DE112008004250B4

DE112008004250B4 - Steuerungsgerät einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE112008004250B4
Application number: DE112008004250.0T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Nakasaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP5182377B2; WO2010073411A1; RU2469201C1; US8818687B2; JPWO2010073411A1; CN102265014A; BRPI0823392A2; US20110307159A1; CN102265014B; DE112008004250T5

Abstract

Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125), der eine Schließzeiteinstellung (IVC) eines Einlassventils (123) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm), der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, und einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer (CC) der Brennkraftmaschine (1) zündet, wobei das Steuerungsgerät (2) Folgendes aufweist:eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Einlassventilschließzeiteinstellung (IVC), einen Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) und eine Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) bestimmt; undeine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125) und den Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) mit der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) mit dem Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis (εc) der Brennkraftmaschine (1) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert (εca) zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung (SA) mit der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) übereinstimmt, wobeidie Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc), das von der tatsächlichen Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und dem tatsächlichen Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, von dem Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) verlagert ist, das durch die Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und den Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, und der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert (εclow) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert (εcup) fällt, die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) verschieden ist, um nicht die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zu sein, wobeidie Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) größer ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm), die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung an einer Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung (SA) an einer Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die näher an einem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εa) größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εa) derart zu steuern, dass dieser nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus zum Einstellen einer Schließzeiteinstellung eines Einlassventils der Brennkraftmaschine; einem Einstellmechanismus für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis zum Einstellen eines mechanischen Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine; und einem Zündmechanismus zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine. Nachstehend ist „ein Wert, der durch Dividieren eines Volumens einer Brennkammer an einem unteren Einlasstotpunkt durch ein Volumen in der Brennkammer an einem oberen Einlasstotpunkt erhalten wird“ als ein „mechanisches Verdichtungsverhältnis“ definiert, ist „ein Wert, der durch Dividieren eines Volumens in der Brennkammer an der Schließzeiteinstellung des Einlassventils durch das Volumen in der Brennkammer an dem oberen Einlasstotpunkt erhalten wird“ als „tatsächliches Verdichtungsverhältnis“ definiert, und ist „ein Wert, der durch Dividieren des Volumens in der Brennkammer an der Öffnungszeiteinstellung eines Auslassventils durch das Volumen in der Brennkammer an einem oberen Expansionstotpunkt erhalten wird“ als ein „Expansionsverhältnis“ definiert. Das tatsächliche Verdichtungsverhältnis wird auf der Grundlage des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und der Einlassventilschließzeiteinstellung berechnet.
STAND DER TECHNIK
Üblicherweise ist ein Steuerungsmodell bekannt, bei dem in einer Brennkraftmaschine mit Zündfunkenzündung ein mechanisches Verdichtungsverhältnis auf einen außerordentlich großen Wert (zum Beispiel 20 oder größer) festgelegt ist und bei dem eine Schließzeiteinstellung eines Einlassventils beträchtlich von dem unteren Einlasstotpunkt verzögert wird (zum Beispiel um 100 °CA von dem unteren Einlasstotpunkt verzögert wird), um das Expansionsverhältnis auf einen außerordentlichen großen Wert zu steuern (zum Beispiel 20 oder größer), während das tatsächliche Verdichtungsverhältnis in einem geeigneten Bereich gehalten wird (zum Beispiel 8 bis 9) (siehe zum Beispiel JP 2007 - 303423 A ).
Dieses Steuerungsmodell wird Atkinson-Kreisprozess genannt. Wenn sich das mechanische Verdichtungsverhältnis erhöht, erhöht sich das Expansionsverhältnis. Wenn sich das Expansionsverhältnis erhöht, erhöht sich die Dauer, in der eine nach unten drückende Kraft auf einen Kolben während eines Expansionshubs aufgebracht wird, so dass ein thermischer Wirkungsgrad verbessert wird. Demgemäß kann in dem Atkinson-Kreisprozess der thermische Wirkungsgrad (ein Kraftstoffwirkungsgrad bzw. -wirtschaftlichkeit) der Brennkraftmaschine verbessert werden, während eine geeignete Verbrennung sichergestellt werden kann (insbesondere ohne dass ein Klopfen auftritt, das durch ein übermäßiges tatsächliches Verdichtungsverhältnis verursacht wird, oder ohne dass eine Fehlzündung bzw. ein Zündaussetzer auftritt, die/der durch ein sehr kleines tatsächliches Verdichtungsverhältnis verursacht wird).
EP 1 911 952 A2 zeigt ein Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus, der eine Schließzeiteinstellung eines Einlassventils der Brennkraftmaschine einstellt, einem Einstellmechanismus für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis, der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine einstellt, und einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine zündet, wobei das Steuerungsgerät Folgendes aufweist: eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung, einen Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und eine Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt; und eine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus und den Einstellmechanismus für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung der Schließzeiteinstellung des Einlassventils mit der Referenzzeiteinstellung der Schließzeiteinstellung übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine auf einen im Wesentlichen konstanten Wert zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung mit der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung übereinstimmt.
EP 1 363 002 A1 , US 2003/0 106 542 A1 und US 6 932 054 B2 zeigen weitere Steuerungsgeräte einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik.
Bei dem Atkinson-Kreisprozess werden das mechanische Verdichtungsverhältnis und die Einlassventilschließzeiteinstellung im Allgemeinen fixiert und wird eine Einstellung einer Menge einer Einlassluft (nachstehend auch als eine „Zylindereinlassluftmenge“ bezeichnet) in eine Brennkammer zu der Einlassventilschließzeiteinstellung nur durch Einstellen eines Grads einer Öffnung einer Drosselklappe erreicht. Andererseits kann die Zylindereinlassluftmenge auch durch Einstellen der Einlassventilschließzeiteinstellung eingestellt werden. Im Allgemeinen verringert sich die Zylindereinlassluftmenge, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung zu einer Verzögerungswinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt verlagert wird. Es ist anzumerken, dass, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung eingestellt wird, wenn das mechanische Verdichtungsverhältnis fixiert ist, das tatsächliche Verdichtungsverhältnis auch geändert wird. Demgemäß muss auch das mechanische Verdichtungsverhältnis eingestellt werden, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis im Wesentlichen konstant zu halten, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung eingestellt wird. Insbesondere muss, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung verzögert (vorauseilend) ist/wird, das mechanische Verdichtungsverhältnis erhöht (verringert) werden.
In dem Gebiet von Brennkraftmaschinen wurde eine Entwicklung in den vergangenen Jahren eingeschlagen, bei der ein Ventilschließzeiteinstellungseinstellungsmechanismus zum Einstellen der Schließzeiteinstellung des Einlassventils und der Einstellmechanismus für eines mechanische Verdichtungsverhältnis zum Einstellen des mechanischen Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine, die jeweils eine hohe Steuerungsgenauigkeit erfordern, relativ einfach mit geringen Kosten hergestellt werden können.
In Anbetracht dieses Zusammenhangs wurde ein Steuerungsmodell vorgeschlagen, bei dem in dem Atkinson-Kreisprozess sowohl die Einlassventilschließzeiteinstellung als auch das mechanische Verdichtungsverhältnis in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand (angeforderte Last oder dergleichen) der Brennkraftmaschine eingestellt werden, wobei der Grad der Öffnung der Drosselklappe in einem maximalen Zustand gehalten wird, mittels des Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus und des Einstellmechanismus für das mechanische Verdichtungsverhältnis, um die Zylindereinlassluftmenge (demgemäß das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine) einzustellen, wenn das tatsächliche Verdichtungsverhältnis im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Dieses Steuerungsmodell wird als ein Kreisprozess mit Ultrahochexpansion bezeichnet. Bei dem Kreisprozess mit Ultrahochexpansion wird bei einem Niedriglastbetriebszustand (das heißt, in dem Zustand, in dem die Zylindereinlassluftmenge gering ist) der Betrag (Ausmaß) eines Verzögerungswinkels zu der Einlassventilschließzeiteinstellung vorzugsweise auf einen hohen Wert eingestellt und wird das mechanische Verdichtungsverhältnis vorzugsweise auf einen hohen Wert eingestellt. Insbesondere kann das Expansionsverhältnis auf einen besonders großen Wert eingestellt werden. Demgemäß kann der thermische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine bei dem Niedriglastbetriebszustand dramatisch verbessert werden.
Bei dem Kreisprozess mit Ultrahochexpansion werden die Einlassventilschließzeiteinstellung und das mechanische Verdichtungsverhältnis im Allgemeinen eingestellt, um mit einer optimalen Kombination (nachstehend als eine „Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung“ und ein „Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses“ bezeichnet) gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (einem Beschleunigeröffnungsgrad, einer Maschinendrehzahl oder dergleichen, der/die durch einen Fahrer eingestellt wird) in Übereinstimmung zu sein. Das Verhältnis zwischen der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird vorab durch einen Versuch bestimmt.
Wenn die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung mit der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung in Übereinstimmung ist und der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses in Übereinstimmung ist, da der Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus und der Einstellmechanismus für das mechanische Verdichtungsverhältnis adäquat betrieben werden, ist der tatsächliche Wert (der aus der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem tatsächlichen Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses berechnet wird) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert (der aus der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses in Übereinstimmung.
Bei einem Übergangsbetriebszustand kann die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert (versetzt) sein oder kann der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert (versetzt) sein aufgrund der Ansprechverhaltensverzögerung des Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus und des Einstellmechanismus für das mechanische Verdichtungsverhältnis. In diesem Fall wird (ist) der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert (versetzt). Wenn der tatsächliche Wert des Verdichtungsverhältnisses zu einer größeren Seite hin verlagert wird, ist es möglich, dass ein Klopfen auftritt, und wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zu einer kleineren Seite hin verlagert wird, ist es möglich, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung bzw. eines Zündaussetzers).
Es ist nachstehend berücksichtigt, dass, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird, da ein Wert von der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis von dem Referenzwert verlagert wird, der andere Wert von der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis auf eine Bedingung gesteuert wird, die sich von der korrespondierenden Referenzbedingung unterscheidet, um den tatsächlichen Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf den Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zurückzuführen. Die Steuerung der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung, um sie auf eine Seite eines Verzögerungswinkels (Seite eines Vorauseilwinkels) von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung festzulegen, wird als „Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur (Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur)“ bezeichnet oder wird lediglich als eine „Einlassventilschließzeiteinstellungskorrektur“ bezeichnet, während die Steuerung des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses auf einen Wert, der größer (kleiner) als der Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ist, als „Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses)“ bezeichnet wird oder lediglich als eine „Korrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses“ bezeichnet wird. Insbesondere wird, wenn der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses auf einen größeren (kleineren) Wert als der Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zum Beispiel verlagert (versetzt) wird, die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur (Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur) ausgeführt. Wenn die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung auf die Seite des Verzögerungswinkels (Seite des Vorauseilwinkels) von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert wird, wird die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses) ausgeführt.
Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, kann zum Beispiel ein Problem auftreten, wie vorstehend beschrieben ist, bei dem die Zylindereinlassluftmenge direkt reduziert wird und das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert wird. Andererseits muss, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, eine Steuerung zum Verringern des Grads der Öffnung der Drosselkappe von dem maximalen Zustand (diese Steuerung wird nachstehend als eine „Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur“ bezeichnet) ausgeführt werden, um die Erhöhung der Zylindereinlassluftmenge zu verhindern. Wenn die Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur ausgeführt wird, erhöht sich der Einlasswiderstand in dem Einlasspfad (ein sogenannter Pumpenverlust erhöht sich), so dass sich ein Kraftstoffwirkungsgrad (eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit) verschlechtern kann. Wenn die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt wird, wird das Expansionsverhältnis direkt reduziert, woraus sich ein Problem der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads ergibt.
Gemäß dem Vorstehenden ist es nicht bevorzugt aufgrund des Gesichtspunkts zum Sicherstellen des Ausgangsdrehmoments und zum Verhindern der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads, dass die Einlassventilschließzeiteinstellungskorrektur oder die Korrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses unmittelbar (umgehend) ausgeführt wird, um den tatsächlichen Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf den Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zurückzuführen, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses versetzt (verlagert) ist.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Probleme bereitgestellt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, das ein Steuerungsmodell anwendet, bei dem eine Zylindereinlassluftmenge (demgemäß ein Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine) mit einem tatsächlichen Wert eines tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses, das in Übereinstimmung mit einem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses ist, durch Einstellen von sowohl einer Einlassventilschließzeiteinstellung als auch einem mechanischen Verdichtungsverhältnis gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingestellt wird, wobei, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert (versetzt) ist, das Auftreten eines Klopfens und eine Verschlechterung eines Verbrennungszustands, die durch die Verlagerung des tatsächlichen Werts des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verursacht werden, verhindert werden können, während ein Ausgangsdrehmoment sichergestellt wird und die Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads verhindert wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die jeweiligen Steuerungsgeräte gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Das Steuerungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Brennkraftmaschine angewendet, die den Ventilschließzeiteinstellungsmechanismus, den Einstellmechanismus für das mechanische Verdichtungsverhältnis und den Zündmechanismus zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine aufweist, wie vorstehend beschrieben ist. Das Steuerungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Referenzzustandsbestimmungseinheit und eine Steuerungseinheit auf.
Die Referenzzustandsbestimmungseinheit bestimmt die Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung, den Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und die Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung gemäß dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine. Wenn der Kreisprozess mit Ultrahochexpansion angewandt wird (das heißt, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung auf eine Ultraverzögerungswinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt festgelegt wird), wird die Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung bestimmt, um innerhalb einer Region zu liegen, in der die Zeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt um 90 °CA oder mehr verzögert ist. Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung auf eine Ultravorauseilwinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt festgelegt wird, wird die Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung festgelegt, um innerhalb einer Region zu liegen, in der die Zeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt um 90 °CA oder mehr vorauseilend ist. Der Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ist festgelegt, um zum Beispiel in der Region von 20 oder größer zu liegen. Die Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung ist festgelegt, um in einer Region zu liegen, die zum Beispiel rund um eine Region unmittelbar vor dem oberen Einlasstotpunkt liegt.
Die Steuerungseinheit steuert den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus, um es zu ermöglichen, dass die tatsächliche Zeiteinstellung der Schließzeiteinstellung des Einlassventils mit der Referenzzeiteinstellung der Schließzeiteinstellung im Grunde übereinstimmt (zum Beispiel führt sie eine Regelung aus). Die Steuerungseinheit steuert ferner den Einstellmechanismus des mechanischen Verdichtungsverhältnisses, um es zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses im Grunde übereinstimmt (zum Beispiel führt sie eine Regelung aus). Mithilfe dieser Steuerung (Regelung) wird die Steuerung derart ausgeführt, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses übereinstimmt. Der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses kann von der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem tatsächlichen Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses berechnet werden, während der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses aus der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses berechnet werden kann. Der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses wird bestimmt, um innerhalb einer Region von ungefähr 8 bis 9 zu liegen (um im Wesentlichen konstant zu sein), um zu verhindern, dass das Klopfen auftritt und sich der Verbrennungszustand verschlechtert.
Die Steuerungseinheit steuert ferner den Zündmechanismus, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung mit der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung im Grunde übereinstimmt. Die Steuerungseinheit steuert ferner den Drosselklappeneinstellmechanismus, um es zu ermöglichen, dass der Grad der Öffnung der Drosselklappe im Grunde auf den maximalen Wert festgelegt wird.
Das Merkmal des Steuerungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart, dass die Steuerungseinheit gestaltet ist, wie nachstehend beschrieben ist. Insbesondere ist, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert (versetzt) ist und der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und einem vorbestimmten oberen Grenzwert fällt (innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, der den Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses umfasst), die Steuerungseinheit gestaltet, um die Zündzeiteinstellung auf eine Zeiteinstellung zu steuern, die sich von der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung unterscheidet, um nicht die Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung zu sein.
Wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf einen größeren Wert als der Referenzwert verlagert wird, ist es möglich, dass das Klopfen auftritt, wie vorstehend beschrieben ist. Das Auftreten des Klopfens kann durch die Steuerung verhindert werden, bei der die Zündzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung verlagert wird, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht so übermäßig verlagert wird, dass er größer als der Referenzwert wird. Wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf einen kleineren Wert als der Referenzwert verlagert wird, ist es möglich, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung bzw. eines Zündaussetzers). Die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens der Fehlzündung bzw. des Zündaussetzers) kann durch die Steuerung verhindert werden, bei der die Zündzeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung verlagert wird, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht so übermäßig verlagert wird, dass er kleiner als der Referenzwert ist. Die Steuerung der Zündzeiteinstellung zum Verlagern zu der Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite) von der Referenzzeiteinstellung der Zündzeiteinstellung hin wird als „Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur (Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur)“ bezeichnet oder wird nachstehend lediglich als „Zündzeiteinstellungskorrektur“ bezeichnet.
Andererseits kann, obwohl es nachfolgend ausführlich beschrieben ist, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht so übermäßig von dem Referenzwert verlagert wird, die Ausführung der Zündzeiteinstellungskorrektur, bei der der Zustand, in dem der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Werts verlagert wird, aufrechterhalten wird, manchmal vorteilhaft zum Sicherstellen des Ausgangsdrehmoments und zum Verhindern der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads sein eher als die Ausführung einer Einlassventilschließzeiteinstellungskorrektur oder der Korrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses, um den tatsächlichen Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf den Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zurückzuführen, um das Auftreten des Klopfens und die Verschlechterung des Verbrennungszustands zu verhindern, die durch die Verlagerung des tatsächlichen Werts des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verursacht werden.
Das Merkmal des Steuerungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Wissen, das vorstehend beschrieben ist. Insbesondere wird, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf einen größeren Wert als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird und der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und einem vorbestimmten oberen Grenzwert fällt, die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt. Andererseits wird, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf einen kleineren Wert als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird und der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses innerhalb des Bereichs zwischen dem vorbestimmten unteren Grenzwert und dem vorbestimmten oberen Grenzwert fällt, die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt.
Der vorbestimmte obere Grenzwert ist auf eine obere Grenze innerhalb eines Bereichs des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses festgelegt, bei dem das Auftreten des Klopfens durch die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur verhindert werden kann, während der vorbestimmte untere Grenzwert auf eine untere Grenze innerhalb eines Bereichs des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses festgelegt wird, bei dem die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) durch die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur verhindert werden kann.
Da der obere Grenzwert und der untere Grenzwert durch den tatsächlichen Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses beeinflusst werden, können sie zum Beispiel auf der Grundlage des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses bestimmt werden.
Wenn das Verlagerungsausmaß des tatsächlichen Werts des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf die größere Seite von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses groß ist, kann das Korrekturausmaß der Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur auf einen größeren Wert festgelegt werden. Ähnlich kann, wenn das Verlagerungsausmaß des tatsächlichen Werts des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses auf die kleinere Seite von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses groß ist, das Korrekturausmaß der Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur auf einen größeren Wert festgelegt werden.
Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite) von einem unteren Totpunkt liegt, umfasst der Fall, in dem der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird, einen Fall, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird, und einen Fall, in dem die Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite (Verzögerungswinkelseite) von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert wird. Andererseits umfasst der Fall, in dem der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses zu der kleineren Seite von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist, einen Fall, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der kleineren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses hin verlagert ist, und einen Fall, in dem die Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite) von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist. Insbesondere gibt es vier Faktoren als einen Faktor der Verlagerung (Versatz) des tatsächlichen Werts des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses. Aus dem Grund der Vereinfachung der Beschreibung wird nachstehend nur der Fall beschrieben, in dem die Einlassventilschließzeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von dem unteren Totpunkt liegt.
Nachstehend beschrieben ist der Fall, in dem „ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt und ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in diesem Fall ausgebildet wird“, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist. Bei der Einlassventilschließzeiteinstellung bedeutet „die Seite nahe an dem oberen Totpunkt (unteren Totpunkt)“, „die Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite)“, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von dem unteren Totpunkt liegt, während die „Vorauseilwinkelseite (Verzögerungswinkelseite)“ bedeutet, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellung an der Vorauseilwinkelseite von dem unteren Totpunkt liegt.
Zunächst ist der Fall beschrieben, bei dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist. In diesem Fall wird der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses größer als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses, so dass die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur oder die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt werden können, um das Auftreten des Klopfens zu verhindern. Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, verringert sich direkt die Zylindereinlassluftmenge, woraus es sich ergibt, dass es möglich ist, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert, wie vorstehend beschrieben ist. Andererseits ist es, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment reduziert. Daher wird in diesem Fall die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist. Andererseits kann, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist, das Auftreten des Klopfens nicht nur durch die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur verhindert werden. Demgemäß wird die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt zusätzlich zu der Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur, um es zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert wird. Alternativ wird nur die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist, ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall wird der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses größer als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses, so dass die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses oder die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt werden, um das Auftreten des Klopfens zu verhindern. Selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen von der Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und der Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt werden, ist das Ausgangsdrehmoment nicht so verschieden. Andererseits wird, wenn die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt reduziert, so dass es möglich ist, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert, wie vorstehend beschrieben ist. Andererseits ist es schwierig, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Daher wird in diesem Fall die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist. Andererseits kann, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist, das Auftreten des Klopfens nicht nur durch die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur verhindert werden. Demgemäß wird die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt zusätzlich zu der Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur, um zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert wird. Alternativ wird nur die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung des mechanischen Verdichtungsverhältnisses auf die kleinere Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist, ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall wird der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses kleiner als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses, so dass die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur oder die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgewählt werden, um die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) zu verhindern. Selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen der Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur und der Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt werden, ist das Ausgangsdrehmoment nicht so verschieden. Andererseits wird, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, die Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur gleichzeitig ausgeführt. Wenn die Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur ausgeführt wird, erhöht sich der Einlasswiderstand in dem Einlasspfad, so dass es möglich ist, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Andererseits ist es schwierig, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Daher wird in diesem Fall die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert ist. Andererseits kann, wenn der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert ist, die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) nicht nur durch die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur verhindert werden. Demgemäß wird die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt, zusätzlich zu der Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur (und der Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur), um zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert wird. Alternativ wird nur die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur (und die Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur) ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung hin verlagert ist, ist schließlich nachstehend beschrieben. In diesem Fall wird der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses kleiner als der Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses, so dass die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses oder die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgewählt werden können, um die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) zu verhindern. In diesem Fall wird das Ausgangsdrehmoment durch das Verringern der Zylindereinlassluftmenge reduziert, da die Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite verlagert wird. Selbst wenn die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, ist es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment erhöht (es ist schwierig wiederherzustellen). Andererseits wird, wenn die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt erhöht, so dass der thermische Wirkungsgrad verbessert wird, mit dem Ergebnis, dass das Ausgangsdrehmoment einfach zu erhöhen ist (es ist einfach wiederherzustellen). Daher wird in diesem Fall nur die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt, um zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses in Übereinstimmung ist unabhängig davon, ob der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses kleiner ist als der vorbestimmte untere Grenzwert oder nicht. Der Fall, in dem „ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt und ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in diesem Fall ausgewählt wird“ ist vorstehend beschrieben.
Nachstehend ist der Fall beschrieben, bei dem „ein Modell, bei dem die Verhinderung der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads eine erste Priorität einnimmt, ausgewählt ist“, wenn eine Leistungskompensationseinheit (Ausgangsdrehmomentkompensationseinheit) vorgesehen ist, die die Reduktion des Ausgangsdrehmoments (Leistung) kompensiert, die durch die Verlagerung der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Seite nahe an dem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung der Schließzeiteinstellung hin verursacht wird (verursacht durch die Reduktion der Zylindereinlassluftmenge), und der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
Beispiele der Leistungskompensationseinheit weisen eine Einheit, die eine Reduktion des Ausgangsdrehmoments (Leistung) der Brennkraftmaschine durch Erhöhen des Ausgangsdrehmoments eines Motors, der an einem Fahrzeug montiert ist, in dem die Brennkraftmaschine montiert ist, kompensiert, und eine Einheit auf, die die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine durch Erhöhen des eigenen Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine durch die Erhöhung eines Drehzahlreduktionsverhältnisses eines Getriebes (insbesondere eines kontinuierlich variablen Getriebes), das an einem Fahrzeug montiert ist, in dem die Brennkraftmaschine montiert ist, und die Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine kompensiert. Die Steuerung zum Betreiben der Ausgangsdrehmomentkompensationseinheit ist nachstehend auch als „Drehmomenterhöhungskorrektur“ bezeichnet.
Der Fall, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist, ist zunächst nachstehend beschrieben. In diesem Fall kann die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur oder die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall ist, da das Expansionsverhältnis groß ist, da das mechanische Verdichtungsverhältnis zu der größeren Seite verlagert ist, der Kraftstoffwirkungsgrad in einem guten Zustand. Wenn die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, ist es möglich, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Andererseits kann, selbst wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, der Kraftstoffwirkungsgrad beibehalten werden. Daher wird in diesem Fall die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt, um zu ermöglichen, dass der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses mit dem Referenzwert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses übereinstimmt unabhängig davon, ob der tatsächliche Wert des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert oder nicht. Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird, ist es möglich, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert. Um die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine zu kompensieren, wird gleichzeitig die Drehmomenterhöhungskorrektur zusätzlich zu der Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite von dem Referenzwert der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist, ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall kann die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses oder die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist es, wenn die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt wird, möglich, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert, während es schwierig ist, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt wird. Aus diesem Grund wird die gleiche Korrektur wie in dem Fall ausgeführt, bei dem „ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt und ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in diesem Fall ausgewählt wird“. In diesem Fall ist es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert, selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen der Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und der Zündzeiteinstellungsverzögerungskorrektur ausgeführt werden. Demgemäß wird die Drehmomenterhöhungskorrektur nicht ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der kleineren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert wird, ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall kann die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur oder die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, wird gleichzeitig die Drosselklappenöffnungsgradverringerungskorrektur ausgeführt, wie vorstehend beschrieben ist, wodurch es möglich ist, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Andererseits ist es schwierig, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Daher wird in diesem Fall die gleiche Korrektur wie in dem Fall ausgeführt, in dem „ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt und ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in diesem Fall ausgeführt wird“. In diesem Fall ist es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine reduziert, selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen der Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur und der Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt werden. Demgemäß wird die Drehmomenterhöhungskorrektur nicht ausgeführt.
Der Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist, ist schließlich nachstehend beschrieben. In diesem Fall kann die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses oder die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall ist es schwierig, selbst wenn die Zündzeiteinstellungsvorauseilkorrektur ausgeführt wird, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert. Andererseits wird, wenn die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt erhöht, so dass der thermische Wirkungsgrad verbessert wird, mit dem Ergebnis, dass der Kraftstoffwirkungsgrad einfach zu verbessern ist. Daher wird in diesem Fall die gleiche Korrektur wie in dem Fall ausgeführt, in dem „ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt und ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in diesem Fall ausgewählt wird“. In diesem Fall wird das Ausgangsdrehmoment aufgrund der Reduktion der Zylindereinlassluftmenge reduziert, das durch die Verlagerung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite hin verursacht wird. Um die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine zu kompensieren, wird gleichzeitig die Drehmomenterhöhungskorrektur mit der Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausgeführt. Der Fall, in dem „ein Modell, bei dem die Verhinderung der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads eine erste Priorität einnimmt, ausgewählt ist“, ist vorstehend beschrieben.
Zwei Steuerungsgeräte gemäß der vorliegenden Erfindung, die nachstehend beschrieben ist, können von dem Steuerungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden. Erstens weist das Steuerungsgerät die Referenzzustandsbestimmungseinheit und die Steuerungseinheit auf, die gleich sind wie jene die vorstehend beschrieben sind, wobei die Steuerungseinheit die Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses ausführt, wenn die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Seite nahe an dem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung der Schließzeiteinstellung hin verlagert ist. Mit dieser Struktur kann die „Reduktion des Ausgangsdrehmoments aufgrund der Reduktion der Zylindereinlassluftmenge, die durch die Verlagerung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungsventilseite verursacht wird“ durch „die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads aufgrund der Erhöhung des Expansionsverhältnisses, das mit der Erhöhung des mechanischen Verdichtungsverhältnisses einhergeht“ kompensiert werden.
Zweitens weist das Steuerungsgerät die Referenzzustandsbestimmungseinheit und die Steuerungseinheit auf, die gleich sind wie jene die vorstehend beschrieben sind, wobei die Steuerungseinheit die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur und die Drehmomenterhöhungskorrektur ausführt, wenn der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses größer ist als der Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses. Mit dieser Struktur kann die Reduktion des Ausgangsdrehmoments (Leistung) der Brennkraftmaschine, die durch die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur verursacht wird, durch die Drehmomenterhöhungskorrektur kompensiert werden, während der Kraftstoffwirkungsgrad durch das Auswählen der Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur gehalten wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Strukturansicht eines Systems, in dem ein Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und Zündfunkenverbrennung angewandt ist.
2 ist ein Diagramm, das eine Änderung eines Verhältnisses zwischen einem tatsächlichen Verdichtungsverhältnis und einem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt, wenn eine Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur in einem Fall ausgeführt wird, in dem ein tatsächlicher Wert eines mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu einer größeren Seite von einem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
3 ist ein Diagramm korrespondierend zu 2, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnisses darstellt.
4 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses, wenn verschiedene Korrekturen durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnis verlagert ist.
5 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Verdichtungsverhältnis und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt, wenn die Verringerungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses in einem Fall ausgeführt wird, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu einer Vorauseilwinkelseite von einer Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist.
6 ist ein Diagramm korrespondierend zu 5, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt.
7 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung, wenn verschiedene Korrekturen durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden, in einem Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist.
8 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Verdichtungsverhältnis und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt, wenn eine Einlassventilschließzeiteinstellungsvorauseilkorrektur in einem Fall ausgeführt wird, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu einer kleineren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
9 ist ein Diagramm korrespondierend zu 8, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt.
10 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses, wenn verschiedene Korrekturen durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der kleineren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
11 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Verdichtungsverhältnis und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt, wenn eine Erhöhungskorrektur des mechanischen Verdichtungsverhältnisses in einem Fall ausgeführt wird, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu einer Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist.
12 ist ein Diagramm korrespondierend zu 11, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt.
13 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung, wenn verschiedene Korrekturen durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden, in einem Fall, in dem die tatsächliche Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung zu der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung verlagert ist.
14 ist ein Diagramm, das die Änderungen des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses darstellt, die in 4 und 10 dargestellt sind.
15 ist ein Diagramm, das die Änderungen des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung darstellt, die in 7 und 13 dargestellt sind.
16 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und dem Zündzeiteinstellungskorrekturausmaß darstellt, wenn die Zündzeiteinstellungskorrektur durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt wird.
17 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem Zündzeiteinstellungskorrekturausmaß darstellt, wenn die Zündzeiteinstellungskorrektur durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt wird.
18 ist ein Ablaufschaubild, das einen Prozessablauf darstellt, wenn eine normale Steuerung für das mechanische Verdichtungsverhältnis, die Einlassventilschließzeiteinstellung und die Zündzeiteinstellung durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt wird.
19 ist ein Ablaufschaubild, das einen Prozessablauf darstellt, wenn verschiedene Korrekturen durch das Steuerungsgerät, das in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden.
20 ist ein Diagramm korrespondierend zu 14, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
21 ist ein Diagramm korrespondierend zu 15, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
22 ist ein Diagramm korrespondierend zu 2, das die Änderung des Verhältnisses zwischen dem tatsächlichen Verdichtungsverhältnis und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt, wenn die Einlassventilschließzeiteinstellungsverzögerungskorrektur in einem Fall ausgeführt wird, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
23 ist ein Diagramm korrespondierend zu 22, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt.
24 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem mechanischen Verdichtungsverhältnis darstellt in Bezug auf die Erhöhung des Verlagerungsausmaßes des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses, wenn verschiedene Korrekturen durch ein Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Fall ausgeführt werden, in dem der tatsächliche Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses zu der größeren Seite von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses verlagert ist.
25 ist ein Diagramm korrespondierend zu 14, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
26 ist ein Diagramm korrespondierend zu 15, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
27 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß des tatsächlichen Werts des mechanischen Verdichtungsverhältnisses von dem Referenzwert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und dem Zündzeiteinstellungskorrekturausmaß darstellt, wenn die Zündzeiteinstellungskorrektur durch das Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
28 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß der tatsächlichen Zeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung von der Referenzzeiteinstellung der Einlassventilschließzeiteinstellung und dem Zündzeiteinstellungskorrekturausmaß darstellt, wenn die Zündzeiteinstellungskorrektur durch das Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
29 ist ein Ablaufschaubild, das einen Prozessablauf darstellt, wenn eine normale Steuerung für das mechanische Verdichtungsverhältnis, die Einlassventilschließzeiteinstellung und die Zündzeiteinstellung durch das Steuerungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
30 ist ein Diagramm korrespondierend zu 25, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angeordnet wird.
31 ist ein Diagramm korrespondierend zu 26, wenn das Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß der Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewandt wird.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steuerungsgeräts einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
(Aufbau)
1 ist eine schematische Strukturansicht, die einen gesamten Aufbau eines Systems S (Fahrzeug) darstellt, das ein Gegenstand ist, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt wird, und das eine Brennkraftmaschine 1 mit Zündfunkenverbrennung und einer Bauart mit mehreren Zylinder in Reihe und ein Steuerungsgerät 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist. 1 zeigt einen Querschnitt der Brennkraftmaschine 1 entlang einer Ebene senkrecht zu der Zylinderanordnungsrichtung.
Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, ein Kurbelgehäuse 13 und einen Mechanismus für ein variables Verdichtungsverhältnis 14 auf. Ein Einlasspfad 15 und ein Auslasspfad 16 sind mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden.
Eine Zylinderbohrung 111, die eine Durchgangsbohrung ist, die eine im Wesentlichen säulenförmige Form hat, ist in dem Zylinderblock 11 ausgebildet. Wie vorstehend beschrieben ist, sind mehrere Zylinderbohrungen 111 in dem Zylinderblock 11 in einer Reihe entlang der Zylinderanordnungsrichtung ausgebildet. Ein Kolben 112 ist in jeder Zylinderbohrung 111 aufgenommen, um sich entlang einer Mittelachse (nachstehend auch als eine „Zylindermittelachse CCA“ bezeichnet), der Zylinderbohrung 111 hin- und herbewegen zu können. Der Zylinderkopf 12 ist an einem Ende (oberen Ende in der Fig.) des Zylinderblocks 11 montiert. Der Zylinderblock 11 und der Zylinderkopf 12 sind mit einer nicht dargestellten Schraube fixiert, so dass sie keine Relativbewegung ausführen können.
Mehrere ausgesparte Abschnitte sind an dem Ende des Zylinderkopfs 12 (an dem unteren Ende in der Fig.) an der Seite des Zylinderblocks 11 an der Position korrespondierend zu einem Ende (oberen Ende in der Fig.) jeder Zylinderbohrung 111 ausgebildet. Insbesondere ist eine Brennkammer CC durch einen Innenraum der Zylinderbohrung 111 an der Seite des Zylinderkopfs 12 von der oberen Fläche des Kolbens 112, wobei der Zylinderkopf 12 an dem Zylinderblock 11 montiert und fixiert ist, und dem Innenraum des ausgesparten Abschnitts ausgebildet. Ein Einlassanschluss 121 und ein Auslassanschluss 122 sind an dem Zylinderkopf 12 ausgebildet, um mit der Brennkammer CC verbunden zu sein.
Der Zylinderkopf 12 ist mit einem Einlassventil 123, einem Auslassventil 124, einem Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125, einem Gerät zur variablen Auslassventilzeiteinstellung 126 und einem Injektor 127 vorgesehen. Das Einlassventil 123 ist ein Ventil zum Steuern des Verbindungszustands zwischen dem Einlassanschluss 121 und der Brennkammer CC. Das Auslassventil 124 ist ein Ventil zum Steuern des Verbindungszustands zwischen dem Auslassanschluss 122 und der Brennkammer CC. Das Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 und das Gerät zur variablen Auslassventilzeiteinstellung 126 sind ausgestaltet, um in der Lage zu sein, die Öffnungs- und Schließzeiteinstellung (und das maximale Hubausmaß) des Einlassventils 123 und des Auslassventils 124 zu ändern. Die spezifische Struktur des Geräts zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 und des Geräts zur variablen Auslassventilzeiteinstellung 126 sind bekannt, so dass deren Beschreibung weggelassen wird. Der Injektor 127 ist gestaltet, um in der Lage zu sein, einen Kraftstoff, der in die Brennkammer CC zuzuführen ist, in den Einlassanschluss 121 einzuspritzen.
Eine Kurbelwelle 131 ist in dem Kurbelgehäuse 13 derart angeordnet, dass sie parallel zu der Zylinderanordnungsrichtung angeordnet ist und drehbar gestützt ist. Die Kurbelwelle 131 ist mit dem Kolben 112 über eine Verbindungsstange 132 derart gekoppelt, dass sie auf der Grundlage der Hin- und Herbewegung des Kolbens 112 entlang der Zylindermittelachse CCA gedreht werden kann.
Der Mechanismus des variablen Verdichtungsverhältnisses 14 der Brennkraftmaschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gestaltet, um den zusammengefügten Körper des Zylinderblocks 11 und des Zylinderkopfs 12 in Bezug auf das Kurbelgehäuse 13 entlang der Zylindermittelachse CCA relativ zu bewegen, um das Volumen (Zwischenraumvolumen) der Brennkammer an dem oberen Einlasstotpunkt zu ändern, um dadurch das mechanische Verdichtungsverhältnis ändern zu können. Der Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 hat eine Gestaltung, die gleich wie jene ist, die in JP 2003-206771 A und JP 2008-19799 A beschrieben ist. Daher wird die ausführliche Beschreibung dieses Mechanismus in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung weggelassen und nachstehend wird lediglich ein Überblick gegeben.
Der Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 weist einen Kopplungsmechanismus 141 und einen Antriebsmechanismus 142 auf. Der Kopplungsmechanismus 141 ist gestaltet, um den Zylinderblock 11 und das Kurbelgehäuse 13 derart zu koppeln, dass es ermöglicht wird, dass sich der Zylinderblock 11 und das Kurbelgehäuse 13 relativ entlang der Zylindermittelachse CCA bewegen. Der Antriebsmechanismus 142 hat einen Motor und ein Getriebe und ist gestaltet, um es zu ermöglichen, dass sich der Zylinderblock 11 und das Kurbelgehäuse 13 relativ entlang der Zylindermittelachse CCA bewegen.
Ein Einlassdurchgang 50 einschließlich eines Einlassverteilers oder eines Ausgleichtanks ist mit dem Einlassanschluss 121 verbunden. Ein Auslassdurchgang 16 einschließlich eines Auslassverteilers ist mit dem Auslassanschluss 122 verbunden.
Eine Drosselklappe 151 ist in dem Einlassdurchgang 15 vorgesehen. Die Drosselklappe 151 wird angetrieben, um durch ein Drosselventilstellglied 152, das aus einem DC - Motor hergestellt ist, gedreht zu werden.
Der Auslassdurchgang 16 ist ein Durchgang eines Abgases, das von der Brennkammer CC durch den Auslassdurchgang 122 ausgestoßen wird. Ein katalytischer Umwandler 161 ist in dem Abgasdurchgang 16 montiert. Der katalytische Umwandler 161 hat einen Dreiwegekatalysator mit einer Sauerstoffspeicherfunktion, die in diesem vorgesehen ist, und er ist derart gestaltet, um HC, CO und NOx in dem Abgas reinigen zu können.
Das System S weist verschiedene Sensoren wie zum Beispiel einen Kühlwassertemperatursensor 171, einen Kurbelpositionssensor 172, einen Einlassnockenpositionssensor 173, einen Auslassnockenpositionssensor 174, einen Luftströmungsmesser 175, einen Relativpositionssensor 176, einen Drosselpositionssensor 177, einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178a, einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178b und einen Beschleunigeröffnungsgradsensor 179 auf.
Der Kühlwassertemperatursensor 171 ist an dem Zylinderblock 11 montiert. Der Kühlwassertemperatursensor 171 ist gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Temperatur Tw eines Kühlwassers in dem Zylinderblock 11 auszugeben.
Der Kurbelpositionssensor 172 ist an dem Kurbelgehäuse 13 montiert. Der Kurbelpositionssensor 172 ist gestaltet, um ein Signal mit einer Wellenform mit einem Puls (Impuls) gemäß einem Drehwinkel der Kurbelwelle 131 auszugeben.
Insbesondere ist der Kurbelpositionssensor 172 gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Maschinendrehzahl (-umdrehung) NE auszugeben.
Der Einlassnockenpositionssensor 173 und der Auslassnockenpositionssensor 174 sind an dem Zylinderkopf 12 montiert. Der Einlassnockenpositionssensor 173 ist gestaltet, um ein Signal einer Wellenform mit einem Puls (Impuls) gemäß einem Drehwinkel einer nicht dargestellten Einlassnockenwelle (die in dem Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 aufgenommen ist) auszugeben, um zu bewirken, dass das Einlassventil 123 eine Hin- und Herbewegung ausführt. Insbesondere ist der Einlassnockenpositionssensor 173 gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Öffnungs-/ Schließzeiteinstellung (demgemäß der tatsächlichen Zeiteinstellung der Schließzeiteinstellung des Einlassventils 123) des Einlassventils 123 auszugeben.
Der Auslassnockenpositionssensor 174 ist ähnlich gestaltet, um ein Signal einer Wellenform mit einem Puls (Impuls) gemäß einem Drehwinkel einer nicht dargestellten Auslassnockenwelle auszugeben. Insbesondere ist der Auslassnockenpositionssensor 174 gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Öffnungs-/ Schließzeiteinstellung des Auslassventils 124 auszugeben.
Der Luftströmungsmesser 1275 ist an dem Einlassdurchgang 15 montiert. Der Luftströmungsmesser 175 ist gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Einlassluftmenge Ga auszugeben, die eine Massenströmungsrate einer Einlassluft ist, die in dem Einlassdurchgang 15 strömt.
Der Relativpositionssensor 176 ist an dem Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 montiert. Der Relativpositionssensor 176 ist gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu der Relativposition des Zylinderblocks 11 und des Kurbelgehäuses 13 auszugeben. Insbesondere ist der Relativpositionssensor 176 gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einem tatsächlichen Wert des mechanischen Verdichtungsverhältnisses auszugeben.
Der Drosselpositionssensor 177 ist an dem Einlassdurchgang 15 montiert. Der Drosselpositionssensor 177 ist gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einer Drehphase (ein Drosselventilöffnungsgrad TA) der Drosselklappe 151 auszugeben.
Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178a und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178b sind an dem Auslassdurchgang 16 montiert. Der stromaufwärtige Luftkraftstoffsensor 178a ist an der stromaufwärtigen Seite von dem katalytischen Umwandler 161 in der Strömungsrichtung des Abgases angeordnet. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178b ist an einer stromabwärtigen Seite von dem katalytischen Umwandler 161 in der Strömungsrichtung des Abgases angeordnet. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178a ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor der kritischen Strömungsbauart und er ist gestaltet, um eine relativ lineare Ausgangscharakteristik in einem breiten Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich aufzuweisen. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178b ist ein Festelektrolytzirkonoxidsauerstoffsensor und er ist gestaltet, um eine Ausgabecharakteristik aufzuweisen, bei der die Ausgabe an einer fetten Seite und einer mageren Seite von einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis nahezu konstant ist aber sich vor und nach dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert.
Der Beschleunigeröffnungsgradsensor 179 ist gestaltet, um ein Signal korrespondierend zu einem Betätigungsausmaß (Beschleunigerbetätigungsausmaß Accp) an einem Beschleunigerpedal 181 auszugeben, das durch einen Fahrer betätigt wird.
Das Steuerungsgerät 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist eine CPU 201, ein ROM 202, ein RAM 203, ein Backup - RAM 204, eine Schnittstelle 205 und einen Bus 206 auf. Die CPU 201, das ROM 202, das RAM 203, das Backup - RAM 204 und die Schnittstelle 205 sind mit dem Bus 206 untereinander verbunden.
Das ROM 202 speichert vorab eine Routine (Programm), die durch die CPU 201 ausgeführt wird, und Tabellen (Nachschlagtabelle, Kennfeld) oder Parameter, die während der Ausführung der Routine benötigt werden. Das RAM 203 ist gestaltet, um temporäre Daten gemäß einer Anforderung speichern zu können, wenn die CPU 201 die Routine ausführt. Das Backup - RAM 204 ist gestaltet, um Daten zu speichern, wenn die CPU 201 die Routine ausführt, wenn die Energiequelle eingeschaltet ist, und um die gespeicherten Daten behalten zu können, selbst wenn die Energiequelle ausgeschaltet ist.
Die Schnittstelle 205 ist elektrisch mit den verschiedenen Sensoren wie zum Beispiel dem Kühlwassertemperatursensor 171, dem Kurbelpositionssensor 172, dem Einlassnockenpositionssensor 173, dem Auslassnockenpositionssensor 174, dem Luftströmungsmesser 175, dem Relativpositionssensor 176, dem Drosselpositionssensor 177, dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178a, dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 178b und dem Beschleunigeröffnungsgradsensor 179 verbunden und sie ist gestaltet, um die Signale von diesen Sensoren zu der CPU 201 übertragen zu können.
Die Schnittstelle 205 ist auch mit Betätigungseinheiten wie zum Beispiel dem Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125, dem Gerät zur variablen Auslassventilzeiteinstellung 126, dem Injektor 127 und dem Antriebsmechanismus 142 elektrisch verbunden und ist gestaltet, um Betätigungssignale zum Betätigen dieser Betätigungseinheiten von der CPU 201 zu diesen Betätigungseinheiten übertragen zu können.
Insbesondere ist das Steuerungsgerät 2 gestaltet, um Signale von verschiedenen Sensoren, die vorstehend beschrieben sind, zu empfangen, und um die vorstehend erwähnten Betätigungssignale zu den jeweiligen Betätigungseinheiten über die Schnittstelle 205 basierend auf dem Betätigungsergebnis der CPU 201 gemäß den Signalen zu übertragen.
(Steuerung des Drosselklappenöffnungsgrads)
Wie nachstehend beschrieben ist, verwendet das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Modell, das zu dem vorstehend erwähnten Kreisprozess mit Ultrahochexpansion korrespondiert, als das Steuerungsmodell der Einlassventilschließzeiteinstellung und des mechanischen Verdichtungsverhältnisses. Bei diesem ist der Drosselklappenöffnungsgrad TA, der durch das Steuerungsgerät 2 gesteuert wird, im Allgemeinen auf den maximalen Wert fixiert und in einem speziellen Fall, wie zum Beispiel in einem Fall, in dem eine nachstehend beschriebene IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, oder in einem Fall mit einer sehr niedrigen Last bei einer sehr niedrigen Drehzahl wird er auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der maximale Wert ist.
(Kraftstoffeinspritzsteuerung)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bis auf einen speziellen Fall, wie zum Beispiel während eines Aufwärmbetriebs oder während einer Beschleunigung, festgelegt. Das Steuerungsgerät 2 berechnet eine Basiskraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, einer Einlassluftmenge Ga und der Maschinendrehzahl NE. Die Basiskraftstoffeinspritzmenge wird geregelt, um auf der Grundlage der Ausgaben des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensors 178a und des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensors 178b korrigiert zu werden, wodurch eine finale Kraftstoffeinspritzmenge berechnet wird. Das Steuerungsgerät 2 gibt eine Kraftstoffeinspritzanweisung mit der finalen Kraftstoffeinspritzmenge zu dem Injektor 127 ein. Somit wird der Kraftstoff mit der finalen Kraftstoffeinspritzmenge von dem Injektor 127 zu einer vorbestimmten Zeiteinstellung eingespritzt, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, um mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung zu sein.
(Steuerung der Einlassventilschließzeiteinstellung, des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und der Zündzeiteinstellung)
Die Schließzeiteinstellung des Einlassventils 123 wird als „IVC“ bezeichnet und die tatsächliche Zeiteinstellung der IVC wird nachstehend als „IVCa“ bezeichnet. Das mechanische Verdichtungsverhältnis wird als „εm“ bezeichnet und der tatsächliche Wert von εm wird als „εma“ bezeichnet. Das tatsächliche Verdichtungsverhältnis wird als „sc“ bezeichnet und der tatsächliche Wert von εc wird als „εca“ bezeichnet. Die Zündzeiteinstellung wird als „SA“ bezeichnet. Das εca wird aus IVCa und εma berechnet.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet ein Modell korrespondierend zu dem Kreisprozess mit Ultrahochexpansion, der in dem Abschnitt „Offenbarung der Erfindung“ beschrieben ist, als das Steuerungsmodell der IVC und des εm. Insbesondere werden bei dem Zustand, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad TA auf dem maximalen Wert im Grunde gehalten wird, die IVC und das εm gemäß der Last (angeforderte Last, korrespondierend zur nachstehend beschriebenen angeforderten Zylindereinlassluftmenge Mct), die durch einen Fahrer (einen Fahrer des Systems S (Fahrzeug)) angefordert wird, und der Maschinendrehzahl NE eingestellt.
Die IVC wird auf die Verzögerungswinkelseite eingestellt, wenn die Mct (und die NE) kleiner ist, innerhalb einer Region, in der die IVC beträchtlich von dem unteren Einlasstotpunkt verzögert ist (zum Beispiel die Region, in der die IVC von dem unteren Einlasstotpunkt um 90 °CA oder größer verzögert ist). Das εm wird auf einen größeren Wert festgelegt, wenn die Mct (und die NE) kleiner ist, innerhalb einer Region, in der das εm außerordentlich groß ist (zum Beispiel in einer Region, in der das εm 20 oder größer ist). Dabei wird die Zylindereinlassluftmenge (demgemäß das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1) gemäß der Mct eingestellt, während das Expansionsverhältnis auf einen sehr großen Wert gehalten wird (zum Beispiel 20 oder höher) und das εc in einem geeigneten Bereich gehalten wird, in dem der Verbrennungszustand zufriedenstellend ist (zum Beispiel 8 bis 9).
Insbesondere werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die IVC, das εm und die SA im Allgemeinen gesteuert, um mit der derzeitigen IVCt, dem derzeitigen εm und der derzeitigen SAt übereinzustimmen. Die IVCt, das εmt und die SAt sind die Referenzzeiteinstellungen des IVC, der Referenzwert des εm und die Referenzzeiteinstellung der SA. Die derzeitige IVCt, das derzeitige εmt und die derzeitige SAt sind eine optimale Einlassventilschließzeiteinstellung (eine stetig angepasste Zeiteinstellung), ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (ein stetig angepasster Wert) und eine Zündzeiteinstellung (eine stetig angepasste Zeiteinstellung) unter Berücksichtigung des Verbrennungszustands, des Kraftstoffwirkungsgrads und des Ausgangsdrehmoments in einem Fall, in dem das System in einem stetigen Antriebsmodus mit der derzeitigen Kombination von „Mct und NE“ ist. Die derzeitige IVCt wird durch die derzeitige Kombination von „Mct und NE“ und einem Kennfeld bestimmt, das durch einen Versuch erstellt wird und das Verhältnis zwischen der Kombination von „Mct und NE“ und der IVCt spezifiziert. Das derzeitige εmt wird durch die derzeitige Kombination von „Mct und NE“ und einem Kennfeld bestimmt, das durch einen Versuch erstellt wird und das Verhältnis zwischen der Kombination von „Mct und NE“ und dem εmt spezifiziert. Die derzeitige SAt wird durch die derzeitige Kombination von „Mct und NE“ und einem Kennfeld bestimmt, das durch einen Versuch erstellt wird und das Verhältnis zwischen der Kombination von „Mct und NE“ und dem SAt spezifiziert. Das tatsächliche Verdichtungsverhältnis, das von der IVCt und dem εmt berechnet wird, wird als ein Referenzwert (ein stetig angepasster Wert, εct) des εc bezeichnet. Das εct beträgt zum Beispiel 8 bis 9.
Wenn die IVCa mit der IVCt übereinstimmt und das εma mit dem εmt übereinstimmt, da das Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 und der Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 geeignet betrieben werden, stimmt das εca mit dem εct überein. Daher wird die optimale Antriebsbedingung in Anbetracht des Verbrennungszustands, des Kraftstoffwirkungsgrads und des Ausgangsdrehmoments erhalten.
Es kann den Fall geben, in dem die IVCa von der IVCt verlagert ist oder das εma von dem εmt verlagert ist wegen der Ansprechverhaltensverzögerung des Geräts zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 und des Mechanismus 4 des variablen Verdichtungsverhältnisses 14 bei einer Übergangsantriebsbedingung. In diesem Fall wird das εca von dem εct verlagert. Wenn das εca zu einem größeren Wert als das εct verlagert wird, ist es möglich, dass das Klopfen auftritt. Andererseits ist, wenn das εca auf einen kleineren Wert als das εct verlagert wird, es möglich, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung bzw. eines Zündaussetzers).
Demgemäß muss, wenn das εca auf einen größeren Wert als das εct verlagert wird, eine Gegenmaßnahme vorgenommen werden, um das Auftreten des Klopfens zu verhindern. Wenn das εca auf einen kleineren Wert als εct verlagert wird, muss eine Gegenmaßnahme vorgenommen werden, um die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung bzw. eines Zündaussetzers) zu verhindern.
Für den Fall, in dem das εca auf einen größeren Wert als das εct verlagert wird, sind zwei Fälle zu berücksichtigen, die den Fall, in dem das εma auf den größeren Wert als das εmt verlagert wird, und den Fall umfassen, in dem die IVCa zu der Vorauswinkelseite von dem IVCt verlagert wird. Für den Fall, in dem das εca auf einen kleineren Wert als das verlagert wird, sind zwei Fälle zu berücksichtigen, die den Fall, in dem das εma auf einen kleineren Wert als das εmt verlagert wird, und den Fall umfassen, in dem die IVCa auf die Verzögerungswinkelseite von dem IVCt verlagert wird. Somit sind vier Fälle für den Fall zu berücksichtigen, in dem das εca von dem εct verlagert wird.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Steuerung, die es ermöglicht, dass die IVCa mit der Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite) von der IVCt, die nicht mit der IVCt übereinstimmend ist, in Übereinstimmung gebracht wird, als „IVC - Verzögerungskorrektur (IVC - Vorauseilkorrektur)“ bezeichnet oder wird lediglich als „IVC - Korrektur“ bezeichnet. Die Steuerung, die es ermöglicht, dass das εma mit dem größeren Wert (kleineren Wert) von dem εmt, das nicht mit dem εmt übereinstimmt, in Übereinstimmung gebracht wird, wird als „εm - Erhöhungskorrektur (εm - Verringerungskorrektur)“ bezeichnet oder wird lediglich als „εm - Korrektur“ bezeichnet. Die Steuerung, die es ermöglicht, dass die SAa mit der Verzögerungswinkelseite (Vorauseilwinkelseite) von dem SAt, die nicht mit dem SAt übereinstimmt, in Übereinstimmung gebracht wird, wird als „SA - Verzögerungskorrektur (SA - Vorauseilkorrektur)“ bezeichnet oder wird lediglich als „SA - Korrektur“ bezeichnet. Die Steuerung zum Festlegen des Drosselklappenöffnungsgrads TA auf einen Wert, der kleiner als der maximale Wert ist, anstelle des Haltens des Drosselklappenöffnungsgrads TA auf dem maximalen Wert wird als „TA - Verringerungskorrektur“ bezeichnet.
Als eine erste Gegenmaßnahme in einem Fall, in dem das εca auf den größeren Wert als das εct verlagert wird (das heißt, wenn das Auftreten des Klopfens verhindert werden soll), ist es zu berücksichtigen, dass einer von der IVCa und dem εma, der nicht verlagert wird, gesteuert wird, um mit einem Wert, der sich von dem Referenzwert (dem korrespondierenden Wert des IVCt und des εmt) verschieden ist, der nicht mit dem Referenzwert übereinstimmt, übereinzustimmen, um das εca auf das εct zurückzuführen. Insbesondere wird, wenn das εma auf den größeren Wert als das εmt verlagert wird, die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt, um das εca auf das εct zurückzuführen. Wenn das IVCa auf die Vorauswinkelseite von dem IVCt verlagert wird, wird die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt, um das εca auf das εct zurückzuführen.
Andererseits kann das Auftreten des Klopfens durch Steuern der SA zu der Verzögerungswinkelseite von der SAt verhindert werden, solange das εca nicht übermäßig zu der größeren Seite hin von dem εct verlagert wird. Insbesondere ist als eine zweite Gegenmaßnahme in einem Fall, in dem das εca auf den größeren Wert als das εct verlagert wird (das heißt, wenn das Auftreten des Klopfens verhindert werden soll), es zu berücksichtigen, dass die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, während die Verlagerung des εca von dem εct aufrechterhalten wird.
Im Gegensatz ist als eine erste Gegenmaßnahme, wenn das εca auf den kleineren Wert als das εct verlagert wird (das heißt, wenn die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) verhindert werden soll), es zu berücksichtigen, dass ein Wert von der IVCa und dem εma, der nicht verlagert wird, gesteuert wird, um mit einem Wert, der von dem Referenzwert (dem korrespondierenden Wert der IVCt und dem εmt) verschieden ist, um nicht mit dem Referenzwert übereinzustimmen, übereinzustimmen, um das εca auf das εct zurückzuführen. Insbesondere wird, wenn das εma auf den kleineren Wert als das εmt verlagert wird, die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt, um das εca auf das εct zurückzuführen. Wenn das IVCa auf die Verzögerungswinkelseite von der IVCt verlagert wird, wird die εm - Erhöhungskorrektur ausgeführt, um das εca auf das εct zurückzuführen.
Andererseits kann die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) durch Steuern der SA zu der Vorauseilwinkelseite von der SAt verhindert werden, solange das εca nicht übermäßig zu der größeren Seite von dem εct hin verlagert wird. Insbesondere ist als eine zweite Gegenmaßnahme in einem Fall, in dem das εca auf den kleineren Wert als das εct verlagert wird (das heißt, wenn die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) verhindert werden soll), es zu berücksichtigen, dass die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, während die Verlagerung des εca von dem εct beibehalten wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, gibt es in Bezug auf die vorstehend erwähnten vier Fälle, in denen das εca von dem εct verlagert wird, zwei Gegenmaßnahmen, die die Gegenmaßnahme zum „Ausführen der IVC - Korrektur oder der εm - Korrektur, um das εca auf das εct zurückzuführen“ und die Gegenmaßnahme zum „Ausführen der SA - Korrektur, wobei die Verlagerung des εca von dem εct aufrechterhalten wird (solange das Verlagerungsausmaß des εca innerhalb des Bereichs fällt, der durch die SA - Korrektur korrigierbar ist)“ umfassen. Demgemäß gibt es ein Problem, welche Gegenmaßnahme für jeden der vorstehend erwähnten vier Fälle zu wählen ist.
Welche der Gegenmaßnahmen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angewandt wird, ist nachstehend nacheinander für jeden der vier Fälle in Bezug auf die 2 bis 17 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird „in dem Fall, in dem ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt, ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad“ ausgewählt. Es ist nachstehend unter der folgenden Annahme beschrieben, dass die derzeitigen IVCt, εmt und εct entsprechend IVCO, εm0 und εc0 sind.
[Fall, in dem εma auf einen größeren Wert als εmt verlagert ist (IVCa stimmt mit IVCt überein)]
2 stellt den Fall dar, in dem, wenn (εct, εmt) zu einem Punkt O korrespondieren (εc0, εm0), das εca auf den größeren Wert als das εct verlagert ist wegen der Verlagerung des εma zu der größeren Seite von einem εmt hin, und infolgedessen wird (εca, εma) von dem Punkt O zu einem Punkt A oder einem Punkt B verlagert (IVCa stimmt mit der IVCt überein). Wenn die IVC konstant ist, wird die Kurve von (εc, εm), die durch die Veränderung des εm verursacht wird, eine gerade Linie parallel zu der „Änderungslinie von εm“, die in 2 dargestellt ist.
3 stellt den Fall dar, in dem, wenn (IVCt, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (IVCO, εm0), (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B als Ergebnis der Verlagerung des εma zu der größeren Seite von εmt hin verlagert ist (IVCa stimmt mit der IVCt überein).
Wie in 2 und 3 dargestellt ist, sind εcup und εclow ein oberer Grenzwert bzw. ein unterer Grenzwert, durch die der geeignete Verbrennungszustand fortgesetzt werden kann, selbst wenn die SA - Korrektur ausgeführt wird. Der εcup korrespondiert zu der oberen Grenze in dem Bereich des εca, durch die das Auftreten des Klopfens durch die SA - Verzögerungskorrektur verhindert werden kann. Insbesondere muss, da der Grad des Auftretens des Klopfens sich erhöht, wenn sich das Verlagerungsausmaß des εma zu der größeren Seite von εmt hin groß ist (demgemäß, wenn das Verlagerungsausmaß des εca zu der größeren Seite von dem εet groß ist), das Ausmaß des Verzögerungswinkels der SA erhöht werden. Von diesem Gesichtspunkt aus kann, wenn das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur allmählich erhöht wird in einem Fall, in dem das εma allmählich zu einem größeren Wert als das εmt verlagert wird (demgemäß, wenn das εca allmählich zu dem größeren Wert als das εct verlagert wird), eine Fehlzündung bei einem gewissen Punkt auftreten wegen des übermäßigen Ausmaßes des Verzögerungswinkels der SA. Das εca, das zu diesem Punkt korrespondiert, korrespondiert zu dem εcup.
Andererseits korrespondiert das εclow zu der unteren Grenze in dem Bereich des εca, durch die die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung) durch die SA - Vorauseilkorrektur verhindert werden kann. Insbesondere muss, da sich der Grad der Verschlechterung des Verbrennungszustands erhöht, wenn sich das Verlagerungsausmaß das εma zu der kleineren Seite von dem εmt hin groß ist (demgemäß, wenn das Verlagerungsausmaß des εca zu der kleineren Seite von dem εct groß ist), das Ausmaß des Vorauseilwinkels der SA erhöht werden. Von diesem Gesichtspunkt aus kann, wenn das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur allmählich erhöht wird, in einem Fall, in dem das εma allmählich zu einem kleineren Wert als das εmt verlagert wird (demgemäß, wenn das εca allmählich zu einem kleineren Wert als das εct verlagert wird), eine Fehlzündung bei einem gewissen Punkt auftreten wegen des sehr kleinen Ausmaßes des εca. Das εca, das zu diesem Punkt korrespondiert, korrespondiert zu dem εclow. Es kann aus 2 ersehen werden, dass das εcup und das εclow abhängig von dem εma sind, wobei das εcup und εclow sich verringern, wenn sich das εma erhöht. Wie aus 2 und 3 entnehmbar ist, korrespondiert der Punkt A zu dem Fall, in dem das εca nicht größer ist als das εup, und korrespondiert der Punkt B zu dem Fall, in dem das εca das εup überschreitet.
In dem Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 2 verlagert wird (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 3 verlagert wird) ist nachstehend zunächst beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn das εma auf den größeren Wert als das εmt verlagert wird, das εca größer als das εct. Daher kann, um das Auftreten des Klopfens zu verhindern, die IVC - Verzögerungskorrektur oder die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt werden. Wenn die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, um das εca auf das εct (= εc0) zurückzuführen, wird (εca, εma) von dem Punkt A zu einem Punkt A' in 2 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 3 bewegt wird. Wenn das εm in diesem Fall konstant ist, wird die Kurve des (εc, εm), das durch die Veränderung der IVC bewirkt wird, eine gerade Linie parallel zu der „Änderungslinie der IVC“, wie in 2 dargestellt ist. Andererseits werden, wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, das εca und das εma konstant gehalten. Daher wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 2 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 3 gehalten wird.
Wenn die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, wird die Zylindereinlassluftmenge direkt reduziert, so dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine zu einer Reduktion neigt. Andererseits ist es schwierig, das Ausgangsdrehmoment zu reduzieren, selbst wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird. Daher kann das Ausgangsdrehmoment einfacher durch die SA - Verzögerungskorrektur sichergestellt werden als durch die IVC - Verzögerungskorrektur. Demgemäß wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange das εca nicht größer als das εcup ist. Insbesondere wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 2 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt in 3 gehalten wird. Zusätzlich wird, wenn das Verlagerungsausmaß des εma auf die größere Seite von εmt (demgemäß, das Verlagerungsausmaß des εca zu der größeren Seite von dem εct) groß ist, das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur stärker erhöht, wie vorstehend beschrieben ist.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 2 verlagert wird (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 3 verlagert wird), ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall ist das εca größer als εcup. Daher kann das Auftreten des Klopfens nicht nur durch die SA - Verzögerungskorrektur verhindert werden (eine Fehlzündung kann erzeugt werden). Daher wird die IVC - Verzögerungskorrektur zusätzlich zu der SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt, so dass das εca nicht das εcup in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überschreitet (das heißt, dass das εca mit dem εcup übereinstimmt). Insbesondere wird das (εca, εma) von dem Punkt B zu einem Punkt B' in 2 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 3 bewegt wird. In diesem Fall wird das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der IVC - Verzögerungskorrektur von dem εma und dem εcup berechnet und es nimmt einen größeren Wert an, wenn das Verlagerungsausmaß des εca an der größeren Seite von dem εcup liegt. Andererseits ist unter der Annahme, dass das εma, das zu dem Fall korrespondiert, in dem die IVCa mit dem IVCO übereinstimmt und das εca mit dem εcup übereinstimmt, εm1 ist (siehe 2, 3 und 4) das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur konstant als der Wert, der zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εml korrespondiert.
4 stellt den Übergang des (IVCa, εma) dar, wenn das εma allmählich zu einem größeren Wert als das εmt (= εm0) verlagert wird. Nur die SA - Verzögerungskorrektur wird in dem Prozess ausgeführt, bis sich das εma von dem εm0 erhöht, um das εm1 zu erreichen. Daher wird die IVCa auf der IVCO gehalten und wird das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur erhöht. Während des Prozesses, bei dem sich das εma von dem εm1 erhöht, werden die SA - Verzögerungskorrektur und die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt. Daher wird bei der Erhöhung des εma die IVCa von der IVCO verzögert, wobei das εca auf dem εcup gehalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur auf einen konstanten Wert als der Wert festgelegt, der zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εm1 übereinstimmt.
[Fall, in dem IVCa zu einer Vorauseilwinkelseite von IVCt verlagert ist (εma stimmt mit εmt überein)]
5 korrespondiert zu 2 und stellt den Fall dar, in dem, wenn das εca auf einen größeren Wert als das εct aufgrund der Verlagerung der IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt in einem Fall verlagert ist, in dem das (εct, εmt) zu dem Punkt 0 korrespondiert (εc0, εm0), das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B verlagert ist (das εma stimmt mit dem εmt überein).
6 korrespondiert zu 3 und stellt den Fall dar, in dem das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B verlagert ist (das εma stimmt mit dem εmt überein) als ein Ergebnis der Verlagerung der IVCa zu der Vorauseilseite von der IVCt, wenn das (IVCt, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (IVCO, εm0). Ähnlich wie in 2 und 3 korrespondiert der Punkt A zu dem Fall, in dem das εca nicht größer als das εcup ist, und korrespondiert der Punkt B zu dem Fall, in dem das εca das εcup in 5 und 6 überschreitet.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 5 verlagert ist (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 6 verlagert ist), ist nachstehend zunächst beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn die IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt verlagert wird, das εca größer als das εct. Daher kann, um das Auftreten des Klopfens zu verhindern, die εma - Verringerungskorrektur oder die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt werden. Wenn die εma - Verringerungskorrektur ausgeführt wird, um das εca auf das εct (= εc0) zurückzuführen, wird das (εca, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 5 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 6 bewegt wird. Andererseits werden, wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, das εca und das εma konstant gehalten. Daher wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 5 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 6 gehalten wird.
Selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen der εma - Verringerungskorrektur und der SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt werden, gibt es einen geringen Unterschied bei dem Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1. Andererseits wird, wenn die εma - Verringerungskorrektur ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt reduziert, so dass es möglich ist, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Andererseits ist, selbst wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, es schwierig, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Gemäß dem Vorstehenden ist es einfacher den Kraftstoffwirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 durch die SA - Verzögerungskorrektur als durch die IVC - Verzögerungskorrektur zu verbessern. Demgemäß wird bei der vorliegenden Erfindung die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange das εca nicht größer als das εcup ist. Insbesondere wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 5 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 6 gehalten wird. Zusätzlich wird, wenn das Verlagerungsausmaß der IVCa an der Vorauseilwinkelseite von der IVCt (demgemäß, des Verlagerungsausmaßes des εca an der größeren Seite von dem εct) groß ist, das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur mehr erhöht, wie vorstehend beschrieben ist.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 5 verlagert wird (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 6 verlagert wird), ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall ist das εca größer als εcup. Daher kann das Auftreten des Klopfens nicht nur durch die SA - Verzögerungskorrektur verhindert werden (eine Fehlzündung kann erzeugt werden). Daher wird die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt zusätzlich zu der SA - Verzögerungskorrektur, so dass das εca nicht das εcup in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überschreitet (das heißt, dass das εca mit dem εcup übereinstimmt). Insbesondere wird das (εca, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 5 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt B zu dem Punk B' in 6 bewegt wird. In diesem Fall wird das Verringerungsausmaß bei der εm - Verringerungskorrektur aus der IVCa und dem εcup berechnet und er wird als ein größerer Wert angenommen, wenn das Verlagerungsausmaß des εca zu der größeren Seite von dem εcup hin groß wird. Andererseits ist unter der Annahme, dass die IVCa, die zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εm0 übereinstimmt und das εca mit dem εcup übereinstimmt, IVC1 ist (siehe 6 und 7), das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur konstant als der Wert, der zu dem Fall korrespondiert, in dem die IVCa mit der IVC1 übereinstimmt.
7 korrespondiert zu 4 und stellt den Übergang des (IVCa, εma) in einem Fall dar, in dem die IVCa allmählich zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt (= IVCO) verlagert wird. Nur die SA - Verzögerungskorrektur wird in dem Prozess ausgeführt, bis die IVCa von der IVCO voranschreitet, um die IVC1 zu erreichen. Daher wird das εma auf dem εm0 konstant gehalten und erhöht sich das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur. Während des Prozesses, bei dem die IVCa von der IVC1 vorauseilt, werden die SA - Verzögerungskorrektur und die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt. Daher wird bei dem Vorauseilen der IVCa das εma von dem ε0 verringert, wobei das εca auf dem εcup gehalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Ausmaß des Verzögerungswinkels bei der SA - Verzögerungskorrektur auf dem konstanten Wert als der Wert gehalten, der zu dem Fall korrespondiert, in dem die IVCa mit der IVC1 übereinstimmt.
[Fall, in dem εma auf den kleineren Wert als εmt verlagert ist (IVCa stimmt mit IVCt überein)]
8 korrespondiert zu 2 und stellt den Fall dar, in dem, wenn (εct, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (εc0, εm0), das εca auf den kleineren Wert als das εct verlagert ist wegen der Verlagerung des εma auf den kleineren Wert als das εmt, und infolgedessen ist das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B verlagert (IVCa stimmt mit der IVCt überein).
9 korrespondiert zu 3 und stellt den Fall dar, in dem, wenn das (IVCt, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (IVCO, εm0), das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B verlagert ist als ein Ergebnis der Verlagerung des εma auf den kleineren Wert als das εmt (IVCa stimmt mit der IVCt überein). In 8 und 9 korrespondiert der Punkt A zu dem Fall, in dem das εca nicht kleiner als das εclow ist, während der Punkt B zu dem Fall korrespondiert, in dem das εca kleiner als das εclow ist.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 8 verlagert wird (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 9 verlagert wird), ist nachstehend zunächst beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn das εma auf den kleineren Wert als das εmt verlagert wird, das εca kleiner als das εct. Daher kann, um die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzündung), die IVC - Vorauseilkorrektur oder die SA - Vorauseilkorrektur ausgewählt werden. Wenn die IVC - Vorauseilkorrektur ausgewählt wird, um das εca auf das εct (= εc0) zurückzuführen, wird das (εca, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 8 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 9 bewegt wird. Wenn die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, wird die TA - Verringerungskorrektur gleichzeitig ausgeführt, um zu verhindern, dass sich die Zylindereinlassluftmenge erhöht. Andererseits werden, wenn die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, das εca und das εma konstant gehalten. Daher wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 8 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 9 gehalten wird.
Selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen von der IVC - Vorauseilkorrektur und der SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt werden, gibt es einen geringen Unterschied bei dem Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1. Andererseits wird, wenn die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, die TA - Verringerungskorrektur gleichzeitig ausgeführt. Wenn die TA - Verringerungskorrektur ausgeführt wird, erhöht sich der Einlasswiderstand in dem Einlasspfad, so dass der Kraftstoffwirkungsgrad zu einer Verschlechterung neigt. Andererseits ist, selbst wenn die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, es schwierig, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Daher ist es einfacher den Kraftstoffwirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 durch die SA - Vorauseilkorrektur zu verbessern als durch die IVC - Vorauseilkorrektur. Demgemäß wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die SA - Vorauseilkorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange das εca nicht kleiner ist als das εclow. Insbesondere wird das (εea, εma) auf dem Punkt A in 8 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 9 gehalten wird. Zusätzlich wird, wenn das Verlagerungsausmaß des εma zu der kleineren Seite von dem εmt (demgemäß das Verlagerungsausmaß des εca zu der kleineren Seite von dem εct) groß ist, das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur stark erhöht, wie vorstehend beschrieben ist.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 8 verlagert wird (das heißt, wenn das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 9 verlagert wird), ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall ist das εca kleiner als εclow. Daher kann die Verschlechterung des Verbrennungszustands nicht nur durch die SA - Vorauseilkorrektur verhindert werden (eine Fehlzündung kann erzeugt werden). Daher wird die IVC - Vorauseilkorrektur zusätzlich zu der SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt, so dass das εca nicht kleiner wird als das εclow (das heißt, dass das εca mit dem εclow übereinstimmt) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Insbesondere wird das (εca, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 8 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 9 bewegt wird. In diesem Fall wird das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der IVC - Vorauseilkorrektur von dem εma und dem εclow berechnet und es wird als ein größerer Wert angenommen, wenn sich das Verlagerungsausmaß des εca zu der kleineren Seite von εclow erhöht. Andererseits ist unter der Annahme, dass das εma, das zu dem Fall korrespondiert, in dem die IVCa mit der IVCO übereinstimmt und das εca mit dem εclow übereinstimmt, εm2 ist (siehe 8, 9 und 10), das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur ein konstanter Wert als der Wert, der zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εm2 übereinstimmt.
10 korrespondiert zu 4 und stellt den Übergang des (IVCa, εma) in einem Fall dar, in dem das εma allmählich zu der kleineren Seite von dem εmt (= εm0) verlagert wird. Nur die SA - Vorauseilkorrektur wird in dem Prozess ausgeführt, bis das εma von dem εm0 verringert wird, um das εm2 zu erreichen. Daher wird die IVCa konstant auf dem IVCO gehalten, und wird das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur erhöht. Während des Prozesses, bei dem sich das εma von dem εm2 verringert, werden die SA - Vorauseilkorrektur und die IVC - Vorauseilkorrektur (und die TA - Verringerungskorrektur) ausgeführt. Daher eilt bei der Verringerung des εma die IVCa von der IVCO voraus, wobei das εca auf dem εclow gehalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Ausmaß des Vorauseilwinkels bei der SA - Vorauseilkorrektur auf den konstanten Wert festgelegt als der Wert, der zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εm2 übereinstimmt.
[Fall, in dem IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von IVCt verlagert ist (εma stimmt mit εmt überein)]
11 korrespondiert zu 2 und stellt den Fall dar, in dem, wenn das (εct, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (εc0, εm0), das εca auf den kleineren Wert als das εct wegen der Verlagerung der IVCa auf die Verzögerungswinkelseite von der IVCt verlagert ist, und infolgedessen ist das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B verlagert (εma stimmt dem εmt überein).
12 korrespondiert zu 3 und stellt den Fall dar, in dem, wenn das (IVCt, εmt) zu dem Punkt O korrespondiert (IVCO, εm0), das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A oder dem Punkt B als ein Ergebnis der Verlagerung der IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von der IVCt verlagert ist (εma stimmt mit dem εmt überein). In 11 und 12 korrespondiert der Punkt A zu dem Fall, in dem das εca nicht kleiner ist als das εclow, während der Punkt B zu dem Fall korrespondiert, in dem das εca kleiner ist als das εclow, wie in 8 und 9.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 11 verlagert wird (das heißt, in dem das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 12 verlagert wird), ist nachstehend zunächst beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von der IVCt verlagert wird, wird das εca kleiner als das εct. Daher kann, um die Verschlechterung des Verbrennungszustands (einschließlich des Auftretens einer Fehlzün-dung) zu verhindern, die εm - Erhöhungskorrektur oder die SA - Vorauseilkorrektur ausgewählt werden. Wenn die εm - Erhöhungskorrektur ausgewählt wird, um das εca zu dem εct (= εc0) zurückzuführen, wird das (εca, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 11 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 12 bewegt wird. Wenn die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, werden das εca und das εma konstant gehalten. Daher wird das (εca, εma) auf dem Punkt A in 11 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 12 gehalten wird.
Wenn die IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von der IVCt verlagert wird, wird die Zylindereinlassluftmenge reduziert, um das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 zu verringern, aufgrund der Verlagerung der IVC zu der Verzögerungswinkelseite hin. Selbst wenn die SA - Vorauseilkorrektur in diesem Fall ausgeführt wird, ist es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 erhöht (es ist schwierig wiederherzustellen). Andererseits wird, wenn die εm - Erhöhungskorrektur ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt erhöht, um einen thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, mit dem Ergebnis, dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 einfach zu erhöhen ist (einfach wiederherzustellen ist). Gemäß dem Vorstehenden wird die εm - Erhöhungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, solange das εca nicht kleiner ist als das εclow in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Insbesondere wird das (εca, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 11 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 12 bewegt wird. Somit wird das εca auf εct (= εc0) zurückgeführt. Das Ausmaß der Erhöhung bei der εm - Erhöhungskorrektur wird aus der IVCa und dem εct (= εc0) berechnet und, wenn sich das Verlagerungsausmaß des εca zu der kleineren Seite von dem εca hin erhöht, nimmt es einen größeren Wert an.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 11 verlagert wird (das heißt, in dem das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 12 verlagert wird), ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall (das heißt, selbst wenn das εca kleiner wird als das εclow) wird die εm - Erhöhungskorrektur ausgewählt und ausgeführt wegen des gleichen Grunds wie in dem Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 11 verlagert wird. Insbesondere wird das (εca, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 11 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 12 bewegt wird. Somit wird das εca auf das εct (= εc0) zurückgeführt. Das Ausmaß der Erhöhung bei der εm - Erhöhungskorrektur wird aus der IVCa und dem εct ( = εc0) berechnet und, wenn sich das Verlagerungsausmaß des εca zu der kleineren Seite von dem εc0 hin erhöht, nimmt es einen größeren Wert an.
13 korrespondiert zu 4 und stellt den Übergang des (IVCa, εma) in einem Fall dar, in dem die IVCa allmählich zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt (= IVCO) verlagert wird. Es ist vorauszusetzen, dass die IVCa, die zu dem Fall korrespondiert, in dem das εma mit dem εm0 übereinstimmt und das εma mit dem εclow übereinstimmt, IVC2 ist (siehe 12 und 13). In diesem Fall wird unabhängig davon, welche von der IVCa und der IVC2 größer ist, nur die εm - Erhöhungskorrektur während des Prozesses ausgeführt, bei dem die IVCa von der IVCO verzögert wird. Daher erhöht sich das εma von der εm0, wobei das εca auf dem Wert εc0 gehalten wird, bei der Verzögerung der IVCa. In diesem Fall wird die SA - Vorauseilkorrektur nicht ausgeführt, so dass die SA auf der SAt gehalten wird.
Die Gegenmaßnahmen zum Auswählen „eines Modells mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in dem Fall, in dem ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt“ sind für jeden der vorstehend erwähnten vier Fälle gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nachstehend in Bezug auf 14 bis 17 zusammengefasst.
14 stellt die Übergänge des (IVCa, εma) dar, die in 4 und 10 dargestellt sind. Insbesondere stellt 14 den Übergang des (IVCa, εma) dar, wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel in einem Fall angewandt wird, in dem das εma allmählich zu der größeren Seite oder zu der kleineren Seite von dem εmt (= εm0) verlagert wird.
15 stellt die Übergänge des (IVCa, εma) dar, die in 7 und 13 dargestellt sind. Insbesondere stellt 15 den Übergang des (IVCa, εma) dar, wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel in einem Fall angewandt wird, in dem die IVCa allmählich zu der Verzögerungswinkelseite oder zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt (= IVCO) hin verlagert wird.
16 stellt das Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß Δεm des εma (= εma - εm0) und dem Korrekturausmaß (Ausmaß eines Verzögerungswinkels oder Ausmaß eines Vorauseilwinkels) der SA von der SAt in einem Fall dar, in dem die SA - Korrektur in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wenn das εma von dem εm0 verlagert wird, um innerhalb des Bereichs von εm1 bis εm2 zu fallen (siehe 14).
17 stellt das Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß ΔIVC der IVCa (= IVCa - IVCO) und dem Korrekturausmaß (Ausmaß eines Verzögerungswinkels oder Ausmaß eines Vorauseilwinkels) der SA von der SAt in einem Fall dar, in dem die SA - Korrektur in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wenn die IVCa von der IVCO verlagert wird, um innerhalb des Bereichs von IVC1 bis IVCO zu fallen (siehe 15).
[Prozessablauf, der mit der Steuerung der Einlassventilzeiteinstellung, des mechanischen Verdichtungsverhältnisses und der Zündzeiteinstellung einhergeht]
Nachstehend ist ein Ablauf von Prozessen, die mit der Steuerung der IVC, des εm und der SA einhergehen, in Bezug auf 18 und 19 beschrieben. Zunächst ist der Prozessablauf in einem „normalen Fall“, in dem die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur nicht ausgeführt werden, nachstehend in Bezug auf 18 beschrieben.
In einem Schritt 1805 wird eine angeforderte Zylindereinlassluftmenge Mct, die die Zylindereinlassluftmenge ist, die durch einen Fahrer angefordert wird, aus der Fahrzeugbedienung wie zum Beispiel dem Beschleunigerbetätigungsausmaß Accp und der Maschinendrehzahl NE berechnet. Dann werden in einem Schritt 1810 die derzeitige IVCt und das derzeitige εmt aus der Kombination der Maschinendrehzahl NE und der Met gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren berechnet.
Dann wird in einem Schritt 1815 das εct aus der derzeitigen IVCt und dem derzeitigen εmt berechnet. In einem Schritt 1820 führt das Gerät zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 eine Regelung aus, so dass die IVCa mit der IVCt übereinstimmt, und führt der Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 eine Regelung aus, so dass das εma mit dem εmt übereinstimmt.
In einem Schritt 1825 wird die derzeitige SAt aus der Kombination der Maschinendrehzahl NE und dem Mct gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren berechnet und wird die SA derart gesteuert, um die SAt zu sein (werden). Gemäß dem vorstehenden Prozess kann das Steuerungsmodell korrespondierend zu dem Kreisprozess mit Ultrahochexpansion realisiert werden.
Nachstehend ist der Prozessablauf in dem Fall, in dem die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur ausgeführt werden, in Bezug auf 19 beschrieben. Der Prozess, der in 19 dargestellt ist, wird gemäß der Ausführung des Prozesses in 18 ausgeführt.
In einem Schritt 1905 werden zunächst die derzeitige IVCa und das εma erfasst. Dann wird in einem Schritt 1910 das εca aus dem derzeitigen IVCa und dem derzeitigen εma berechnet. In einem Schritt 1915 wird es bestimmt, ob das εca (berechnet in dem Schritt 1910) von dem εct (berechnet in dem Schritt 1815 in 18) abweicht (verlagert ist) oder nicht. Wenn das εca von dem εct um ein Ausmaß abweicht, das nicht kleiner als ein vorbestimmtes sehr kleines Ausmaß ist, wird die „Ja“ - Bestimmung gemacht.
Wenn eine „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1915 gemacht wird, wird der Prozess beendet. Insbesondere wird in diesem Fall das εca nicht von dem εct verlagert, so dass die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur nicht ausgeführt werden. In anderen Worten wird die SA gesteuert, um die SAt zu sein (werden), so dass die IVCa mit der IVCt übereinstimmt und das εma mit dem εmt übereinstimmt.
Andererseits schreitet, wenn die „Ja“ - Bestimmung in dem Schritt 1915 gemacht wird (das heißt, wenn das εca von dem εct verlagert ist), der Prozess voran, wie nachstehend beschrieben ist. In einem Schritt 1920 werden das εcup und das εclow aus dem derzeitigen εma berechnet. Dann wird es in einem Schritt 1925 bestimmt, ob das εma zu der größeren Seite von dem εmt verlagert ist oder nicht.
Der Fall, in dem die „Ja“ - Bestimmung in dem Schritt 1925 gemacht wird, ist nachstehend zunächst beschrieben. In diesem Fall wird es in einem Schritt 1930 bestimmt, ob das εca innerhalb des Bereiches von εcup bis εclow fällt oder nicht. Wenn die „Ja“ - Bestimmung gemacht wird, wird nur die SA - Verzögerungskorrektur in einem Schritt 1935 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem das εma innerhalb des Bereichs von εm0 bis εm1 in 4 fällt.
Andererseits werden, wenn die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1930 gemacht wird, die SA - Verzögerungskorrektur und die IVC - Verzögerungskorrektur in einem Schritt 1940 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem das εma größer ist als das εm1 in 4.
Nachstehend ist der Fall, in dem die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1925 gemacht wird, beschrieben. In diesem Fall wird es in einem Schritt 1945 bestimmt, ob die IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt verlagert ist oder nicht.
Der Fall, in dem die „Ja“ - Bestimmung in dem Schritt 1945 gemacht wird, ist nachstehend zunächst beschrieben. In diesem Fall wird es in einem Schritt 1950 bestimmt, ob das εma innerhalb des Bereichs von εcup bis εclow fällt oder nicht. Wenn die „Ja“ - Bestimmung gemacht wird, wird nur die SA - Verzögerungskorrektur in einem Schritt 1955 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem die IVCa innerhalb des Bereichs von IVCO bis IVC1 in 7 fällt.
Andererseits werden, wenn die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1950 gemacht wird, die SA - Verzögerungskorrektur und die εm - Verringerungskorrektur in einem Schritt 1960 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem die IVCa an der Vorauseilwinkelseite von der IVC1 in 7 liegt.
Nachstehend wird der Fall, in dem die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1945 gemacht wird, beschrieben. In diesem Fall wird es in einem Schritt 1965 bestimmt, ob das εma auf den kleineren Wert als das εmt verlagert ist oder nicht.
Der Fall, in dem die „Ja“ - Bestimmung in dem Schritt 1965 gemacht wird, ist zunächst nachstehend beschrieben. In diesem Fall wird es in Schritt 1950 bestimmt, ob das εca innerhalb des Bereichs von εcup bis εclow fällt oder nicht. Wenn die „Ja“ - Bestimmung gemacht wird, wird nur die SA - Vorauseilkorrektur in einem Schritt 1975 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem das εma innerhalb des Bereichs von εm0 bis εm2 in 10 fällt.
Andererseits werden, wenn die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1970 gemacht wird, die SA - Vorauseilkorrektur und die IVC - Vorauseilkorrektur in einem Schritt 1980 ausgeführt und wird die TA - Verringerungskorrektur in einem Schritt 1985 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem das εma kleiner als das εm2 in 10 ist.
Nachstehend wird der Fall, in dem die „Nein“ - Bestimmung in dem Schritt 1965 gemacht wird, beschrieben. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem es bestimmt wird, dass die IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von der IVCt hin verlagert ist. In diesem Fall wird nur die εm - Erhöhungskorrektur in einem Schritt 1990 ausgeführt. Dieser Fall korrespondiert zu dem Fall, in dem die IVCa an der Verzögerungswinkelseite von der IVCO in 13 liegt.
Der Korrekturprozess wie zum Beispiel die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur, die durch den Prozess, der in 19 dargestellt ist, gestartet werden, wird fortgesetzt, bis die „Verlagerung des εma von dem εmt“ oder die „Verlagerung der IVCa von der IVCt“, die die „Ja“ - Bestimmung in dem Schritt 1915 verursacht, beseitigt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem Steuerungsgerät der Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, das Steuerungsmodell korrespondierend zu dem Kreisprozess mit Ultrahochexpansion ausgeführt, um es zu ermöglichen, dass die IVCa mit der IVCt übereinstimmt, um es zu ermöglichen, dass das εma mit dem εmt übereinstimmt, und um es zu ermöglichen, dass die SA mit der SAt übereinstimmt. Es gibt vier Fälle, die auftreten können, wobei diese Fälle den Fall, in dem die IVCa zu der Verzögerungswinkelseite oder zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt aufgrund der Ansprechverhaltensverzögerung des Geräts zur variablen Einlassventilzeiteinstellung 125 hin verlagert (versetzt) ist, und den Fall umfassen, in dem das εma auf den größeren Wert als oder auf den kleineren Wert als das εmt aufgrund der Ansprechverhaltensverzögerung des Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 verlagert ist. In Bezug auf jeden der vorstehenden vier Fälle gibt es zwei Gegenmaßnahmen, die die „Gegenmaßnahme zum Ausführen der IVC - Korrektur oder der εm - Korrektur, um das εca zu dem εct zurückzuführen“ und die „Gegenmaßnahme zum Ausführen der SA - Korrektur, wobei die Verlagerung des εca von dem εct beibehalten wird“ umfassen. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine der zwei Gegenmaßnahmen für jeden der vorstehenden vier Fälle unter dem Gesichtspunkt einer Auswahl „eines Modells mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in dem Fall, in dem ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das durch einen Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt“ ausgewählt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste Ausführungsbeispiel beschränkt und verschiedene Modifikationen sind möglich, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wird in dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn das εma außerhalb des Bereichs des εm2 bis εm1 liegt (das heißt, wenn das εma außerhalb des Bereichs von εclow bis εcup liegt) in einem Fall, in dem das εma von dem εmt (= εm0) verlagert ist, die IVC - Korrektur zusätzlich zu der SA - Korrektur ausgeführt, um das εca zu steuern, um mit dem εclow oder dem εcup übereinzustimmen, wie in 14 dargestellt ist. Andererseits kann, wenn das εma außerhalb des Bereichs von εm2 bis εm1 liegt (das heißt, wenn das εca außerhalb des Bereichs von εclow bis εcup liegt), die IVC - Korrektur ausgeführt werden, ohne dass die SA - Korrektur ausgeführt wird, um das εca derart zu steuern, dass es mit dem εct (= εc0) übereinstimmt, wie in 20 dargestellt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie in 15 dargestellt ist, wenn die IVCa an der Seite der Vorauseilwinkelseite (das heißt, wenn das εca größer ist als das εcup) in einem Fall liegt, in dem die IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von der IVCt (= IVCO) hin verlagert wird, die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt zusätzlich zu der SA - Verzögerungskorrektur, um das εca derart zu steuern, dass es mit dem εcup übereinstimmt. Andererseits kann, wie in 21 dargestellt ist, wenn die IVCa an der Seite der Vorauseilwinkelseite (das heißt, wenn das εca größer ist als das εcup) in einem Fall liegt, in dem die IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von der IVC1 hin verlagert wird, die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt werden, ohne dass die SA - Korrektur ausgeführt wird, um das εca derart zu steuern, dass es mit dem εct (= εc0) übereinstimmt.
[zweites Ausführungsbeispiel]
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steuerungsgeräts einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel wird bei einem Fahrzeug mit einem Motor 3 angewandt, der durch eine gestrichelte Linie in 1 angezeigt ist und in dem Fahrzeug montiert ist, das heißt, es wird bei einem sogenannten Hybridfahrzeug mit der Brennkraftmaschine 1 und dem Motor 3 angewandt, die als eine Leistungsquelle des Fahrzeugs dienen. Wenn das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Verlagerung des IVCa zu der Verzögerungswinkelseite in einem Fall reduziert wird, in dem der vorstehend erwähnte Kreisprozess mit Ultrahochexpansion ausgeführt wird, wird das Ausgangsdrehmoment des Motors 3 erhöht, wodurch die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 1 kompensiert werden kann. Die Steuerung der Kompensation der Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 1 durch Erhöhen des Ausgangsdrehmoments des Motors 3 wird als eine „Drehmomenterhöhungskorrektur“ bezeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel, das nicht bei dem Hybridfahrzeug angewandt wird und das „ein Modell mit dem besten Kraftstoffwirkungsgrad in dem Fall, in dem ein Sicherstellen eines Ausgangsdrehmoments, das von einem Fahrer angefordert wird, eine erste Priorität einnimmt“ auswählt, darin, dass das zweite Ausführungsbeispiel bei dem Hybridfahrzeug angewandt wird, wie vorstehend beschrieben ist, und dass eine der zwei Gegenmaßnahmen für jede der vorstehenden „vier Fälle“ unter dem Gesichtspunkt der Auswahl „eines Modells, bei dem eine Verhinderung der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads eine erste Priorität einnimmt“ ausgewählt wird. Nur die unterschiedlichen Gesichtspunkte sind nachstehend beschrieben.
Welche der Gegenmaßnahmen für jeden der vorstehenden „vier Fälle“ in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden, ist nachstehend nacheinander beschrieben.
[Fall, in dem εma auf den größeren Wert als εmt verlagert ist (IVCa stimmt mit IVCt überein)]
22 bis 24 korrespondieren jeweils zu 2 bis 4. Daher ist deren detaillierte Beschreibung weggelassen. In dem Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 22 verlagert wird (das heißt, in dem das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 23 verlagert wird), ist nachstehend zunächst beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das εca größer als das εct. Daher wird, um zu verhindern, dass das Klopfen auftritt, die IVC - Verzögerungskorrektur oder die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt. Wenn die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, um das εca auf das εct (= εc0) zurückzuführen, wird das (εca, εma) von dem Punkt A zu einem Punkt A' in 22 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 22 bewegt wird. Andererseits werden, wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, das εca und das εma konstant gehalten. Daher wird das (εca, εma) auf den Punkt A in 22 gehalten, während das (IVCa, εma) auf dem Punkt A in 23 gehalten wird.
Wenn das εma auf dem größeren Wert als das εmt verlagert wird, wird das Explosionsverhältnis groß aufgrund der Verlagerung des εm zu der größeren Seite hin, so dass der Kraftstoffwirkungsgrad einen zufriedenstellenden Zustand aufweist. Wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, ist es möglich, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Andererseits kann, selbst wenn die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, der Kraftstoffwirkungsgrad gehalten werden. Daher wird gemäß dem vorstehenden bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die IVC - Verzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt, wenn das εca nicht größer ist als das εcup. Insbesondere wird das (εca, εma)von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 22 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt A zu dem Punkt A' in 23 bewegt wird. Somit wird das εca auf das εct (= εc0) zurückgeführt. Das Ausmaß eines Verzögerungswinkels bei der IVC - Verzögerungskorrektur wird aus dem εma und dem εct (= εc0) berechnet und es nimmt einen größeren Wert an, wenn das Verlagerungsausmaß des εca zu der größeren Seite von dem εc0 groß wird.
Der Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt 0 zu dem Punkt B in 22 verlagert wird (das heißt, in dem das (IVCa, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt B in 23 verlagert wird), ist nachstehend beschrieben. In diesem Fall (das heißt selbst wenn das εca das εcup überschreitet) wird die IVC - Verzögerungskorrektur ausgewählt und ausgeführt wegen des gleichen Grunds wie in dem Fall, in dem das (εca, εma) von dem Punkt O zu dem Punkt A in 22 verlagert wird. Insbesondere wird das (εca, εma)von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 22 bewegt, während das (IVCa, εma) von dem Punkt B zu dem Punkt B' in 22 verlagert wird. Somit wird das εca auf das εct (= εc0) zurückgeführt. Das Ausmaß eines Verzögerungswinkels bei der IVC - Verzögerungskorrektur wird aus dem εma und dem εct (= εc0) berechnet und es nimmt einen größeren Wert ein, wenn das Verlagerungsausmaß des εca zu der größeren Seite von dem εc0 hin groß wird.
24 stellt den Übergang des (IVCa, εma) in einem Fall dar, in dem das εma allmählich zu der größeren Seite von dem εmt (= εm0) verlagert wird. In diesem Fall wird unabhängig davon, ob ein Wert von dem εma und dem εm1 größer ist, nur die IVC - Verzögerungskorrektur während des Prozesses ausgeführt, in dem das εma von dem εma erhöht wird. Daher wird die IVCa von dem IVCO verzögert, wobei das εca auf dem Wert εc0 gehalten wird bei der Erhöhung des εma. In diesem Fall wird die SA - Korrektur nicht ausgeführt, so dass die SA auf der SAt gehalten wird.
Wenn die IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 reduziert, wie vorstehend beschrieben ist. Um die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 1 zu kompensieren, wird die Drehmomenterhöhungskorrektur gleichzeitig mit der IVC - Verzögerungskorrektur ausgeführt.
[Fall, in dem IVCa zu der Vorauseilwinkelseite von IVCt hin verlagert ist (εma stimmt mit εmt überein)]
In diesem Fall kann die εma - Verringerungskorrektur oder die SA - Verzögerungskorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt wird, ist es möglich, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert, wie vorstehend beschrieben ist. Andererseits ist, selbst wenn die SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, es schwierig, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Daher wird gemäß dem Vorstehenden die gleiche Gegenmaßnahme wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (das heißt die gleiche Gegenmaßnahme wie die, die in 7 dargestellt ist) in diesem Fall ausgewählt. In diesem Fall ist, selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen von der εm - Verringerungskorrektur und der SA - Verzögerungskorrektur ausgeführt werden, es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 reduziert. Demgemäß wird die Drehmomenterhöhungskorrektur nicht ausgeführt.
[Fall, in dem εma auf den kleineren Wert als εmt verlagert ist (IVCa stimmt mit IVCt überein)]
In diesem Fall kann die IVC - Vorauseilkorrektur oder die SA - Vorauseilkorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, ist es möglich, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert, da die TA - Verringerungskorrektur gleichzeitig ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist. Im Gegensatz dazu ist, selbst wenn die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, es schwierig, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert. Gemäß dem Vorstehenden wird die gleiche Gegenmaßnahme wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (das heißt die gleiche Gegenmaßnahme wie die, die in 10 dargestellt ist) in diesem Fall ausgewählt. In diesem Fall ist, selbst wenn zumindest eine von beiden Korrekturen der IVC - Vorauseilkorrektur und der SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt werden, es schwierig, dass sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 reduziert. Demgemäß wird die Drehmomenterhöhungskorrektur nicht ausgeführt.
[Fall, in dem IVCa zu der Verzögerungswinkelseite von IVCt hin verlagert ist (εma stimmt mit εmt überein)]
In diesem Fall kann die εm - Erhöhungskorrektur oder SA - Vorauseilkorrektur ausgewählt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn die SA - Korrektur ausgeführt wird, ist es schwierig, dass sich der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert, wie vorstehend beschrieben ist. Im Gegensatz dazu wird, selbst wenn die εm - Erhöhungskorrektur ausgeführt wird, das Expansionsverhältnis direkt erhöht, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, wodurch es einfach ist, den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern. Gemäß dem Vorstehenden wird die gleiche Gegenmaßnahme wie in dem ersten Ausführungsbeispiel (das heißt die gleiche Gegenmaßnahme wie die, die in 13 dargestellt ist) in diesem Fall ausgewählt. Es ist bei diesem Fall anzumerken, dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Verringerung der Zylindereinlassluftmenge wegen der Verlagerung der IVC zu der Verzögerungswinkelseite hin reduziert wird. Um die Reduktion des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 1 zu kompensieren, wird die Drehmomenterhöhungskorrektur gleichzeitig mit der εm - Erhöhungskorrektur ausgeführt.
Die Gegenmaßnahme für jeden der vier Fälle in dem zweiten Ausführungsbeispiel, die „ein Modell, bei dem die Verhinderung der Verschlechterung des Kraftstoffwirkungsgrads eine erste Priorität einnimmt“ auswählt, ist vorstehend beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nachstehend in Bezug auf 25 bis 28 zusammengefasst.
25 korrespondiert zu 14 und stellt die Übergänge des (IVCa, εma) dar, die in 24 und 10 dargestellt sind. Insbesondere stellt 25 den Übergang des (IVCa, εma) dar, wenn das zweite Ausführungsbeispiel in dem Fall angewandt wird, in dem das εma allmählich zu der größeren Seite oder zu der kleineren Seite von dem εmt (= εm0) hin verlagert wird.
26 korrespondiert zu 14 und stellt die Übergänge des (IVCa, εma) dar, die in 7 und 13 dargestellt sind. Insbesondere stellt 26 den Übergang des (IVCa, εma) dar, wenn das zweite Ausführungsbeispiel in dem Fall angewandt wird, in dem die IVCa allmählich zu der Verzögerungswinkelseite oder zu der Vorauseilwinkelseite von dem IVCt (= IVCO) hin verlagert wird. In diesem Fall sind die Übergänge des (IVCa, εma) in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel vollständig gleich.
27 stellt das Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß Δεm des εma (= εma - εm0) und dem Korrekturausmaß (nur das Ausmaß des Vorauseilwinkels) der SA von der SAt in einem Fall dar, in dem die SA - Korrektur in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wenn das εma von dem εm0 verlagert wird, um innerhalb des Bereichs von εm2 bis εm0 zu fallen (siehe 25).
28 stellt das Verhältnis zwischen dem Verlagerungsausmaß ΔIVC der IVCa (= IVCa - IVCO) und dem Korrekturausmaß (nur das Ausmaß des Verzögerungswinkels) der SA von der SAt in einem Fall dar, in dem die SA - Korrektur in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wenn die IVCa von dem IVCO verlagert wird, um innerhalb des Bereichs von IVC1 bis IVCO zu fallen (siehe 26).
29 korrespondiert zu 19 und stellt den Prozessablauf dar, wenn die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass in dem zweiten Ausführungsbeispiel Schritte 2905 und 2910 an Stelle von den Schritten 1930, 1935 und 1940 in 19 vorgesehen sind und dass ein Schritt 2915 nach dem Schritt 1990 vorgesehen ist. Die ausführliche Beschreibung der anderen Prozesse ist nachstehend weggelassen.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist vorstehend beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das zweite Ausführungsbeispiel beschränkt und verschiedene Modifikationen sind möglich, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn das εma kleiner ist als das εm2 (das heißt, wenn das εca kleiner ist als das εclow), in einem Fall, in dem das εma auf den kleineren Wert als das εmt (= εm0) verlagert wird, die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt zusätzlich zu der SA - Vorauseilkorrektur, um das εca derart zu steuern, dass es mit dem εclow übereinstimmt, wie in 15 dargestellt ist. Andererseits kann, wenn das εma kleiner ist als das εm2 (das heißt wenn das εca kleiner ist als das εclow), die IVC - Vorauseilkorrektur ausgeführt werden, ohne dass die SA - Vorauseilkorrektur ausgeführt wird, um das εca derart zu steuern, um mit dem εct (= εc0) übereinzustimmen, wie in 30 dargestellt ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie in 26 dargestellt ist, wenn die IVCa auf der Seite der Vorauseilwinkelseite (das heißt, wenn das εca größer ist als das εcup) in einem Fall liegt, in dem die IVCa zu der Vorauseilseite von der IVCt (= IVCO) hin verlagert wird, die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt, zusätzlich zu der SA - Verzögerungskorrektur, um das εca derart zu steuern, um mit dem εcup übereinzustimmen. Andererseits kann, wie in 31 dargestellt ist, wenn die IVCa auf der Seite der Vorauseilwinkelseite (das heißt wenn das εca größer ist als das εcup) in einem Fall liegt, in dem die IVCa zu der Vorauseilseite von der IVC1 hin verlagert wird, die εm - Verringerungskorrektur ausgeführt werden, ohne dass die SA - Korrektur ausgeführt wird, um das εca derart zu steuern, dass es mit dem εct (= εc0) übereinstimmt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Verlagerung der IVCa zu der Verzögerungswinkelseite hin reduziert wird, das Ausgangsdrehmoment des Motors 3 erhöht, um die Drehmomenterhöhungskorrektur zu erreichen. Andererseits kann, wenn das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Verlagerung der IVCa zu der Verzögerungswinkelseite hin reduziert wird, das Drehzahlreduktionsverhältnis des Getriebes (insbesondere eines kontinuierlich variablen Getriebes), das in einem Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine 1 montiert ist, das daran montiert ist, erhöht werden und kann die Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 1 erhöht werden, um die Drehmomenterhöhungskorrektur zu erreichen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn die SA - Korrektur ausgeführt wird, die SA derart bestimm, dass sie die Zeiteinstellung ist, die von der SAt, die aus einer Kombination von Mct und NE durch eine Kennfeldsuche festgestellt wird, um ein Korrekturausmaß ΔSA korrigiert ist, das von dem Δεm oder der ΔIVC (siehe 16, 17, 27 und 28) durch eine Kennfeldsuche festgestellt wird. Andererseits kann, wenn die SA - Korrektur ausgeführt wird, die SA derart bestimmt werden, dass sie die Zeiteinstellung ist, die durch eine Kennfeldsuche von Mct, NE, Δεm und ΔIVC festgestellt wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Kreisprozess mit Ultrahochexpansion angewandt, wobei die IVC auf der Verzögerungswinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt festgelegt ist. Andererseits kann die IVC auf die Zeiteinstellung festgelegt werden (das heißt auf der Vorauseilwinkelseite von dem unteren Einlasstotpunkt), die symmetrisch in Bezug auf den unteren Einlasstotpunkt ist. In diesem Fall wird der „IVC - Verzögerungswinkel“ durch den „IVC - Vorauseilwinkel“ ersetzt und wird der „IVC - Vorauseilwinkel“ durch den „IVC - Verzögerungswinkel“ in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel ersetzt, wodurch der Betrieb und der Effekt, die gleich sind wie jene in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel, erreicht werden können.
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind das εcup und das εclow jeweils auf den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert festgelegt, durch die der geeignete Verbrennungszustand fortgesetzt werden kann, selbst wenn die SA - Korrektur ausgeführt wird. Andererseits können das εcup und das εclow derart festgelegt sein, dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 stark erhöht wird oder der Kraftstoffwirkungsgrad (der thermische Wirkungsgrad) stark verbessert ist, in einem Fall, in dem „die SA - Korrektur ausgeführt wird, wobei die Verlagerung εca von dem εct gehalten wird“ als in dem Fall, in dem „die IVC - Korrektur oder die εm - Korrektur ausgeführt wird, um das εca auf das εct zurückzuführen“ solange das εca innerhalb des Bereichs von εclow bis εcup fällt.
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird es in dem Schritt 1915 in 19 durch die Bestimmung, ob das „εca von dem εct abweicht oder nicht“ bestimmt, ob die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur erforderlich sind oder nicht. Andererseits kann es durch die Bestimmung, ob „die IVCa von der IVCt abweicht oder nicht oder das εma von dem εmt abweicht oder nicht“ bestimmt werden, ob die IVC - Korrektur, die εm - Korrektur und die SA - Korrektur erforderlich sind oder nicht.
Der Gegenstand, bei dem die vorliegende Erfindung abgewandt wird, ist nicht auf ein Fahrzeug beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch bei einer Ottomaschine, Dieselmaschine, Methanolmaschine, Bioethanolmaschine und Maschinen anderer optionaler Bauarten anwendbar. Die Anzahl der Zylinder, das Zylinderanordnungssystem (Reihenbauart, V-Bauart, Boxerbauart) und das Kraftstoffeinspritzsystem (Anschlusseinspritzung, Direkteinspritzung) sind nicht spezifisch beschränkt.
Des Weiteren ist der Aufbau der Brennkraftmaschine 1 einschließlich des Mechanismus für das variable Verdichtungsverhältnis 14 nicht auf einen der vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zum Beispiel kann die Erfindung vorteilhaft angewandt werden, wenn die Brennkraftmaschine 1 derart gestaltet ist, dass eine Verbindungstange 132 eine Mehrfachgelenkstruktur hat, und das mechanische Verdichtungsverhältnis durch Ändern des Biegezustands der Verbindungstange 132 verändert wird (siehe JP 2004-156541 A ).

Claims

Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125), der eine Schließzeiteinstellung (IVC) eines Einlassventils (123) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm), der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, und einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer (CC) der Brennkraftmaschine (1) zündet, wobei das Steuerungsgerät (2) Folgendes aufweist: eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Einlassventilschließzeiteinstellung (IVC), einen Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) und eine Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) bestimmt; und eine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125) und den Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) mit der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) mit dem Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis (εc) der Brennkraftmaschine (1) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert (εca) zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung (SA) mit der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) übereinstimmt, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc), das von der tatsächlichen Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und dem tatsächlichen Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, von dem Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) verlagert ist, das durch die Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und den Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, und der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert (εclow) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert (εcup) fällt, die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) verschieden ist, um nicht die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zu sein, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) größer ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm), die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung an einer Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung (SA) an einer Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die näher an einem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εa) größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εa) derart zu steuern, dass dieser nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) an einer Seite liegt, die näher an einem unteren Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) auf einen Wert gesteuert wird, der kleiner als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) ist, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) derart zu steuern, dass er nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) kleiner ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm), die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung an einer Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die näher an dem unteren Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeitstellung (IVC) liegt, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) kleiner ist als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) derart zu steuern, dass er nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) an einer Seite liegt, die näher an einem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) derart gesteuert wird, um ein Wert größer als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) zu sein, um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) auf den Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) zu steuern, unabhängig davon, ob der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist oder größer ist.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125), der eine Schließzeiteinstellung (IVC) eines Einlassventils (123) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm), der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, und einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer (CC) der Brennkraftmaschine (1) zündet, wobei das Steuerungsgerät (2) Folgendes aufweist: eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Einlassventilschließzeiteinstellung (IVC), einen Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) und eine Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) bestimmt; und eine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125) und den Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) mit der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) mit dem Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis (εc) der Brennkraftmaschine (1) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert (εca) zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung (SA) mit der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) übereinstimmt, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc), das von der tatsächlichen Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und dem tatsächlichen Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, von dem Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) verlagert ist, das durch die Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) und den Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) erhalten wird, und der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert (εclow) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert (εcup) fällt, die Zündzeiteinstellung (SA) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) verschieden ist, um nicht die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zu sein, wobei das Steuerungsgerät (2) des Weiteren eine Leistungskompensationseinheit aufweist, die eine Reduktion einer Leistung der Brennkraftmaschine (1) kompensiert, die durch eine Verlagerung der tatsächlichen Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) zu der Seite hin verursacht wird, die näher an dem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) größer ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm), die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die näher an dem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) auf den Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) zu steuern, unabhängig davon, ob der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist oder kleiner ist, und die Steuerungseinheit gestaltet ist, um die Leistungskompensationseinheit zu betätigen.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) an einer Seite liegt, die näher an einem unteren Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Verzögerungswinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) auf einen Wert gesteuert wird, der kleiner als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) ist, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (εcup), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) derart zu steuern, dass er nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist (εcup).
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) kleiner als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) ist, die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an einer Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) in einem Fall gesteuert wird, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist, während die Zündzeiteinstellung (SA) auf die Zeiteinstellung an der Vorauseilwinkelseite von der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) oder auf die Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) gesteuert wird und die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung gesteuert wird, die näher an dem unteren Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, in einem Fall, in dem der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) kleiner ist als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow), um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) derart zu steuern, dass er nicht kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Steuerungseinheit derart gestaltet ist, dass, wenn die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) an einer Seite liegt, die näher an einem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) gesteuert wird, um ein Wert zu sein, der größer als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) ist, um den tatsächlichen Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) auf den Referenzwert (εct) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) zu steuern, unabhängig davon, ob der tatsächliche Wert (εca) des tatsächlichen Verdichtungsverhältnisses (εc) der vorbestimmte untere Grenzwert (εclow) ist oder größer ist, und die Steuerungseinheit gestaltet ist, um die Leistungskompensationseinheit zu betätigen.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125), der eine Schließzeiteinstellung (IVC) eines Einlassventils (123) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm), der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, und einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer (CC) der Brennkraftmaschine (1) zündet, wobei das Steuerungsgerät (2) Folgendes aufweist: eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Einlassventilschließzeiteinstellung (IVC), einen Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) und eine Referenzzeiteinstellung (Sat) der Zündzeiteinstellung (SA) zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) bestimmt; und eine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125) und den Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) mit der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) mit dem Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis (εc) der Brennkraftmaschine (1) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert (εca) zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung (SA) mit der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) übereinstimmt, wobei die Steuerungseinheit gestaltet ist, um den tatsächlichen Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) auf einen Wert zu steuern, der größer ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm), wenn die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Seite hin verlagert wird, die näher an einem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt.
Steuerungsgerät (2) einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125), der eine Schließzeiteinstellung (IVC) eines Einlassventils (123) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm), der ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) der Brennkraftmaschine (1) einstellt, einem Zündmechanismus, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer (CC) der Brennkraftmaschine (1) zündet, und einer Leistungskompensationseinheit, die eine Reduktion einer Leistung der Brennkraftmaschine (1) kompensiert, die durch eine Verlagerung der tatsächlichen Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) zu einer Seite hin verursacht wird, die näher an einem oberen Totpunkt liegt, wobei das Steuerungsgerät (2) Folgendes aufweist: eine Referenzzustandsbestimmungseinheit, die eine Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Einlassventilschließzeiteinstellung (IVC), einen Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) und eine Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) bestimmt; und eine Steuerungseinheit, die entsprechend den Ventilschließzeiteinstellungseinstellmechanismus (125) und den Einstellmechanismus (14) für ein mechanisches Verdichtungsverhältnis (εm) steuert, um es zu ermöglichen, dass eine tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) mit der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) übereinstimmen, und um es zu ermöglichen, dass ein tatsächlicher Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) mit dem Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) übereinstimmt, um das tatsächliche Verdichtungsverhältnis (εc) der Brennkraftmaschine (1) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert (εca) zu steuern, und die Steuerungseinheit auch den Zündmechanismus steuert, um es zu ermöglichen, dass die Zündzeiteinstellung (SA) mit der Referenzzeiteinstellung (SAt) der Zündzeiteinstellung (SA) übereinstimmt, wobei die Steuerungseinheit gestaltet ist, um die tatsächliche Zeiteinstellung (IVCa) der Schließzeiteinstellung (IVC) des Einlassventils (123) auf eine Zeiteinstellung an einer Seite zu steuern, die näher an dem oberen Totpunkt von der Referenzzeiteinstellung (IVCt) der Schließzeiteinstellung (IVC) liegt, und um ein Betätigen der Leistungskompensationseinheit zu steuern, wenn der tatsächliche Wert (εma) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm) größer ist als der Referenzwert (εmt) des mechanischen Verdichtungsverhältnisses (εm).