
die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung untauglich
ist und die Steuerung in der ersten Ausführung auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet hat.
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend der
Modifikation der zweiten Ausführung
darstellt. Das Ablaufdiagramm der 5 entspricht
im Wesentlichen dem Ablaufdiagramm der Modifikation der ersten Ausführung.
-
Die Schritte 2101, 2102 in 5 sind die gleichen wie
die Schritte 2001, 2002 in der zweiten Ausführung und werden deshalb nicht
erneut beschrieben. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in einem der
Schritte 2101 oder 2102 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass
weitere Prozessschritte durchgeführt
werden, zu Schritt 2110 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 2101 und 2102
positivist, wird der Prozess bei Schritt 2103 fortgesetzt.
-
In Schritt 2103-bestimmt die ECU 10 eine Motordrehzahlabweichung
dltne, das heißt
eine Differenz zwischen der aktuellen Motordrehzahl ne und einer
Soll- Motordrehzahl tne. Daran anschließend bestimmt in Schritt 2104
die ECU 10 auf der Basis eines Kennfelds einen Zündzeitpunktanpassungsbetrag
(Vorverstellungsbetrag) dlmia, welcher der Motordrehzahlabweichung
dltne entspricht.
-
Ein Beispiel für das Kennfeld ist in 13 gezeigt, in dem die Proportion
des Betrags, um den der Zündzeitpunkt
vor- oder zurückverlegt
werden muss, in Bezug auf die Motordrehzahlabweichung dltne vorgegeben
ist. In dem in 13 gezeigten Kennfeld
ist der Zündzeitpunktanpassungsbetrag
dlmia von +ΔB
(°CA) für den Fall
vorgegeben, dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens um 50
U/min niedriger als die Soll-Motordrehzahl
tne ist, und von –ΔB (°CA) für den Fall,
dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens um 50 U/min höher als
die Soll-Motordrehzahl the ist. Die Motordrehzahlabweichung, die
den Betrag der Anpassung des Zündzeitpunkts
bestimmt, ist nicht auf die in 13 aufgeführten Werte
beschränkt.
Ebenso kann auch eine höhere
Anzahl von Anpassungsbeträgen
(vier oder mehr Anpassungsbeträge)
in Bezug auf die Abweichung der Motordrehzahl festgelegt werden.
Der Zündzeitpunktanpassungsbetrag
kann ebenso auch durch Verwendung eines Verhältnisausdrucks zwischen der
Motordrehzahlabweichung und dem Anpassungsbetrag bestimmt werden,
statt das Kennfeld zu benutzen.
-
Daran anschließend bestimmt in Schritt 2105 die
ECU 10 einen angepassten Zündzeitpunkt ia durch Addition
des in Schritt 2104 bestimmten Zündzeitpunktanpassungsbetrags dlmia
zum aktuellen Zündzeitpunkt
ia. Dann wird der Prozess mit Schritt 2106 fortgesetzt.
-
In Schritt 2106 bestimmt die ECU 10,
ob die in Schritt 2104 bestimmte Motordrehzahlabweichung dltne kleiner
als das vorbestimmte Kriterium -KDLTNE1 ist. Wenn das Ergebnis der
Bestimmung in Schritt 2106 positiv ist, bedeutet dies, dass die
aktuelle Motordrehzahl ne deutlich geringer als die Soll-Motordrehzahl
the ist, das heißt,
dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 2108, in
dem die ECU 10 den Marker xnedwn setzt, der den Zustand unzureichender
Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt in Schritt 2109
die ECU 10 die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 2110 zurück.
-
Andererseits, wenn das Ergebnis der
Bestimmung in Schritt 2106 negativ ist, wird der Prozess mit Schritt
2107 fortgesetzt, in dem die ECU 10 bestimmt, ob der angepasste
Zündzeitpunkt
ia eine Obergrenze KIA1 übersteigt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 2107 positiv ist, bedeutet
dies, dass der Zündzeitpunkt
ia nicht mehr weiter vorverlegt werden kann. In diesem Fall geht
der Prozess ebenfalls weiter zu Schritt 2108, in dem die ECU 10 den
Marker xnedwn setzt, der den Zustand unzureichender Verbrennung
anzeigt. Daran anschließend stoppt
in Schritt 2109 die ECU 10 die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Kraftstoffeinspritzmengem-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 2110 zurück.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 2107 negativ ist, bedeutet dies, dass die Motordrehzahlabweichung
dltne kleiner oder gleich dem Kriterium ist und dass der Zündzeitpunkt
ia noch weiter vorverlegt werden kann. Aus diesem Grund springt
der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte durchgefühn werden,
zu Schritt 2110 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung fongesetzt,
ohne dass auf eine andere Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet wird.
-
Damit wird in der Modifikation der
zweiten Ausführung,
wenn die Motordrehzahlabweichung dltne während der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
außerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt oder wenn der auf der Basis der
Motordrehzahlabweichung dltne angepasste Zündzeitpunkt den oberen Grenzwert übersteigt,
bestimmt, dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Zündzeitpunkt-Ruckmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann wird die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
gestoppt und die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
-
DRITTE AUSFÜHRUNG
-
In der dritten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
eintritt, auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
um. Ob der Zustand unzureichender Verbrennung während der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
eingetreten ist, wird auf der Basis des Verhältnisses des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl zum Betrag der Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge
bestimmt.
-
Da im Normalfall aus Gründen der
Emissionsqualität
die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
ausgeführt
wird, wird die Steuerung gemäß der dritten
Ausführung
nur ausgeführt,
wenn die Einlassluftstrom- Rückmeldungssteuerung
untauglich ist und die Steuerung in der ersten Ausführung auf
die Kraftstoffeinspritzmengen- Rückmeldungssteuerung umgeschaltet
hat.
-
6 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Steuerungsmethode entsprechend der dritten
Ausführung darstellt.
Das Ablaufdiagramm der 6 ist
im Wesentlichen das gleiche wie das Ablaufdiagramm für die erste
Ausführung.
-
In Schritt 3001 von 6 bestimmt die ECU 10 wie in
der ersten Ausführung,
ob sich der Verbrennungsmotor 1 im Leerlaufzustand befindet. In
Schritt 3002 bestimmt die ECU 10, ob die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
ausgeführt
wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in einem der Schritte 3001
oder 3002 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte
durchgeführt
werden, zu Schritt 3009 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 3001 und 3002
positiv ist, bestimmt die ECU 10 in den Schritten 3003
bis 3005 ein Verhältnis
von Motordrehzahländerung
zur Kraftstoffeinspritzmengenänderung
rdlnetau, das heißt
ein Verhältnis
des Betrags der Änderung
der Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge
dltau während
der Rückmeldungssteuerung.
-
Anschließend bestimmt die ECU 10 in
Schritt 3006, ob das Verhältnis
von Motordrehzahländerung zur
Kraftstoffeinspritzmengenänderung
rdlnetau in einem vorbestimmten Bereich liegt: 11 zeigt ein in Schritt 3006 verwendetes
Kennfeld, mit dem bestimmt wird, ob das Verhältnis von Motordrehzahländerung
zur Kraftstoffeinspritzmengenänderung
rdlnetau in einem vorbestimmten Bereich liegt. Im Kennfeld aus 11 gibt die waagerechte
Achse den Betrag der Änderung
der Kraftstoffeinspritzmenge dltau und die senkrechte Achse den
Betrag der Änderung der
Motordrehzahl dlne an. Der Bereich, in dem die Verbrennung gut ist
und die Rückmeldungssteuerung gut
ausgeführt
wird, ist in 11 durch
die Schraffierung gekennzeichnet.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 3006 positiv ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im. Verhältnis
zum Betrag der Änderung
der Kraftstoffeinspritzmenge dltau normal ist, das heißt, es wird
festgestellt, dass der Verbrennungszustand gut ist. Aus diesem Grund
springt der Prozess, ohne dass weitere Prozessschritte durchgeführt werden,
zu Schritt 3009 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteurung fortgesetzt und
es wird nicht auf eine andere Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 3006 negativ ist, wird festgestellt, dass der Betrag
der Änderung
der Motordrehzahl dlne im Verhältnis
zum Betrag der Änderung
der Kraftstoffeinspritzmenge dltau unnormal ist, das heißt, es wird
festgestellt, dass der Verbrennungszustand nicht gut ist. Dann geht
der Prozess weiter zu Schritt 3007, in dem der Marker xnedwn gesetzt
wird, der den Zustand unzureichender Verbrennung anzeigt. Daran
anschließend
stoppt in Schritt 3008 die ECU 10 die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess zu Schritt 3009 zum Rücksprung.
-
Das bedeutet, dass in der dritten
Ausführung,
wenn das Verhältnis
des Betrags der Änderung der
Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge
dltau während
der Kraftstoffeinspritzmengen- Rückmeldungssteuerung
außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt, bestimmt wird, dass der Verbrennungszustand
auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung nicht gut
ist. Dann wird die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
gestoppt und die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
-
MODIFIKATION DER DRITTEN
AUSFÜHRUNG
-
In der Modifikation der dritten Ausführung wird
die Steuerung, wenn der Zustand unzureichender Verbrennung während der
KraftstoffeinspritzmengenRückmeldungssteuerung
eintritt, wie in der dritten Ausführung auf die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet. Allerdings erfolgt in der Modifikation die Bestimmung,
ob der Zustand unzureichender Verbrennung eingetreten ist, auf der Basis
der Abweichung der Motordrehzahl von einem Sollwert.
-
Genau wie bei der dritten Ausführung wird die
Modifikation der dritten Ausführung
ausgeführt, wenn
die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung untauglich
ist und die Steuerung in der ersten Ausführung auf die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet hat.
-
7 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend der
Modifikation der dritten Ausführung
darstellt. Das Ablaufdiagramm der 7 entspricht
im Wesentlichen dem Ablaufdiagramm der Modifikation der ersten Ausführung.
-
Die Schritte 3101, 3102 in 7 sind die gleichen wie
die Schritte 3001, 3002 in der dritten Ausführung und werden deshalb nicht
erneut beschrieben. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in einem der
Schritte 3101 oder 3102 negativ ist, springt der Prozess, ohne dass
weitere Prozessschritte durchgeführt
werden, zu. Schritt 3110 zum Rücksprung.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in beiden Schritten 3101 und 3102
positiv ist, wird der Prozess bei Schritt 3103 Fortgesetzt.
-
In Schritt 3103 bestimmt die ECU 10 eine Motordrehzahlabweichung
dltne, das heißt
eine Differenz zwischen der aktuellen Motordrehzahl ne und einer
Soll-Motordrehzahl
tne. Daran anschließend bestimmt
in Schritt 3104 die ECU 10 auf der Basis eines Kennfelds
einen Kraftstoffeinspritzmengenanpassungsbetrag (Einspritzdauer)
dlmtau, welcher der Motordrehzahlabweichung dltne entspricht.
-
Ein Beispiel für das Kennfeld ist in 14 gezeigt, in dem die Proportion
des Betrags, um den die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht oder
verringert werden muss, in Bezug auf die Motordrehzahlabweichung
dltne vorgegeben ist. In dem in 14 gezeigten
Kennfeld ist der Kraftstoffeinspritzmengenanpassungsbetrag dlmtau
von +ΔC
(s) für
den Fall vorgegeben, dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens
um 50 U/min niedriger als die Soll-Motordrehzahl the ist, und von –ΔC (s) für den Fall,
dass die aktuelle Motordrehzahl ne mindestens um 50 U/min höher als
die Soll-Motordrehzahl the ist. Die Motordrehzahlabweichung, die
den Betrag der Anpassung der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt,
ist nicht auf die in 14 aufgeführten Werte
beschränkt.
Ebenso kann auch eine höhere
Anzahl von Anpassungsbeträgen (vier
oder mehr Anpassungsbeträge)
in Bezug auf die Abweichung der Motordrehzahl festgelegt werden. Der
Kraftstoffeinspritzmengenanpassungsbetrag kann ebenso auch durch
Verwendung eines Verhältnisausdrucks
zwischen der Motordrehzahlabweichung und dem Anpassungsbetrag bestimmt
werden, statt das Kennfeld zu benutzen.
-
Daran anschließend bestimmt in Schritt 3105 die
ECU 10 eine angepasste Kraftstoffeinspritzmenge tau durch
Addition des in Schritt 3104 bestimmten Kraftstoffeinspritzmengenanpassungsbetrags
dlmtau zum aktuellen Zündzeitpunkt
tau. Dann wird der Prozess mit Schritt 3106 fortgesetzt.
-
In Schritt 3106 bestimmt die ECU 10,
ob die in Schritt 3104 bestimmte Motordrehzahlabweichung dltne kleiner
als das vorbestimmte Kriterium -KDLTNE1 ist. Wenn das Ergebnis der
Bestimmung in Schritt 3106 positiv ist, bedeutet dies, dass die
aktuelle Motordrehzahl ne deutlich geringer als die Soll-Motordrehzahltne
ist, das heißt,
dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 3108, in
dem die ECU 10 den Marker xnedwn setzt, der den Zustand
unzureichender Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt
in Schritt 3109 die ECU 10 die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung und
veranlasst das Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 3110 zurück.
-
Andererseits, wenn das Ergebnis der
Bestimmung in Schritt 3106 negativ ist, wird der Prozess mit Schritt
3107 fortgesetzt, in dem die ECU 10 bestimmt, ob die angepasste
Kraftstoffeinspritzmenge tau eine Obergrenze KTAU1 übersteigt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 3107 positiv ist, bedeutet
dies, dass die Kraftstoffeinspritzmenge tau nicht mehr weiter erhöht werden
kann. In diesem Fall geht der Prozess ebenfalls weiter zu Schritt
3108, in dem die ECU 10 den Marker xnedwn setzt, der den Zustand
unzureichender Verbrennung anzeigt. Daran anschließend stoppt
in Schritt 3109 die ECU 10 die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
und veranlasst das Starten der Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung. Dann springt
der Prozess in Schritt 3110 zurück.
-
Wenn das Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 3107 negativ ist, bedeutet dies, dass die Motordrehzahlabweichung
dltne kleiner oder gleich dem Kriterium ist und dass die Kraftstoffeinspritzmengen tau
noch weiter erhöht
werden kann. Aus diesem Grund springt der Prozess, ohne dass weitere
Prozessschritte durchgeführt
werden, zu Schritt 3110 zum Rücksprung.
Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung fortgesetzt, ohne
dass auf eine andere Rückmeldungssteuerung umgeschaltet
wird.
-
Damit wird in der Modifikation der
dritten Ausführung,
wenn die Motordrehzahlabweichung dltne während der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt oder wenn die auf der Basis der
Motordrehzahlabweichung dltne angepasste Kraftstoffeinspritzmenge
den oberen Sicherheitswert übersteigt, bestimmt,
dass der Verbrennungszustand auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
nicht gut ist. Dann wird die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung gestoppt und
die Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung wird ausgeführt.
-
VIERTE AUSFÜHRUNG
-
In der vierten Ausführung, wenn
der Zustand unzureichender Verbrennung während der Einlassluftstrom- Rückmeldungssteuerung eintritt,
schaltet die Steuerung wie in der ersten Ausführung auf die Zundzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung um. In
der vierten Ausführung
wird allerdings der Zylinder identifiziert, in dem die unzureichende
Verbrennung eingetreten ist.
-
8 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsmethode entsprechend der
vierten Ausführung
darstellt, und ist im Wesentlichen gleich dem Ablaufdiagramm für die erste
Ausführung
in 2 mit der Ausnahme,
dass Schritt 4008 zur Identifizierung eines unzureichend verbrennenden
Zylinders hinzugefügt
wurde.
-
Die Identifikation oder Bestimmung
eines unzureichend verbrennenden Zylinders kann durch Messung des
Zeitpunkts (Winkels) des Auftretens einer Abnahme der Motordrehzahl
ne vom Referenzsignal des Nockenpositionssensors 30 auf
der Basis des Signals des Kurbelwellenpositionssensors 21 erfolgen.
-
In der vierten Ausführung ist
es möglich,
da ein Zylinder, der eine unzureichende Verbrennung durchführt, wie
vorstehend beschrieben identifiziert wird, die Steuerung nur in
Hinblick auf den unzureichend verbrennenden Zylinder von der Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
auf die Zundzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder die Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung umzuschalten.
Dadurch kann die vierte Ausführung
eine Verschlechterung der Qualität
der. Emissionen und eine Verschlechterung der Bedienbarkeit durch
unnötiges
Umschalten der Steuerwerte vermeiden.
-
Obwohl in der vierten Ausführung die
Zylinderidentifikation zur ersten Ausführung hinzugefügt wird,
kann die Zylinderbestimmung auch zur zweiten und dritten Ausführung und
den dazugehörigen
Modifikationen hinzugefügt
werden.
-
Während
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit gegenwärtig als
bevorzugt eingeschätzten
Ausführungen
erklärt
worden ist, ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf die veröffentlichten
Ausführungen
oder Konstruktionen beschränkt
ist. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu darauf ausgelegt, verschiedene
Modifikationen und gleichwertige Anordnungen zu umfassen. Darüber hinaus
sind, während
die verschiedenen Elemente der veröffentlichten Erfindung in verschiedenen
Kombinationen und Konfigurationen dargestellt sind, die beispielhaft
zu verstehen sind, auch andere Kombinationen und Konfigurationen
einschließlich
mehrerer, weniger oder. einer einzigen Ausführung durch den Geist und den
Umfang der vorliegenden Erfindung abgedeckt.
-
Beim Steuerungsapparat und -methode
für die
Steuerung eines Verbrennungsmotors wird ein Verhältnis von Motordrehzahländerung
zur Drosselöffnungsänderung
rdlnetha, das heißt
ein Verhältnis des
Betrags der Änderung
der Motordrehzahl dlne zum Betrag der Änderung des Öffnungsgrads
der Drosselklappe 3a während
der Rückmeldungssteuerung
ermittelt (S1003 bis S1005). Es wird bestimmt, ob das Verhältnis von
Motordrehzahländerung
zur Drosselöffnungsänderung
rdlnetha in einem vorbestimmten Bereich liegt (S1006). Wenn das
Ergebnis der Bestimmung negativ ist, wird ein Marker xnedown gesetzt,
der einen Zustand unzureichender Verbrennung anzeigt (S1007). Dann
wird die Einlassluftstrom-Rückmeldungssteuerung
gestoppt und die Steuerung wird auf eine Zündzeitpunkt-Rückmeldungssteuerung
oder eine Kraftstoffeinspritzmengen-Rückmeldungssteuerung
umgeschaltet (S1008). Dadurch kann das Eintreten des Zustands unzureichender
Verbrennung während
der Rückmeldungssteuerung
der Leerlauf-Motordrehzahl
genau erkannt werden.