DE69832130T2 - Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und ein diesbezügliches Steuersystem, welches in der Lage ist, zwischen sich im Zündzeitpunkt unterscheidenden Verbrennungsmodi, wie z.B. einem Modus der homogenen Ladungsverbrennung und einem Modus der geschichteten Ladungsverbrennung umzuschalten, während unter Verwendung verschiedener entsprechend der Verbrennungsmodi manipulierter Variablen eine schnelle Drehmomentkorrektur durchgeführt wird.
  • Um eine stabile Leerlaufdrehzahl, einen Lastausgleich und ein Drehmoment so zu steuern dass verschiedene Anforderungen während des Fahrbetriebes eingehalten werden, war es bislang üblich, die Korrektur des Drehmomentes unter Verwendung manipulierter Variablen durchzuführen, welche schneller ansprechen als die Einlassluftmenge. Eine derartige Korrektur des Drehmomentes wird hier als "schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes" bezeichnet.
  • Andererseits haben in den letzten Jahren direkteinspritzende Brennkraftmaschinen mit Funkenzündung an öffentlichem Interesse gewonnen. Üblicherweise arbeitet ein derartiger Motor mit einem Umschalten zwischen zwei Verbrennungsmodi entsprechend einer Motorbetriebsbedingung, genauer gesagt zwischen einem homogenen Ladungsverbrennungsmodus, bei welchem der Kraftstoff während des Einlasstaktes eingespritzt und in einer Brennkammer gespeichert wird, um dort ein homogenes Gemisch zu bilden, und einem geschichteten Ladungsverbrennungsmodus, bei welchem der Kraftstoff während des Verdichtungstaktes eingespritzt wird, um dort ein geschichtetes Ladungsgemisch zu bilden, welches um eine Zündkerze konzentriert ist, wie in JP 59-37236 offengelegt ist.
  • In einer derartigen direkteinspritzenden Brennkraftmaschine mit Funkenzündung kann die oben beschriebene schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes durchgeführt werden, indem zumindest entweder der Zündzeitpunkt während der homogenen Ladungsverbrennung oder das Äquivalenzverhältnis während der geschichteten Ladungsverbrennung als manipulierte Variable(n) verwendet werden. Die Berechnung der manipulierten Variable wird durchgeführt, indem diese mit dem Kurbelwinkel (Ref Job) synchronisiert wird. Die Berechnung der Feststellung einer Anforderung des Verbrennungsmodus' wird durchgeführt, indem diese mit einem Intervall synchronisiert wird (z.B. 10 ms). Dies liegt darin begründet, dass im ersteren Fall die Leerlaufdrehzahl auf der Grundlage eines Zeitintervalls zwischen den Ref-Signalen erfasst wird, so dass sich die Berechnung im Zündzeitpunkt unmittelbar nach der Erfassung der Kraftstoff-Einspritzmenge während der geschichteten Ladungsverbrennung wiederspiegelt. Im letzteren Fall verursacht die mit dem Kurbelwinkel synchronisiert ablaufende Berechnung einen hohen Berechnungsaufwand. Wenn jedoch das Winkelintervall für die Winkelsynchronisation erweitert wird um den Berechnungsaufwand zu verringern, wird das Intervall für die Entscheidung über ein Umschalten des Verbrennungsmodus' derart groß, dass es ein schnelles Umschalten des Verbrennungsmodus' unmöglich ist.
  • So wird z.B. ein Verbrennungsmodus auf der Grundlage eines Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR angefordert, das in einem Intervall von 10 ms berechnet wird, und durch Ref Job wird zu diesem Zeitpunkt eine manipulierte Variable (Zündzeitpunkt bzw. Äquivalenzverhältnis) für die schnell reagierende Drehmomentkorrektur auf der Grundlage des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR angefordert.
  • In einem derartigen Anforderungssystem für eine manipulierte Variable zur Korrektur des Drehmomentes, im Falle eines Umschaltens von dem Modus der geschichteten Ladungsverbrennung in den Modus der homogenen Ladungsverbrennung und wenn das Flag FSTRR während der homogenen Ladungsverbrennung eines bestimmten Zylinders (Zylinder Nr. 3 in 26) zwischen dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt und dem Ausgabezeitpunkt des Ref-Signals umgeschaltet wird, so ist der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. 3 jedoch bereits vorüber, so dass im Zylinder Nr. 3 eine geschichtete Ladungsverbrennung durchgeführt werden muss. Daher beginnt das Umschalten in einen Modus der homogenen Ladungsverbrennung mit Zylinder Nr. 4. Zum Zeitpunkt der Erzeugung des Ref-Signals für Zylinder Nr. 3 ist das Flag (FSTRR) jedoch bereits auf die Anforderung für einen homogenen Verbrennungsmodus gesetzt, so dass die schnell reagierende Variable bereits vom Äquivalenzverhältnis auf den Zündzeitpunkt umgeschaltet ist. In Folge dessen wird der Zündzeitpunkt korrigiert, obgleich tatsächlich die geschichtete Ladungsverbrennung ausgeführt wird, was eine Verschlechterung der Verbrennung und im schlimmsten Fall eine mögliche Fehlzündung zur Folge hat.
  • Des weiteren wird, im Falle eines Umschaltens von einem Modus der homogenen Ladungsverbrennung in einen Modus der geschichteten Ladungsverbrennung und wenn das Flag FSTRR umgeschaltet wurde, nachdem die Kraftstoffeinspritzung für die homogene Verbrennung in einem bestimmten Zylinder (z.B. Zylinder Nr. 1 in 27) erfolgt ist und bevor sich das Ref-Signal für diesen Zylinder erhöht, wird im Zylinder Nr. 1 eine homogene Ladungsverbrennung ausgeführt, da die Kraftstoffeinspritzung für die homogene Ladungsverbrennung bereits abgeschlossen ist. Da jedoch das Flag FSTRR zum Zeitpunkt der Erzeugung des Ref-Signals für Zylinder Nr. 1 bereits auf die Anforderung eines geschichteten Ladungsverbrennungsmodus' umgeschaltet wurde, wird die schnell reagierende Variable vom Zündzeitpunkt auf das Äquivalenzverhältnis umgeschaltet. In diesem Fall wird keine Korrektur mittels Äquivalenzverhältnis durchgeführt, da die Kraftstoffeinspritzung bereits abgeschlossen ist. In Folge dessen wirkt sich die schnell reagierende Drehmomentkorrektur nicht auf die Verbrennung im Zylinder Nr. 1 aus.
  • Bei der schnell reagierende Drehmomentkorrektur ergibt sich wie folgt ein weiteres Problem. Wird während der Ausführung der schnell reagierenden Drehmomentkorrektur unter Verwendung des Äquivalenzverhältnisses zum Zeitpunkt der geschichteten Ladungsverbrennung ein Verbrennungsmodus von einem geschichteten Ladungsverbrennungsmodus auf einen homogenen Ladungsverbrennungsmodus umgeschaltet, wird ein Teil der mittels Äquivalenzverhältnis ausgeführten Korrektur unter Verwendung des Zündzeitpunktes in einen Korrekturwert umgewandelt, um die Korrektur mittels Zündzeitpunkt auszuführen. In dieser Hinsicht ist es aus Gründen der Kapazität des Festwertspeichers (ROM) unmöglich, die Übersetzungstabellen für das Äquivalenzverhältnis/den Zündzeitpunkt für eine Anzahl an Betriebsbedingungen zu erstellen. Wird die Anzahl der Tabellen aus oben genannten Gründen beträchtlich reduziert, um die Kapazität des Festwertspeichers (ROM) zu vermindern oder wird ein arithmetischer Ausdruck verwendet, um diese Umwandlung vorzunehmen, verringert sich die Genauigkeit der Drehmomentsteuerung zum Zeitpunkt der Umwandlung zwischen Äquivalenzverhältnis und Zündzeitpunkt.
  • 25 zeigt beispielhaft eine Übersetzungstabelle für einen Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor und eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge. Diese Tabelle wurde unter Verwendung einer in 8 dargestellten Übersetzungstabelle für einen Drehmoment-Korrekturfaktor und einen Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor sowie einer in 9 dargestellten Übersetzungstabelle für einen Drehmoment-Korrekturfaktor und eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge erstellt. In der in 25 dargestellten Tabelle kann ein tatsächliche Kennlinie, die durch eine Strichlinienkurve gezeigt wird, von der durch eine durchgehende Linie dargestellten Kurve abweichen.
  • Aus diesem Grund sind eine Abweichung des Drehmoment-Korrekturfaktors, erhalten unter Verwendung des Äquivalenzverhältnisses zum Zeitpunkt der geschichteten Ladungsverbrennung, und eine Abweichung des Drehmoment-Korrekturfaktors, erhalten unter Verwendung des Zündzeitpunktes anstelle des Äquivalenzverhältnisses nach dem Umschalten auf einen als Drehmomentwert betrachteten homogenen Ladungsverbrennungsmodus, nicht durchgängig aufeinanderfolgend und verursachen somit möglicherweise einen sprunghaften Anstieg oder starken Abfall bei der Veränderung des Drehmomentes wenn eine manipulierte Variable vom Äquivalenzverhältnis auf den Zündzeitpunkt umgeschaltet wird.
  • Im nicht vorab veröffentlichten Dokument EP 0 887 533 A2 wird eine Steuervorrichtung für die Korrektur des Motordrehmomentes auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen offengelegt, wobei das Drehmoment während der homogenen Ladungsverbrennung durch die Steuerung des Zündzeitpunktes korrigiert wird und das Drehmoment während der geschichteten Ladungsverbrennung durch die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert wird. Hierbei wurde die Korrektur des Drehmomentes ungeachtet des Verbrennungsmodus' der Zylinder ausgeführt.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Brennkraftmaschine, welche in der Lage ist, manipulierte Variablen zur Korrektur des Drehmomentes als Reaktion auf die Umschaltung der Ist-Verbrennungsmodi umzuschalten.
  • Entsprechend eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel mittels einer Brennkraftmaschine bzw. eines Steuerverfahrens für eine Brennkraftmaschine mit den im unabhängigen Anspruch 1 bzw. im Anspruch 21 bezeichneten Merkmalen gelöst.
  • Entsprechend des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird in einem Zylinder nach der Anforderung eines Verbrennungsmodus' übergangsweise der gleiche Verbrennungsmodus aufrechterhalten wie vor der Anforderung, das Umschalten des Ist-Verbrennungsmodus beginnt erst mit dem Zylinder, welcher tatsächlich in der Lage ist, die Verbrennung entsprechend des angeforderten Verbrennungsmodus auszuführen.
  • In dieser Hinsicht wird bei der Erzeugung einer Anforderung zum Umschalten des Verbrennungsmodus' unter der Bedingung der Ausführung der Drehmomentkorrektur entsprechend eines Motorbetriebszustandes ein Zylinder, in dem die Verbrennung unmittelbar nach der Anforderung entsprechend des vor der Anforderung geltenden Verbrennungsmodus' ausgeführt wird, einer Drehmomentkorrektur unterzogen, indem eine manipulierte Variable entsprechend des vor der Anforderung gültigen Verbrennungsmodus' verwendet wird. Anschließend wird der Zylinder einer Drehmomentkorrektur unterzogen, indem eine manipulierte Variable entsprechend des nach der Anforderung gültigen Verbrennungsmodus' verwendet wird, die bei dem Zylinder beginnt, welcher die Verbrennung durchführt, auf welche entsprechend des Verbrennungsmodus' nach der Anforderung umgeschaltet wird.
  • Dementsprechend ist es möglich, die Drehmomentkorrektur entsprechend eines Ist-Verbrennungsmodus' zu erreichen, und daher kann eine angemessene Drehmomentkorrektur vorgenommen werden, um einen guten Fahrzustand aufrechtzuerhalten.
  • Entsprechend eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird oben benanntes Ziel weiterhin mittels eines Steuersystems bzw. eines Steuerverfahrens mit den im unabhängigen Anspruch 12 bzw. im unabhängigen Anspruch 13 bzw. im Anspruch 22 bezeichneten Merkmalen gelöst.
  • Hinsichtlich des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung werden folgende Effekte erzielt.
  • Wird eine andere manipulierte Variable für die Drehmomentkorrektur verwendet, wird möglicherweise eine Abweichung der Korrekturmenge für die gleiche Drehmomentkorrekturarbeit verursacht. Dementsprechend kann möglicherweise bei der Umschaltung der manipulierten Variable zur Drehmomentkorrektur als Reaktion auf die Umschaltung des Verbrennungsmodus' während der Ausführung der Drehmomentkorrektur ein sprunghafter Anstieg bzw. ein starkes Abfallen in der Drehmomentabweichung verursacht werden. Dementsprechend ist es in einem solchen Fall wünschenswert, die Umschaltung der manipulierten Variable bis zum Beenden des Vorganges der Drehmomentkorrektur aufzuschieben, selbst wenn der Verbrennungsmodus umgeschaltet wird. Ist es jedoch tatsächlich unmöglich, die Drehmomentkorrektur nach dem Umschalten des Verbrennungsmodus' vom Standpunkt der Verbrennungscharakteristik o.ä. unter Verwendung der manipulierten Variable zur Drehmomentkorrektur vor dem Umschalten des Verbrennungsmodus' auszuführen, muss die manipulierte Variable als Reaktion auf die Umschaltung des Verbrennungsmodus' umgestellt werden.
  • Gegenüber der Tatsache, dass der zweite Verbrennungsmodus, z.B. der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus, lediglich über eine beschränkte Anzahl an manipulierten Variablen zur Drehmomentkorrektur verfügt, kann der erste Verbrennungsmodus, z.B. der homogene Ladungsverbrennungsmodus, zusätzlich zur wünschenswertesten manipulierten Variable zur Drehmomentkorrektur, die manipulierten Variablen zur Drehmomentkorrektur im zweiten Verbrennungsmodus nutzen. Somit kann ein sprunghafter Anstieg bzw. ein starker Abfall der Drehmomentabweichung verweden werden, wenn das Umschalten auf den ersten Verbrennungsmodus während der Ausführung der Drehmomentkorrektur zur Zeit des zweiten Verbrennungsmodus angefordert wird, indem die Drehmomentkorrektur unter Verwendung der manipulierten Variable zur Drehmomentkorrektur im zweiten Verbrennungsmodus ausgeführt wird, bis die gerade durchgeführte Drehmomentkorrektur beendet ist.
  • Wenn während der Ausführung der Drehmomentkorrektur das Umschalten auf den zweiten Verbrennungsmodus angefordert wird, kann andererseits das Umschalten des Verbrennungsmodus' ohne solche Probleme wie z.B. verschlechterte Verbrennungseigenschaften erreicht werden, indem die manipulierte Variable auf eine Variable zur Korrektur im zweiten Verbrennungsmodus zeitgleich zum Umschalten des Verbrennungsmodus umgeschaltet wird.
  • Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Verhinderung eines sprunghaften Anstieges bzw. starken Abfalls in der Drehmomentabweichung, selbst wenn während der Ausführung der Drehmomentkorrektur eine Anforderung zum Umschalten des Verbrennungsmodus' auftritt.
  • Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf verschiedene Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genauer erläutert.
  • 1 ist ein Blockdiagramm der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine schematisches Darstellung einer Brennkraftmaschine, auf welche diese Erfindung angewendet wird.
  • 3 ist ein Flussdiagramm einer Routine zur Berechnung einer Kraftstoff-Einspritzmenge zur Verwendung im Steuersystem des ersten Ausführungsbeispiels.
  • 4 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung an jedem Zylinder ausgeführten Routine zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 5 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Ausgabe des Ref-Signals an jedem Zylinder ausgeführten Routine zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 6 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der geschichteten Ladungsverbrennung in jedem Zylinder ausgeführten Routine zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 7 ist ein Flussdiagramm einer für jeden Zylinder ausgeführten Routine der Steuerung des Zündzeitpunktes zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 8 ist eine graphische Darstellung einer Übersetzungstabelle für einen Faktor der Drehmomentkorrektur und einen Faktor zur Korrektur des Äquivalenzverhältnisses zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 9 ist eine graphische Darstellung einer Übersetzungstabelle für einen Drehmoment-Korrekturfaktor und eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der geschichteten Ladungsverbrennung zur homogenen Ladungsverbrennung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 11 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der homogenen Ladungsverbrennung zur geschichteten Ladungsverbrennung im ersten Ausführungsbeispiel.
  • 12 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung bei jedem Zylinder ausgeführten Steuerroutine entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Ausgabe eines Ref-Signals bei jedem Zylinder ausgeführten Steuerroutine zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung bei jedem Zylinder ausgeführten Steuerroutine zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der geschichteten Ladungsverbrennung bei jedem Zylinder ausgeführten Steuerroutine zur Verwendung im vierten Ausführungsbeispiel.
  • 16 ist ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, ausgeführt bei der Anforderung des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von geschichteter zu homogener Ladungsverbrennung zur Verwendung im vierten Ausführungsbeispiel.
  • 17 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Definition eines ersten festgelegten Kurbelwinkels und eines zweiten festgelegten Kurbelwinkels zur Verwendung im vierten Ausführungsbeispiel.
  • 18 ist ein Flussdiagramm einer zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung bei jedem Zylinder ausgeführten Steuerroutine zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 19 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine entsprechend des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 20 ist ein Flussdiagramm einer Routine zur Drehmomentkorrektur zur Verwendung im Steuersystem des sechsten Ausführungsbeispiels.
  • 21 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der geschichteten Ladungsverbrennung zur homogenen Ladungsverbrennung im sechsten Ausführungsbeispiel.
  • 22 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der homogenen Ladungsverbrennung zur geschichteten Ladungsverbrennung im sechsten Ausführungsbeispiel.
  • 23 ist ein Flussdiagramm einer Routine zur Drehmomentkorrektur zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des siebenten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 24 ist ein Flussdiagramm einer Routine zur Drehmomentkorrektur zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 25 ist eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Übersetzungstabelle für einen Korrekturfaktor für ein Äquivalenzverhältnis und einen Zündzeitpunkt.
  • 26 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der geschichteten Ladungsverbrennung zur homogenen Ladungsverbrennung, in dem ein von dieser Erfindung zu lösendes Problem gezeigt ist.
  • 27 ist ein Zeitdiagramm einer Steuerung der Drehmomentkorrektur zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Verbrennungsmodus' von der homogenen Ladungsverbrennung zur geschichteten Ladungsverbrennung, in dem ein von dieser Erfindung zu lösendes Problem gezeigt ist.
  • 1 stellt ein Steuersystem gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar. In einer Brennkraftmaschine mit Verbrennungsmodus-Umschaltmitteln zum Umschalten zwischen einem ersten und einem zweiten Verbrennungsmodus, wobei der zweite Verbrennungsmodus einen späteren Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt hat als der erste Verbrennungsmodus, und mit Drehmomentkorrektur-Mitteln zur Ausführung einer Drehmomentkorrektur, welche entsprechend einer Motorbetriebsbedingung angefordert wird, unter Verwendung verschiedener manipulierter Variablen im jeweiligen ersten und zweiten Verbrennungsmodus, umfasst das Steuersystem Verbrennungsmodus-Anforderungsmittel zur Anforderung des ersten oder zweiten Verbrennungsmodus' entsprechend einer Motorbetriebsbedingung, Verbrennungsmodus- Feststellungsmittel zur Feststellung des tatsächlichen Verbrennungsmodus' jedes Zylinders auf der Grundlage eines von den Verbrennungsmodus-Anforderungsmitteln angeforderten Verbrennungsmodus' und eines Zeitpunkts, zu welchem ein Verbrennungsmodus wie angefordert umgeschaltet wird, und Manipulierte-Variable-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer manipulierten Variablen zur Drehmomentkorrektur entsprechend eines Verbrennungsmodus', der von den Verbrennungsmodus-Feststellungsmitteln festgestellt wird.
  • 2 stellt eine Brennkraftmaschine dar, in welcher das Steuersystem der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, wird Luft von einem Luftfilter durch einen Einlasskanal 3 und unter Steuerung eines elektronisch gesteuerten Drosselventils 4 in eine Brennkammer jedes Zylinders einer in einem Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine 1 geleitet. Das elektronisch gesteuerte Drosselventil 4 wird von einem Schrittmotor o.ä. gesteuert, der in Übereinstimmung mit einem Signal aus der Steuereinheit 20 betrieben wird, um dessen Öffnung zu variieren.
  • Ein elektromagnetisches Einspritzventil (Einspritzer) 5 spritzt den Kraftstoff (Benzin) direkt in die Brennkammer ein. Das Kraftstoff-Einspritzventil 5 öffnet sich und spritzt Kraftstoff ein, dessen Druck auf einen vorbestimmten Wert geregelt wird, wenn dessen Magnet während des Einlasstaktes oder Verdichtungstaktes in zeitlicher Abstimmung mit dem laufenden Motor als Reaktion auf ein von der Steuereinheit 20 erzeugtes Einspritz-Impulssignal mit Spannung versorgt wird. Der eingespritzte Kraftstoff verteilt sich bei der Einspritzung während des Einlasstaktes über die Innenfläche der Brennkammer und bildet ein homogenes Gemisch. Bei der Einspritzung während des Verdichtungstaktes bildet der eingespritzte Kraftstoff ein geschichtetes Ladungsgemisch, welches sich um die Zündkerze 6 herum konzentriert. Gemäß eines Zündsignals von der Steuereinheit 20 wird der eingespritzte Kraftstoff zur Verbrennung gezündet (d.h. die homogene Ladungsverbrennung oder die geschichtete Ladungsverbrennung wird durchgeführt). In der Zwischenzeit können die Verbrennungsmodi im Zusammenhang mit der Luft-/Kraftstoff Verhältnissteuerung unterteilt werden in einen homogen-stöchiometrischen Verbrennungsmodus, einen homogen-mageren Verbrennungsmodus (Luft-/Kraftstoffverhältnis von 20: 1 bis 30 : 1) und in einen geschichtet-mageren Verbrennungsmodus (Luft-/Kraftstoffverhältnis von ungefähr 40 : 1).
  • Das Abgas aus dem Motor 1 wird über einen Abgaskanal 7 ausgestoßen, in welchem sich ein Katalysator 8 zur Abgasreinigung befindet.
  • Die Steuereinheit 20 verfügt über einen Mikrocomputer, welcher einen Prozessor (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Schreib-und Lesespeicher (RAM), einen A/D-Wandler und eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle etc. umfasst. Signale von den verschiedenen Sensoren werden an die Steuereinheit 20 geleitet.
  • Diese Sensoren sind die Kurbelwinkelsensoren 21 und 22 zur Erfassung einer Rotation einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle. Die Kurbelwinkelsensoren 21 und 22 erzeugen Referenzsignale REF bei jedem Kurbelwinkel von 720°/n, wobei n die Anzahl der Zylinder des Motors 1 ist, und wenn die Kurbelwelle und Nockenwelle eine vorbestimmte Kurbelwinkelstellung einnehmen (eine vorbestimmte Kurbelwinkelstellung vor einem oberen Verdichtungs-Totpunkt in jedem Zylinder), während sie bei jedem Kurbelwinkel von 1~2° ein Impulssignal POS erzeugen, wobei die Motordrehzahl Ne unter Verwendung des Referenzsignals REF berechnet werden kann.
  • Des weiteren gibt es einen Luftdurchflussmesser 23 am Lufteinlasskanal 3 vor dem Drosselventil 4 zur Erfassung einer Einlassluftmenge Qa, einen Beschleunigersensor 24 zur Erfassung einer Beschleunigeröffnung (der Betrag des Niederdrückens des Beschleunigerpedals), einen Drosselklappensensor 25 zur Erfassung einer Öffnung TVO eines Drosselventils 4 (einschließlich eines Leerlaufschalters, der auf EIN geschaltet wird, wenn das Drosselventil 4 vollständig geschlossen wird), einen Kühlmitteltemperatursensor 26 zur Erfassung einer Kühlmitteltemperatur Tw des Motors 1, einen Sauerstoffsensor 27 zur Erzeugung eines Signals entsprechend eines Abgas-Luft-/Kraftstoffverhältnisses (d.h. fetter/magerer Zustand des Abgases) am Abgaskanal 7 und einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 28 zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit VSP.
  • In diesem Beispiel empfängt die Steuereinheit 20 Signale von oben benannten verschiedenen Sensoren und führt mit Hilfe des eingebauten Mikrocomputers einen vorbestimmten Berechnungsvorgang aus, wobei die Öffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils 4, die Kraftstoff-Einspritzmenge und der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt des Kraftstoff-Einspritzventils 5 sowie der Zündzeitpunkt der Zündkerze 6 gesteuert werden.
  • Nun werden unter Bezug auf 3 bis 7 verschiedene Steuerroutinen zur Verwendung im Steuersystem des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • 3 stellt eine Berechnungsroutine für die Kraftstoff-Einspritzmenge dar. Diese Routine wird in einem Intervall von z.B. 10 ms ausgeführt.
  • In einem Schritt S1 wird festgestellt, welcher der Verbrennungsmodi, homogene oder geschichtete Ladungsverbrennung, angefordert wird. In diesem Zusammenhang wird ein Verbrennungsmodus durch eine weitere Routine angefordert, welche auf der Grundlage einer Motorbetriebsbedingung und durch Hinzuziehen einer Verbrennungsmodus-Umschalttabelle ein Verbrennungsmodus-Anforderungsmittel bildet.
  • Wird im Schritt S1 festgestellt, dass der angeforderte Verbrennungsmodus der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S2 fort, in welchem ein Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR auf "1" gesetzt wird. Wird im Schritt S1 festgestellt, dass der angeforderte Verbrennungsmodus der homogene Ladungsverbrennungsmodus ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S3 fort, in welchem das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR auf "0" gesetzt wird. Anschließend geht die Steuerung vom jeweiligen Schritt zu einem Schritt S4 über.
  • Im Schritt S4 wird ein Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER abgelesen, welcher als schnell reagierende Korrekturmenge dient. Hierbei ist der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER ein Korrekturfaktor für ein Drehmoment, der entsprechend einer verzögerten Einlassluftmenge dQa des Zylinders erhalten wird, welche eine Ist-Einlassluftmenge des Zylinders und ein Ziel-Äquivalenzverhältnis tΦ in Bezug auf ein Ziel-Drehmoment ist, das entsprechend einer Ziel-Einlassluftmenge tQa und eines Ziel-Drehmomentes tΦ des Zylinder erhalten wird. Dementsprechend wird der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER um so kleiner je mehr sich das Ist-Drehmoment dem Ziel-Drehmoment durch eine Korrektur des Äquivalenzverhältnisses und eine Korrektur des Zündzeitpunktes als Reaktion auf eine Anforderung für eine Korrektur des Drehmomentes (welche später beschrieben wird) annähert.
  • In einem Schritt S5 wird ein Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 durch Ablesen aus einer in 8 dargestellten Übersetzungstabelle für den Drehmoment-Korrekturfaktor und den Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor berechnet.
  • In einem Schritt S6 wird ein Referenz-Äquivalenzverhältnis tΦ0 durch Ablesen aus einer Kennlinientabelle o.ä. auf der Grundlage z.B. des Ziel-Drehmomentes oder der Motordrehzahl berechnet.
  • In einem Schritt S7 wird das Ziel-Äquivalenzverhältnis tΦ mittels folgendem Ausdruck berechnet. tΦ = tΦ0 × ΔΦ
  • In einem Schritt S8 wird auf der Grundlage des oben beschriebenen Ziel-Äquivalenzverhältnisses eine Kraftstoff-Einspritzmenge Ti berechnet.
  • 4 stellt eine zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung (während des Einlasstaktes) bei der homogenen Ladungsverbrennung in jeden Zylinder (Zylinder Nr. n) ausgeführte Routine dar.
  • In einem Schritt S11 wird festgestellt, ob der Wert des oben beschriebenen Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR "0" beträgt. Ist das Flag FSTRR auf "0" gesetzt, d.h. wird der homogene Verbrennungsmodus angefordert, geht die Steuerung zu einem Schritt S12 über, in welchem ein Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS(n), welches den im Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt tatsächlich auszuführenden Verbrennungsmodus anzeigt, auf "1" (homogene Ladungsverbrennung) gesetzt wird. Anschließend geht die Steuerung zu einem Schritt S13 über, in welchem ein Einspritz-Impulssignal äquivalent zur Kraftstoff-Einspritzmenge Ti, die durch die in 3 dargestellte Routine berechnet wird, erzeugt wird, wodurch eine homogene Ladungsverbrennung ausgeführt wird.
  • Beträgt des weiteren der Wert des Flags FSTRR im Schritt S11 "1", d.h. wird ein geschichteter Ladungsverbrennungsmodus angefordert, fährt die Steuerung mit einem Schritt S14 fort, in welchem das oben genannte Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS(n) auf "0" (geschichteter Ladungsverbrennungsmodus) gesetzt wird. Danach wird die Routine beendet.
  • 5 stellt eine zum Zeitpunkt der Ausgabe des Ref-Signals für jeden Zylinder (Zylinder Nr. n) ausgeführte Routine dar. Hier wird das Ref-Signal zu einem Zeitpunkt zwischen der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung und der Kraftstoffeinspritzung während der geschichteten Ladungsverbrennung des entsprechenden Zylinders erzeugt.
  • In einem Schritt S21 wird der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER berechnet, welcher als schnell reagierende Korrekturmenge dient.
  • In einem Schritt S22 wird der Wert des oben beschriebenen Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) ermittelt. Beträgt der Wert des Flags FHORS (n) "1", d.h. wird ermittelt, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt der homogene Modus ist, geht die Steuerung zu einem Schritt S23 über.
  • Im Schritt S23 wird eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv durch Ablesen einer Übersetzungstabelle für den Drehmoment-Korrekturfaktor und die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge berechnet. Anschließend geht die Steuerung zu einem Schritt S24 über, in welchem der oben beschriebene Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER auf 100 % zurückgesetzt wird. Das heißt, die Korrektur des Drehmomentes wird lediglich mittels des Zündzeitpunktes ausgeführt und der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor in 3 wird auf "1" festgelegt, um somit eine Korrektur des Drehmomentes mittels Äquivalenzverhältnis zu verhindern. Danach wird die Routine beendet.
  • Wenn jedoch im Schritt S22 das Flag FHORS (n) den Wert "0" aufweist, d.h. wenn ermittelt wird, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus ist, fährt die Routine mit einem Schritt S25 fort, in welchem ΔAdv zur Ausführung der Korrektur des Drehmomentes nur mittels Äquivalenzverhältnis und zur Verhinderung der Korrektur mittels Zündzeitpunkt auf "0" zurückgesetzt wird. Danach wird die Routine beendet.
  • 6 stellt eine zum Zeitpunkt jeder Kraftstoffeinspritzung bei der geschichteten Ladungsverbrennung (während des Verdichtungstaktes) jedes Zylinders (Zylinder Nr. n) ausgeführte Routine dar.
  • In einem Schritt S31 wird der Wert des oben beschriebenen Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) ermittelt. Beträgt der Wert des Flags FHORS (n) "1", d.h. wird ermittelt, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt der homogene Ladungsverbrennungsmodus ist, so wird die Routine beendet. Beträgt der Wert des Flags FHORS (n) jedoch "0", d.h. wird ermittelt, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus ist, geht die Steuerung zu einem Schritt S32 über, in welchem ein Kraftstoffeinspritz-Impulssignal äquivalent zur Kraftstoff-Einspritzmenge Ti, welche durch die in 3 dargestellte Routine berechnet wird, erzeugt wird, woraufhin die geschichtete Ladungsverbrennung ausgeführt wird.
  • 7 stellt eine Routine der an jedem Zylinder durchgeführten Steuerung des Zündzeitpunktes (Zylinder Nr. n) dar. Diese Routine wird bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem Zündzeitpunkt, wie z.B. dem Zeitpunkt der Ausgabe des Ref-Signals, durchgeführt.
  • In einem Schritt S41 wird ein Referenz-Zündzeitpunkt Adv0 abgelesen, welcher auf einer Motorbetriebsbedingung, z.B. einer Motorlast und Motordrehzahl basiert, und durch die Kühlmitteltemperatur etc. korrigiert wird.
  • In einem Schritt S42 wird auf der Grundlage der oben beschriebenen Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv ein endgültiger Zündzeitpunkt Adv mittels folgenden Ausdruckes berechnet. Adv = Adv0 + ΔAdv
  • In einem Schritt S43 wird festgestellt, ob der oben berechnete Zündzeitpunkt Adv erreicht ist. Wenn dies der Fall ist, wird ein Zündimpuls zur Ausführung der Zündung erzeugt.
  • Wenn der Verbrennungsmodus von geschichteter auf homogene Ladungsverbrennung umgeschaltet wird, wird es dadurch möglich, wie in 10 dargestellt ist, dass das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS für die Zylinder (Zylinder Nr. 1 und Zylinder Nr. 3), deren Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die geschichtete Ladungsverbrennung entsprechend der Verbrennung unmittelbar nach dem Umschalten des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR vor der Umschaltung des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS vorhanden ist, zu diesem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt auf "0" festgelegt wird, so dass der Kraftstoff zum Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für geschichtete Ladungsverbrennung zur Ausführung der geschichteten Ladungsverbrennung eingespritzt wird, während es möglich wird, die schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes mittels Äquivalenzverhältnis auszuführen, welches eine manipulierte Variable für den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist. Dementsprechend wird es möglich, eine verschlechterte Verbrennungsleistung und, im schlimmsten Fall, eine Fehlzündung zu verhindern, welche das Ergebnis einer fehlerhaften Korrektur des Drehmomentes mittels der Verwendung des Zündzeitpunktes während der geschichteten Ladungsverbrennung sein kann.
  • Wenn andererseits, wie in 11 dargestellt ist, der Verbrennungsmodus von homogener auf geschichtete Ladungsverbrennung umgeschaltet wird, wird das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS für die Zylinder (Zylinder Nr. 1 und Zylinder Nr. 2), deren Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung entsprechend der Verbrennung unmittelbar nach dem Umschalten des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR vor dem Umschalten des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) vorhanden ist, zu diesem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt auf "1" gesetzt, so dass der Kraftstoff zum Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für geschichtete Ladungsverbrennung zur Ausführung der geschichteten Ladungsverbrennung eingespritzt wird, während es möglich wird, die schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes mittels des Zündzeitpunktes auszuführen, welcher eine manipulierte Variable für den Modus der homogenen Ladungsverbrennung ist. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Korrektur des Drehmomentes auf Grund der Unmöglichkeit der Korrektur des Drehmomentes mittels Äquivalenzverhältnis unterdrückt wird, nachdem die Kraftstoffeinspritzung für homogene Ladungsverbrennung beendet ist. Ferner wird es möglich, die Korrektur des Drehmomentes mittels Zündzeitpunkt entsprechend der homogenen Ladungsverbrennung auszuführen.
  • Des weiteren nehmen die Zylinder (Nr. 3 und Nr. 4 in 10, und Nr. 3 und Nr. 4 in 11), deren Zündzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung entsprechend der Verbrennung unmittelbar nach dem Umschalten des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR dem Umschalten des Flag FSTRR folgt, ihre Funktion entsprechend des umgeschalteten Verbrennungsmodus' vom Zeitpunkt unmittelbar nach dem Umschalten des Flags FSTRR auf, während es auf der Grundlage des Wertes des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) möglich wird, ein Umschalten auf die schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes zu erreichen, indem das Äquivalenzverhältnis entsprechend des umgeschalteten Verbrennungsmodus verwendet wird.
  • 12 ist eine zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung ausgeführte Routine zur Verwendung in einem Steuersystem entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass wenn das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR "0" beträgt, d.h. wenn die homogene Ladungsverbrennung angefordert wird, ein Impulssignal für Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird und daraufhin das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n) auf "1" gesetzt wird. Weitere in 3 und 5 bis 7 dargestellte Routinen werden in diesem Ausführungsbeispiel ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Dieses Ausführungsbeispiel kann ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel funktionieren und kann im Wesentlichen die gleiche Wirkung erzielen.
  • Im nächsten Schritt wird das dritte Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Weitere in 3, 4 und 6 dargestellte Routinen werden ähnlich denen im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt (anstehe der Routine in 4 kann die Routine in 12 verwendet werden); eine in 13 dargestellte Routine wird zum Zeitpunkt der Ausgabe des Ref-Signals anstelle der Routine in 5 ausgeführt.
  • In einem Schritt S21 wird der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER zur Verwendung als schnell reagierende Korrekturmenge für das Drehmoment berechnet und anschließend wird in einem Schritt S26 festgestellt, ob ein vorbestimmter Zeitraum nach dem Umschalten des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR vergangen ist.
  • Hierbei ist der oben beschriebene vorbestimmte Zeitraum ein Zeitraum, in welchem die Möglichkeit besteht, dass sich der Wert des Flags FSTRR und der Ist-Verbrennungsmodus in einem Übergangszeitraum nach Umschalten der Anforderung einander nicht entsprechen. Die Dauer dieses Zeitraumes kann mittels vorher durchgeführter Experimente bestimmt werden.
  • Bevor ein vorbestimmter Zeitraum nach dem Umschalten des Flags FSTRR vergangen ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S22 fort, in welchem der Wert des Flags FHORS (n) ermittelt wird. Wird festgestellt, dass das Flag FHORS (n) "1" beträgt und der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n in diesem Moment der homogene Modus ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S23 fort, in welchem die Zündzeitpunkt- Korrekturmenge ΔAdv berechnet wird. Danach geht die Steuerung zu einem Schritt S24 über, in welchem der oben beschriebene Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER auf 100 % zurückgesetzt und die Routine beendet wird. Wird im Schritt S22 festgestellt, dass der Wert des Flags FHORS (n) "0" beträgt, und dass damit der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n in diesem Moment der Schichtladungs-Modus ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S25 fort, in welchem die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv auf "0" zurückgesetzt und die Routine beendet wird.
  • Wird des weiteren in einem Schritt S26 festgestellt, dass ein vorbestimmter Zeitraum nach dem Umschalten des Flags FSTRR vergangen ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S27 fort, in welchem der Wert des Flags FSTRR ermittelt wird. Beträgt der Wert des Flags FSTRR "0", d.h. wird ermittelt, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. n zu diesem Zeitpunkt der homogene Modus ist, geht die Steuerung zu einem Schritt S28 über, in welchem die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv durch Ablesen einer in 9 dargestellten oder vergleichbaren Übersetzungstabelle für den Drehmoment-Korrekturfaktor und die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge berechnet wird. Danach geht die Steuerung zu einem Schritt S29 über, in welchem der oben beschriebene Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER auf 100 % zurückgesetzt und die Routine beendet wird.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist derart aufgebaut, dass nach dem Vergehen des oben beschriebenen vorbestimmten Zeitraumes der Verbrennungsmodus durch die Verwendung des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR anstelle des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) festgestellt wird, wodurch der Berechnungsaufwand vermindert werden kann. Das heißt, bei der Verwendung des Flags FHORS (n) wird die Ausführung eines Software-Prozesses erforderlich, d.h. das Auswählen eines Wertes aus dem Datenfeld des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) mittels einer Variable, welche die Zylindernummer n ist. Im Falle der Verwendung des Flags FSTRR kann auf einen solchen Auswahlprozess verzichtet werden, wodurch die Verminderung des Berechnungsaufwands ermöglicht wird.
  • Im nächsten Schritt wird das vierte Ausführungsbeispiel erläutert.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Routinen in 3 und 5 ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und weitere in 14 bis 16 dargestellte Routinen werden ausgeführt.
  • 14 stellt eine zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der homogenen Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführte Routine dar.
  • In einem Schritt S51 wird der Wert des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR festgestellt.
  • Wird im Schritt S51 festgestellt, dass das Flag FSTRR den Wert "1" hat, d.h. dass der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus angefordert wird, dann wird die Routine beendet. Hat das Flag FSTRR andererseits den Wert "0", d.h. wird der homogene Ladungsverbrennungsmodus angefordert, fährt die Routine mit einem Schritt S52 fort, in welchem ein Impulssignal (Ti) für die Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird.
  • In einem Schritt S53 wird festgestellt, ob ein vorbestimmter Kurbelwinkel β (der zweite festgelegte Kurbelwinkel) nach dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die angeforderte homogene Ladungsverbrennung überschritten wurde oder nicht. Dabei wird der oben beschriebene festgelegte Kurbelwinkel β auf einen Kurbelwinkel zwischen dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des Zylinders Nr. n und dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des Zylinders Nr. (n + 1) eingestellt (z.B. 180° bei einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine).
  • Wird festgestellt, dass der festgelegte Kurbelwinkel β noch nicht überschritten wurde, geht die Steuerung zu einem Schritt S54 über, in welchem festgestellt wird, ob das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR auf den Wert "1" gesetzt wurde. Wurde das Flag FSTRR auf "1" gesetzt bevor der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, fährt die Steuerung mit einem Schritt S55 fort, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) für den nächsten Zylinder Nr. (n + 1) auf "0" gesetzt wird, d.h. auf einen Modus der geschichteten Ladungsverbrennung, wobei die Steuerung im Falle der Beibehaltung des Wertes "0" für das Flag FSTRR mit einem Schritt S56 fortfährt, in welchem das Feststellungsflag FHORS für den nächsten Zylinder Nr. (n + 1) auf "1" beibehalten wird und die Steuerung danach zu Schritt S53 zurückkehrt.
  • Wird im Schritt S53 festgestellt, dass der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, wird die Routine beendet.
  • Das heißt, wird bei Zylinder Nr. n die Kraftstoffeinspritzung für homogene Ladungsverbrennung und die homogene Ladungsverbrennung ausgeführt, so wird festgestellt, dass auch der Verbrennungsmodus beim nächsten Zylinder Nr. (n + 1) der homogene Ladungsverbrennungsmodus ist, es sei denn das Flag FSTRR wird auf "1" gesetzt (d.h. auf den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung) bevor der festgelegte Kurbelwinkel β nach Ausführung der Kraftstoffeinspritzung überschritten wurde, d.h. bis der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt während der homogenen Ladungsverbrennung des nächsten Zylinders Nr. (n + 1) erreicht ist. Obgleich die Möglichkeit besteht, dass danach die Umschaltung auf den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung erfolgt, wird es unmöglich, die homogene Ladungsverbrennung durchzuführen, es sei denn, die Kraftstoffeinspritzung wird zu diesem Zeitpunkt ausgeführt, so dass die Kraftstoffeinspritzung zur Durchführung der homogenen Ladungsverbrennung ausgeführt wird. Wird das Flag FSTRR des weiteren auf "1" (auf den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung) gesetzt bevor der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, kann die Verbrennung in Zylinder Nr. (n + 1) wie angefordert eine geschichtete Ladungsverbrennung sein, und somit wird festgestellt, dass der Verbrennungsmodus der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist.
  • 15 stellt eine zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung während der geschichteten Ladungsverbrennung in Zylinder Nr. n ausgeführte Routine dar.
  • In einem Schritt S31 wird der Wert des Verbrennungsmodus-Feststellungsflags FHORS (n) ermittelt. Beträgt der Wert des Flags FHORS (n) "1", geht die Steuerung zu einem Schritt S61 über, wohingegen die Steuerung bei einem Wert von „0" mit einem Schritt S32 fortfährt, in welchem die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführt wird. Danach fährt die Steuerung mit dem Schritt S61 fort.
  • Nachdem der Vorgang ausgeführt wurde, der ähnlich dem in 6 dargestellten Vorgang ist, wird im Schritt S61 festgestellt, ob das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR den Wert "1" hat, d.h. ob der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung angefordert wird.
  • Wird festgestellt, dass der Wert des Flags FSTRR "1" beträgt, geht die Steuerung zu einem Schritt S62 über, in dem festgestellt wird, ob die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführt wurde.
  • Wird im Schritt S62 festgestellt, dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführt wurde, geht die Steuerung zu Schritt S63 über, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) auf „0" gesetzt wird und es wird festgestellt, dass der Verbrennungsmodus des nächsten Zylinders Nr. (n + 1) der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist.
  • Dies liegt daran, dass im Falle der Anforderung des Modus' der geschichteten Ladungsverbrennung zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n und der Ausführung der geschichteten Ladungsverbrennung der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des nächsten Zylinders Nr. (n + 1) bereits überschritten wurde, wie in 17 dargestellt ist, und es somit unmöglich ist, im Zylinder Nr. (n + 1) die homogene Ladungs verbrennung auszuführen, selbst wenn danach die Anforderung für den Verbrennungsmodus auf den homogenen Modus umgeschaltet wurde, so dass festgestellt wird, dass der Verbrennungsmodus im Zylinder Nr. (n + 1) der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist.
  • 16 stellt eine Routine dar, welche beim Umschalten des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR von "1" (Modus der geschichteten Ladungsverbrennung) auf "0" (Modus der homogenen Ladungsverbrennung) ausgeführt wird.
  • In einem Schritt S71 wird festgestellt, ob ein festgelegter Kurbelwinkel α (der erste festgelegte Kurbelwinkel) überschritten wurde, nachdem das Umschalten des oben beschriebenen Anforderungsflags erfolgt ist. Dabei wird der in 17 dargestellte Kurbelwinkel α auf einen Kurbelwinkel zwischen dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. (n + 1) und dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n festgelegt.
  • Handelt es sich dabei um den Zeitpunkt, bevor der festgelegte Kurbelwinkel überschritten wird, geht die Steuerung zu einem Schritt S72 über, in dem festgestellt wird, ob die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung für den Zylinder Nr. n ausgeführt wurde, so dass der Zylinder Nr. n sich in einem Zustand der Ausführung der geschichteten Ladungsverbrennung befindet.
  • Wird festgestellt, dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung ausgeführt wurde, geht die Steuerung zu einem Schritt S73 über, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) auf "0" gesetzt wird und es wird festgestellt, dass der Verbrennungsmodus für den nächsten Zylinder Nr. (n + 1) der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist, wonach die Routine beendet wird.
  • Wird festgestellt, dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung noch nicht ausgeführt wurde, geht die Steuerung zu einem Schritt S74 über, in welchem festgestellt wird, ob das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR auf den Wert "1" (geschichtete Ladungsverbrennung) umgeschaltet wurde. Wird festgestellt, dass der Verbrennungsmodus auf den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung umgeschaltet wurde, endet diese Routine, wurde diese Umschaltung jedoch nicht vorgenommen, kehrt die Routine zu Schritt S71 zurück.
  • Wurde der oben beschriebene festgelegte Kurbelwinkel α überschritten, ohne dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung erfolgt ist, und ohne dass das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR umgeschaltet wurde, d.h. wenn die geschichtete Ladungsverbrennung ausgeführt wird, nachdem der festgelegte Kurbelwinkel α überschritten wurde (da notwendigerweise die geschichtete Ladungsverbrennung ausgeführt wird, ist eine Erkennung deren Ausführung nicht erforderlich), fährt die Steuerung mit einem Schritt S75 fort, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) auf "1" gesetzt und damit der Verbrennungsmodus für den nächsten Zylinder Nr. (n + 1) festgestellt wird. Danach wird die Routine beendet.
  • Das heißt, der Fall, dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführt wird, bevor der oben beschriebene festgelegte Kurbelwinkel überschritten wurde, ist der Fall, in welchem die Anforderung für die homogene Ladungsverbrennung nach dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. (n + 1) umgeschaltet wird, so dass im Zylinder Nr. (n + 1) keine homogene Ladungsverbrennung ausgeführt werden kann sondern geschichtete Ladungsverbrennung, und somit festgestellt wird, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. (n + 1) der homogene Modus ist. Des weiteren, im Falle dass die Kraftstoffeinspritzung für die geschichtete Ladungsverbrennung für den Zylinder Nr. n ausgeführt wird nachdem der oben beschriebene festgelegte Kurbelwinkel α überschritten wurde, wird die Anforderung vor dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. (n + 1) auf die homogene Ladungsverbrennung umgeschaltet, so dass der Zylinder Nr. (n + 1) homogene Ladungsverbrennung ausführen kann, und somit festgestellt wird, dass der Verbrennungsmodus des Zylinders Nr. (n + 1) der homogene Modus ist.
  • Im nächsten Schritt wird das fünfte Ausführungsbeispiel erläutert.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Routinen in 3 und 5 bis 7 ähnlich denen im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und zusätzlich wird die in 18 dargestellte Routine ausgeführt.
  • 18 stellt eine zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. n ausgeführte Routine dar.
  • Die Schritte S51 bis S56 gleichen denen der in 14 dargestellten Routine, so dass deren wiederholte Beschreibung der Kürze wegen ausgelassen wird.
  • Wird im Schritt S51 ermittelt, dass der Wert des Verbrennungsmodus-Anforderungsflags FSTRR "1" ist, d.h. wird die geschichtete Ladungsverbrennung angefordert, geht die Steuerung zu einem Schritt S81 über, in welchem festgestellt wird, ob der oben beschriebene festgelegte Kurbelwinkel β (der zweite festgelegte Kurbelwinkel) nach dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die entsprechende homogene Ladungsverbrennung überschritten wurde. Wurde der festgelegte Kurbelwinkel β noch nicht überschritten, geht die Steuerung zu einem Schritt S82 über, in welchem festgestellt wird, ob das Verbrennungsmodus-Anforderungsflag FSTRR auf den Wert "0" umgeschaltet wurde. Wurde das Flag FSTRR auf "0" umgeschaltet bevor der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, geht die Steuerung zu einem Schritt S83 über, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) für den nächsten Zylinder Nr. (n + 1) auf "1", d.h. auf den homogenen Modus gesetzt wird. Behält das Flag FSTRR der Wert "1" bei, geht die Steuerung zu einem Schritt S84 über, in welchem das Verbrennungsmodus-Feststellungsflag FHORS (n + 1) für den Zylinder Nr. (n + 1) bei "0" gehalten wird. Danach kehrt die Steuerung zu Schritt S81 zurück. Wird im Schritt S81 festgestellt, dass der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, wird diese Steuerroutine beendet.
  • Das heißt, in dem Falle dass die Verbrennungsmodus-Anforderung nicht auf den homogenen Modus umgeschaltet wurde, bevor der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde nach dem Zustand, in dem zu einem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des Zylinders Nr. n die geschichtete Ladungsverbrennung angefordert wurde, d.h. von jenem Zustand bis zum Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des Zylinders Nr. (n + 1), ist es notwendig, die geschichtete Ladungsverbrennung auszuführen, da es unmöglich ist, auch wenn die Verbrennungsmodus-Anforderung später auf die homogene Ladungsverbrennung umgeschaltet wird, der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung im Zylinder Nr. (n + 1) wurde bereits überschritten, so dass festgestellt wird, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. (n + 1) der geschichtete Ladungsverbrennungsmodus ist. Wurde die Anforderung auf den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung umgeschaltet, bevor der festgelegte Kurbelwinkel β überschritten wurde, d.h. wurde die Umschaltung der Anforderung vor dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung des Zylinders Nr. (n + 1) vorgenommen, so kann die homogene Ladungsverbrennung wie angefordert ausgeführt werden, und somit wird festgestellt, dass der Verbrennungsmodus für den Zylinder Nr. (n + 1) der homogene Modus ist.
  • Während es in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen für jeden Zylinder ein Feststellungsflag FHORS (n) gibt, können die Flags FHORS für die jeweiligen Zylinder in einer einzigen Variable enthalten sein, wenn sich die Zeiträume vom Setzen der Flags für den jeweiligen Zylinder bis zur Auswahl der manipulierten Variablen für die schnell reagierende Korrektur zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Ref-Signals nicht überschneiden.
  • 19 stellt ein Steuersystem gemäß des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar. Wie gezeigt, umfasst das Steuersystem ein Verbrennungsmodus-Umschaltmittel zum Umschalten eines Verbrennungsmodus' von einem Modus der homogenen Ladungsverbrennung in einen Modus der geschichteten Ladungsverbrennung entsprechend eines Motorbetriebszustandes; ein Drehmomentkorrektur-Anforderungsmittel zur Anforderung einer Korrektur des Drehmomentes entsprechend einer Motorbetriebsbedingung; ein Drehmoment-Korrekturmittel (für den Modus der homogenen Ladungsverbrennung und den Modus der geschichteten Ladungsverbrennung) zum Vornehmen der Korrektur des Drehmomentes durch das Manipulieren verschiedener manipulierter Variablen im jeweiligen homogenen bzw. Schichtlade-Modus und ein Manipulierte-Variable-Umschaltzeitpunkt-Festlegemittel zum Festlegen eines Umschaltzeitpunktes der manipulierten Variable, wenn vom Verbrennungsmodus-Umschaltmittel angefordert wird, während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes einen Verbrennungsmodus in Abhängigkeit davon umzuschalten, ob der Verbrennungsmodus durch das Verbrennungsmodus-Umschaltmittel vom homogenen in den Schichtlade-Modus oder umgekehrt umgeschaltet wird.
  • Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 20 wird eine Routine zur Drehmomentsteuerung (Korrektur des Drehmomentes) zur Verwendung im Steuersystem entsprechend des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Routine wird während des Zeitraumes, in dem eine schnell reagierende Korrektur des Drehmomentes angefordert wird, in einem vorbestimmten Intervall, genauer alle 10 ms ausgeführt.
  • In einem Schritt S101 wird festgestellt, ob ein Verbrennungsmodus homogen oder geschichtet ist. In diesem Zusammenhang wird der Verbrennungsmodus durch eine weitere Routine angefordert, welche auf der Grundlage einer Motorbetriebsbedingung und durch Hinzuziehen einer Verbrennungsmodus-Umschalttabelle ein Verbrennungsmodus-Umschaltmittel bildet.
  • Wird im Schritt S101 festgestellt, dass der Verbrennungsmodus der Modus der geschichteten Ladungsverbrennung ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S102 fort, in welchem ein Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER abgelesen wird. Hierbei ist der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER ein Korrekturfaktor für ein Drehmoment, der entsprechend einer verzögerten Zylinder-Einlassluftmenge dQa erhalten wird, welche eine Ist-Zylinder-Einlassluftmenge und ein Ziel-Äquivalenzverhältnis tΦ in Bezug auf ein Ziel-Drehmoment ist, das entsprechend einer Ziel-Einlassluftmenge tQa und eines Ziel-Drehmomentes tΦ des Zylinders erhalten wird. Dementsprechend wird der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER um so kleiner, je mehr sich das Ist-Drehmoment dem Ziel-Drehmoment durch eine Korrektur des Äquivalenzverhältnisses und eine Korrektur des Zündzeitpunktes als Reaktion auf eine Anforderung für eine Drehmomentkorrektur (welche später beschrieben wird) annähert.
  • In einem Schritt S103 wird festgestellt, ob der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER, der sich wie oben beschrieben verringert, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert ε. Wird festgestellt, dass der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER nicht kleiner ist als der vorbestimmte Wert, fährt die Steuerung mit einem Schritt S104 fort.
  • Im Schritt S104 wird ein Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 durch Ablesen aus einer in 8 dargestellten Übersetzungstabelle für den Drehmoment-Korrekturfaktor und den Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor berechnet.
  • In einem Schritt S105 wird der oben beschriebene Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 zur Nutzung als vorbestimmte Variable gespeichert. Dadurch wird durch einen weiteren Vorgang eine Steuerung zur Korrektur des Äquivalenzverhältnisses durch die Nutzung des Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktors ΔΦ0 ausgeführt und die Korrektur des Drehmomentes wird entsprechend des Drehmoment-Korrekturfaktors PIPER durchgeführt.
  • In einem Schritt S106 wird das Flag FADJINH, welches anzeigt, dass es bei der Korrektur des Äquivalenzverhältnisses zum Zeitpunkt der geschichteten Ladungsverbrennung ist, auf "1" gesetzt.
  • Wird im Ergebnis der Ausführung der Korrektur des Äquivalenzverhältnisses, wie oben beschrieben, im Schritt S103 festgestellt, dass der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER kleiner ist als der vorbestimmte Wert ε, wird bestimmt, dass das Äquivalenzverhältnis sich einem Zielwert ausreichend angenähert hat und die Korrektur vollständig abgeschlossen wurde. Die Steuerung fährt daraufhin mit einem Schritt S107 fort, in welchem das oben beschriebene Flag FADJINH auf "0" zurückgesetzt wird.
  • Wird im Schritt S101 andererseits festgestellt, dass der Verbrennungsmodus der Modus der homogenen Ladungsverbrennung ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S108 fort, in welchem der Wert des Flags FADJINH festgestellt wird.
  • Beträgt der Wert des oben beschriebenen Flags FADJINH "0", d.h. wird der Verbrennungsmodus in den homogenen Modus umgeschaltet, wenn die Korrektur des Drehmomentes während der geschichteten Ladungsverbrennung nicht ausgeführt wird, geht die Steuerung zu einem Schritt S109 über, in welchem der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER abgelesen wird.
  • In einem Schritt S110 wird die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv0 durch Ablesen aus einer in 8 dargestellten oder vergleichbaren Übersetzungstabelle für den Drehmoment-Korrekturfaktor und die Zündzeitpunkt Korrekturmenge berechnet.
  • In einem Schritt S111 wird die oben beschriebene Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv0 zur Nutzung als vorbestimmte Variable gespeichert. Dadurch wird durch einen weiteren Vorgang eine Steuerung zur Korrektur des Zündzeitpunktes durch die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv0 ausgeführt und die Korrektur wird entsprechend des Drehmoment-Korrekturfaktors PIPER durchgeführt.
  • Wird im Schritt S108 andererseits festgestellt, dass das Flag FADJINH "1" beträgt, d.h. wird der Verbrennungsmodus während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes zum Zeitpunkt der oben beschriebenen homogenen Ladungsverbrennung auf homogen umgeschaltet, kehrt die Steuerung zum Schritt S102 zurück, in welchem die Korrektur des Drehmomentes unter Verwendung des Äquivalenzverhältnisses fortlaufend ausgeführt wird.
  • In der Zwischenzeit kann die Routine derart aufgebaut sein, dass die Steuerung nach dem Zurücksetzen des Flags FADJINH auf "0" im Schritt S107 mit einem Schritt S110 fortfährt (das gleiche gilt für das zweite Ausführungsbeispiel in 7). Obwohl die Korrektur des Zündzeitpunktes im Allgemeinen nicht während der homogenen Verbrennung vorgenommen werden sollte, heißt das, dass eine derartige Korrektur ausgeführt wird, nachdem der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER kleiner wird als der vorbestimmte Wert ε und daher zu einem ausreichend kleinen Wert für die genaue Anpassung des Zündzeitpunktes wird und ihm somit eine Annäherung an Null ermöglicht.
  • 21 stellt einen Zustand dar, der sich ergibt, wenn unter der Steuerung des ersten Ausführungsbeispiels das Umschalten auf die homogene Ladungsverbrennung während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes als Reaktion auf die Anforderung zur Korrektur des Drehmomentes zum Zeitpunkt der geschichteten Ladungsverbrennung stattfindet.
  • Ist während der geschichteten Ladungsverbrennung eine Klimaanlage eingeschaltet, wird eine Erhöhung des Drehmomentes angefordert und als Reaktion auf diese Anforderung wird die Ziel-Einlassluftmenge erhöht, um die Lufteinlassmenge zu erhöhen. Nach der rechtzeitigen schrittweisen Erhöhung des Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktors ΔΦ0 zur Verzögerung der Erhöhung der Ist-Einlassluftmenge zur Beibehaltung des konstanten Drehmomentes wird jedoch ein Relais für die Klimaanlage eingeschaltet, um die Klimaanlage in Betrieb zu nehmen. Zu diesem Zeitpunkt des Vorganges hat die Einlassluftmenge ihren Zielwert noch nicht erreicht, so dass der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 steil und so plötzlich ansteigt, dass sich als Reaktion auf diesen sprunghaften Anstieg das Drehmoment erhöht und dann rechtzeitig schrittweise verringert wird, um die Einlassluftmenge nachfolgend zu erhöhen, wodurch das Drehmoment konstant gehalten wird.
  • Wird angefordert, den Verbrennungsmodus während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes durch die Korrektur des Äquivalenzverhältnisses während der geschichteten Ladungsverbrennung umzuschalten, besteht die Gefahr, eine plötzliche und sprunghafte Abweichung des Drehmomentes beim Übergang zwischen der Korrektur des Äquivalenzverhältnisses und der Korrektur des Zündzeitpunktes zu verursachen, da die Korrektur des Drehmomentes während der homogenen Verbrennung mittels der Korrektur des Zündzeitpunktes ordnungsgemäß ausgeführt wird. Somit wird im Falle des Umschaltens des Verbrennungsmodus' in den homogenen Modus während der Korrektur des Drehmomentes unter Verwendung des Äquivalenzverhältnisses bei der geschichteten Verbrennung die Korrektur des Drehmomentes unter Verwendung des Äquivalenzverhältnisses nach diesem Zeitpunkt fortgeführt, wodurch ein Auftreten einer plötzlichen und sprunghaften Abweichung des Drehmomentes bei diesem Übergang sowie ein Drehmomentschlag vermieden werden können. Als weiterer Grund, warum die Korrektur mittels des Äquivalenzverhältnisses fortgeführt wird, kann angeführt werden, dass wenn das Umschalten auf die Korrektur des Zündzeitpunktes zum Zeitpunkt der homogenen Verbrennung vorgenommen wird, das Drehmoment nicht mittels des vorverschobenen Zündzeitpunktes erhöht werden kann, wenn der Zündzeitpunkt für die homogene Ladungsverbrennung neben dem MBT (dem Zündzeitpunkt, bei welchem das maximale Drehmoment erzeugt wird) festgelegt ist, und daher kann die gewünschte Korrektur des Drehmomentes nicht erzielt werden.
  • 22 stellt einen Zustand dar, der sich ergibt, wenn unter der Steuerung des ersten Ausführungsbeispiels die Korrektur des Drehmomentes zum Zeitpunkt der homogenen Ladungsverbrennung angefordert wird und das Umschalten auf die geschichtete Ladungsverbrennung während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes stattfindet.
  • Ist zum Zeitpunkt der homogenen Ladungsverbrennung die Klimaanlage eingeschaltet, beginnt eine Steuerung zur Erhöhung der Einlassluftmenge und die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv wird verzögert, wodurch das Drehmoment konstant gehalten wird. Danach wird das Relais der Klimaanlage eingeschaltet, um die Klimaanlage in Betrieb zu nehmen. Der Mangel an Einlassluftmenge hinsichtlich des Zielwertes wird durch den sprunghaften und plötzlichen Anstieg der Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv kompensiert, um als Reaktion auf diesen sprunghaften Anstieg das Drehmoment zu erhöhen und die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge ΔAdv rechtzeitig schrittweise zu verringern, um die Einlassluftmenge nachfolgend zu erhöhen, wodurch das Drehmoment konstant gehalten wird.
  • Wird ein Umschalten des Verbrennungsmodus' während der Ausführung der Korrektur des Drehmomentes mittels der Korrektur des Zündzeitpunktes zum Zeitpunkt der homogenen Ladungsverbrennung angefordert, ist es tatsächlich möglich, die Korrektur des Drehmomentes durch die Korrektur des Zündzeitpunktes auszuführen, da, wie oben angesprochen, der Korrekturbereich für den Zündzeitpunkt während der geschichteten Ladungsverbrennung klein ist. Somit wird gleichzeitig mit dem Umschalten des Verbrennungsmodus' der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ entsprechend des Drehmoment-Korrekturfaktors zu jenem Zeitpunkt mittels Ablesen aus einem Kennliniendiagramm o.ä. berechnet und danach wird der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor rechtzeitig schrittweise vermindert, um die Einlassluftmenge zu erhöhen.
  • Unter Bezugnahme auf 23 wird nachfolgend eine Steuerung des Drehmomentes (Korrektur des Drehmomentes) entsprechend des siebten Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Der Unterschied zu dem in 20 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, welches derart aufgebaut ist, dass im Schritt S103 die Korrektur des Drehmomentes mittels Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ abgeschlossen wird, wenn der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ kleiner wird als ein vorbestimmter Wert, im zweiten Ausführungsbeispiel die Korrektur des Drehmomentes im Schritt S121 abgeschlossen wird, wenn die Abweichung |ΔΦ0 – 1| des Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktors ΔΦ0 mit dem Absinken des Drehmoment-Korrekturfaktors PIPER von einem Referenzwert "1" sinkt und im Falle nicht durchgeführter Korrektur des Äquivalenzverhältnisses kleiner wird als ein vorbestimmter Wert ε. Abgesehen von obigen Abweichungen ist das zweite Ausführungsbeispiel im Wesentlichen identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Unter Bezugnahme auf 24 wird nachfolgend eine Steuerung des Drehmomentes (Korrektur des Drehmomentes) entsprechend des achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein vorbestimmter Zeitraum als ausreichend länger festgelegt als der Zeitraum von der Anforderung der schnell reagierenden Korrektur des Drehmomentes bis zum Beenden dieser Korrektur, und die Korrektur des Drehmomentes mittels des Äquivalenzverhältnis- Korrekturfaktors ΔΦ0 wird fortgesetzt, selbst wenn das Umschalten auf die homogene Verbrennung innerhalb des vorbestimmten Zeitraumes stattfindet.
  • Wird insbesondere im Schritt S101 festgestellt, dass der Verbrennungsmodus der Modus der homogenen Ladungsverbrennung ist, fährt die Steuerung mit einem Schritt S131 fort, in welchem festgestellt wird, ob es sich um den Zeitraum unmittelbar nach der Anforderung der Korrektur des Drehmomentes handelt. Handelt es sich um den Zeitraum unmittelbar nach der Anforderung der Korrektur des Drehmomentes, fährt die Steuerung mit einem Schritt S132 fort, in welchem ein Wert des Zählers N zur Zeitmessung auf "0" zurückgesetzt wird. Danach wird im Schritt S104 der Drehmoment-Korrekturfaktor PIPER abgelesen. In einem Schritt S133 wird der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 berechnet. In einem Schritt S105 wird der Äquivalenzverhältnis-Korrekturfaktor ΔΦ0 zur Nutzung als eine vorbestimmte Variable gespeichert, wodurch die Korrektur des Drehmomentes mittels der Korrektur des Äquivalenzverhältnisses ausgeführt wird.
  • Dann wird in einem Schritt S134 festgestellt, ob der oben beschriebene Zähler N einen vorbestimmten Wert Nset erreicht hat. Ist das nicht der Fall, wird bestimmt, dass die Möglichkeit besteht, dass die Korrektur des Drehmomentes noch nicht abgeschlossen ist, daher wird in einem Schritt S135 das Flag FADJINH auf "1" gesetzt und im darauf folgenden Schritt S136 wird der Wert des Zählers N inkrementiert. Außerdem wird im Falle der im Schritt S134 vorgenommenen Feststellung, dass der Zähler N den vorbestimmten Wert Nset erreicht hat, bestimmt, dass ausreichend Zeit vergangen ist, um die Korrektur des Drehmomentes abzuschließen und in einem Schritt S137 und in einem Schritt S138 werden das Flag FADJINH und der Zähler N nacheinander auf "0" zurückgesetzt.

Claims (22)

  1. Brennkraftmaschine, die aufweist: einen ersten Zylinder; einen zweiten Zylinder; und eine Steuerung; wobei diese Steuerung enthält: einen Modus-Anforderungsabschnitt für das Anfordern eines von einem ersten Verbrennungsmodus oder einem zweiten Verbrennungsmodus für jeden der Zylinder, wobei der zweite Verbrennungsmodus in einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt später als der erste Verbrennungsmodus ist: einen Modus-Feststellungsabschnitt zum Feststellen, ob ein tatsächlicher Verbrennungsmodus von jedem der Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus oder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist; einen Drehmomentkorrektur-Anforderungsabschnitt für das Ausführen einer Drehmomentkorrektur, individuelle für jeden Zylinder in Abhängigkeit von dem Drehmomentkorrektur-Anforderungssignal und von dem Verbrennungs-modus von jedem der Zylinder, durch Manipulieren unterschiedlich manipulierter Variablen in dem jeweiligen ersten und zweiten Verbrennungsmodus.
  2. Motor nach Anspruch 1, der außerdem aufweist: eine Mehrzahl von Einspritzern, jeder jeweils mit den zugehörigen Zylindern verbunden, und um Kraftstoff in die ersten und zweiten Zylinder einzuspritzen; und wobei die Steuerung außerdem einen Flag-Setzabschnitt zum Setzen eines Flag aufweist, wenn einer der Einspritzer Kraftstoff in einen der Zylinder zu einem Zeitpunkt entsprechend des ersten Verbrennungsmodus einspritzt; und wobei der Modus-Bestimmungsabschnitt den Verbrennungsmodus entsprechend des Flag bestimmt.
  3. Motor nach Anspruch 2, wobei der Flag-Setzabschnitt das Flag nach dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung entsprechend auf den zweiten Verbrennungsmodus zurücksetzt.
  4. Motor nach Anspruch 1, der außerdem aufweist: eine Mehrzahl von Einspritzern, jeder jeweils angeordnet an den ersten und zweiten Zylindern, und die Kraftstoff in die ersten und zweiten Zylinder einspritzen; wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass einer der Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus ist, wenn der Modus-Anforderungsabschnitt den ersten Verbrennungsmodus zu einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch die Einspritzer entsprechend des ersten Verbrennungsmodus anfordert, und feststellt, dass der Zylinder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist, zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzer entsprechend des ersten Verbrennungsmodus.
  5. Motor nach Anspruch 4, wobei die Verbrennung in dem ersten Zylinder und nachfolgend durch den zweiten Zylinder ausgeführt wird, und wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist, wenn der erste Zylinder eine Verbrennung entsprechend des zweiten Verbrennungsmodus unter der Bedingung ausführt, wo der Modus-Anforderungsabschnitt den zweiten Verbrennungsmodus anfordert.
  6. Motor nach Anspruch 4, wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist, wenn eine Zeitdauer von der Anforderung des Modus-Anforderungsabschnittes für das Umschalten von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus durch den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder entsprechend des zweiten Verbrennungsmodus kürzer als ein Zeitraum zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung in den zweiten Zylinder entsprechend des ersten Verbrennungsmodus und in den ersten Zylinder entsprechend des zweiten Verbrennungsmodus ist; und der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus ist, wenn die Zeitdauer von der Anforderung des Modus-Anforderungsabschnittes für das Umschalten von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus durch den Zeitpunkt der Kraftstoffeinsprit zung in den ersten Zylinder entsprechend des zweiten Verbrennungsmodus länger als die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung in den zweiten Zylinder entsprechend des ersten Verbrennungsmodus und in den ersten Zylinder entsprechend des zweiten Verbrennungsmodus ist.
  7. Motor nach Anspruch 4, wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus ist, wenn der Modus-Anforderungsabschnitt das Anfordern des ersten Verbrennungsmodus während der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung sowohl in den ersten Zylinder als auch in den zweiten Zylinder entsprechend des ersten Verbrennungsmodus beibehält, und wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist, wenn der Modus-Anforderungsabschnitt anfordert, von dem ersten Verbrennungsmodus in den zweiten Verbrennungsmodus umzuschalten, während der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung sowohl in den ersten Zylinder, als auch in den zweiten Zylinder, beide entsprechend des ersten Verbrennungsmodus.
  8. Motor nach Anspruch 4, wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem zweiten Verbrennungsmodus ist, wenn der Modus-Anforderungsabschnitt das Anfordern des zweiten Verbrennungsmodus während der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung sowohl in den ersten Zylinder als auch in den zweiten Zylinder entsprechend des ersten Verbrennungsmodus beibehält, und wobei der Modus-Festlegungsabschnitt feststellt, dass der zweite Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus ist, wenn der Modus-Anforderungsabschnitt anfordert, von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus umzuschalten, während der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung sowohl in den ersten Zylinder als auch in den zweiten Zylinder entsprechend des ersten Verbrennungsmodus.
  9. Motor nach Anspruch 1, wobei der erste Verbrennungsmodus eine homogene Ladungsverbrennung und der zweite Verbrennungsmodus eine geschichtete Ladungsverbrennung ist.
  10. Motor nach Anspruch 1, wobei die manipulierte Variable für die Drehmomentkorrektur in dem ersten Verbrennungsmodus zumindest ein Zündzeitpunkt ist und die manipulierte Variable für die Drehmomentkorrektur in dem zweiten Verbrennungsmodus eine Rate von Kraftstoff und Luft ist.
  11. Motor nach Anspruch 1, der außerdem eine Mehrzahl von Einspritzern aufweist, jeder an dem zugehörigen Zylindern angeordnet, und den Kraftstoff direkt in die ersten und zweiten Zylinder einspritzend.
  12. Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern hat, das aufweist: einen Modus-Anforderungsabschnitt für das Anfordern eines von einem ersten Verbrennungsmodus oder einem zweiten Verbrennungsmodus für jeden der Zylinder, wobei der zweite Verbrennungsmodus in einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt später als der erste Verbrennungsmodus ist; einen Modus-Feststellungsabschnitt für das Feststellen, ob ein tatsächlicher Verbrennungsmodus jedes der Zylinder der erste Verbrennungsmodus oder der zweite Verbrennungsmodus ist; einen Drehmomentkorrektur-Anforderungsabschnitt für das Erzeugen eines Drehmomentkorrektur-Anforderungssignals für eine Drehmomentkorrektur entsprechend der Betriebsweise des Motors; und einen Drehmoment-Korrekturabschnitt für das Ausführen einer Drehmomentkorrektur, individuell für jeden Zylinder, in Abhängigkeit von dem Drehmomentkorrektur-Anforderungssignal und zu dem Verbrennungsmodus jedes der Zylinder, durch Manipulieren unterschiedlich manipulierter Variabler in den jeweiligen ersten und zweiten Verbrennungsmodi.
  13. Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, das aufweist: einen Modus-Auswahlabschnitt zum Auswählen eines von einem ersten Verbrennungsmodus oder einem zweiten Verbrennungsmodus für jeden der Zylinder des Motors, wobei der zweite Verbrennungsmodus in einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt später als der erste Verbrennungsmodus ist; einen Drehmomentkorrektur-Anforderungsabschnitt für das Erzeugen eines Drehmomentkorrektur-Anforderungssignales für eine Drehmomentkorrektur entsprechend der Betriebsweise des Motors; einen Variablen-Auswahlabschnitt für das Auswählen einer manipulierten Variablen entsprechend ob der Verbrennungsmodus sich von dem ersten Verbrennungsmodus in den zweiten Verbrennungsmodus oder von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus verändert hat; und einem Drehmoment-Korrekturabschnitt für das Ausführen einer Korrektur individuell für jeden der Zylinder in Abhängigkeit von dem Drehmomentkorrektur-Anforderungssignal und der manipulierten Variablen, ausgewählt durch den Variablen-Auswahlabschnitt.
  14. Motor nach Anspruch 13, wobei der Variablen-Auswahlabschnitt manipuliert Variable in einer vorbestimmten Zeitdauer später als die Zeit umschaltet, wenn der Modus-Wahlabschnitt den Verbrennungsmodus von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus umschaltet.
  15. Motor nach Anspruch 13, wobei der Variablen-Auswahlabschnitt die manipulierten Variablen zu derselben Zeit umschaltet, wenn der Modus-Auswahlabschnitt den Verbrennungsmodus von dem ersten Verbrennungsmodus in den zweiten Verbrennungsmodus umschaltet.
  16. Motor nach Anspruch 13, wobei der Drehmoment-Korrekturabschnitt die Drehmomentkorrektur innerhalb einer Übergangs- oder begrenzten Zeitdauer abschließt.
  17. Motor nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Zeitdauer eine Zeitdauer ist, bis ein Wert der Drehmomentkorrektur, angefordert durch den Drehmomentkorrektur-Anforderungsabschnitt kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
  18. Motor nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Zeitdauer eine Zeitdauer ist, bis ein Wert der manipulierten Variablen für das Erreichen der Übergangs-Drehmomentkorrektur kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
  19. Motor nach Anspruch 13, wobei der erste Verbrennungsmodus eine homogene Ladungsverbrennung ist und der zweite Verbrennungsmodus ein geschichteter Ladungsverbrennungsmodus ist.
  20. Motor nach Anspruch 13, wobei die manipulierte Variable für die Drehmomentkorrektur in dem ersten Verbrennungsmodus zumindest einen Zündzeitpunkt aufweist und die manipulierte Variable für die Drehmomentkorrektur in dem zweiten Verbrennungsmodus eine Rate von Kraftstoff und Luft aufweist.
  21. Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, die eine Mehrzahl von Zylindern hat, das die Schritte aufweist von: Anfordern eines von einem ersten Verbrennungsmodus oder einem zweiten Verbrennungsmodus für jeden der Zylinder, wobei der zweite Verbrennungsmodus in einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt später als der erste Verbrennungsmodus ist; Feststellen, ob ein tatsächlicher Verbrennungsmodus von jedem der Zylinder in dem ersten Verbrennungsmodus oder dem zweiten Verbrennungs-modus ist; Anfordern einer Drehmomentkorrektur entsprechend der Betriebsweise des Motors; Ausführen einer Drehmomentkorrektur individuell für jeden der Zylinder in Abhängigkeit von einem Drehmomentkorrektur-Anforderungssignal und von dem Verbrennungsmodus von jedem der Zylinder durch Manipulieren von unterschiedlich manipulierten Variablen in den jeweiligen ersten und zweiten Verbrennungsmodi.
  22. Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, das die Schritte aufweist, von: Auswählen eines ersten Verbrennungsmodus und eines zweiten Verbrennungsmodus für jeden der Zylinder, wobei der zweite Verbrennungsmodus in einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt später als der erste Verbrennungsmodus ist; Anfordern einer Drehmomentkorrektur entsprechend der Betrebsweise des Motors; Auswählen einer manipulierten Variablen entsprechend ob der Verbrennungsmodus sich von dem ersten Verbrennungsmodus in den zweiten Verbrennungsmodus oder von dem zweiten Verbrennungsmodus in den ersten Verbrennungsmodus verändert hat; und Ausführen einer Drehmomentkorrektur individuell für jeden der Zylinder in Abhängigkeit von dem Drehmomentkorrektur-Anforderungssignal und von der manipulierten Variablen, ausgewählt durch den Variablen-Auswahlabschnitt.
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