DE69833147T2

DE69833147T2 - System zur Steuerung der Abgasrezirkulation für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69833147T2
Application number: DE69833147T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yokohama-shi Yasuoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JPH10339215A; DE69833147D1; KR100310432B1; KR19990006748A; EP0884463A2; US5979396A; EP0884463A3; EP0884463B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor und spezieller ein Steuerungssystem zum Steuern eines EGR-Systems (Abgasrückführung) eines Motors vom Typ, der einen Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einen Homogenladungs-Verbrennungsmodus aufweist, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Seit kurzem ist das Verfahren der Direkteinspritzung im Zylinder bei einem Motor mit Fremdzündung wie ein Benzinmotor in Entwicklung, um die Kraftstoffeinsparung und das Emissionsverhalten durch Verwendung von Schichtladungs-Verbrennung und Homogenladungs-Verbrennung zu verbessern.
Im niedrigen und mittleren Lastbereich wirkt ein Steuerungssystem für einen solchen Typ auf einen Motor im Schichtladungs-Verbrennungsmodus ein, indem während des Verdichtungstaktes Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird, um ein brennbares Gemisch in Schichtung nur um die Zündkerze herum zu erzeugen. Die so zustande gebrachte Schichtverbrennung ermöglicht eine stabile Verbrennung mit einem äußerst mageren Gemisch und folglich eine merkliche Verbesserung bei Kraftstoffeinsparung und Emissionsverhalten des Motors.
Im hohen Lastbereich wird der Motor über eine vorgegebene Motorlast in einem Homogenladungs-Verbrennungsmodus betrieben, um die Forderung nach einem höheren Ausgangsdrehmoment zu erfüllen. Im Homogenladungs-Verbrennungsmodus wird während des Einlasshubes Kraftstoff eingespritzt, um ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch zu erzeugen. (In einigen Beispielen ist ein Kraftstoffeinspritzventil getrennt in einem Einlasskanal vorgesehen).
Das Steuerungssystem stellt den Verbrennungssteuermodus zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und der homogenen Verbrennung entsprechend eines oder mehrerer Betriebszustände des Motors um.
Um die Stickoxidemission zu reduzieren, ist ein Motor für ein Fahrzeug normalerweise mit einem Abgasrückführungssystem (EGR) ausgerüstet, um einen Teil der Abgase aus dem Abgassystem in das Einlasssystem zurückzuführen. Ein gewünschtes Sollverhältnis der EGR zwischen Schichtladungs-Verbrennung und homogener Verbrennung ist nicht gleich. Deshalb besteht Bedarf, das EGR-Sollverhältnis entsprechend einer Umstellung der Verbrennung zu schalten.
Die vorläufige Japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7(1995)-269416 zeigt ein EGR-Steuerungssystem für einen Motor mit Schichtverbrennung und homogener Verbrennung. Bei Schichtverbrennung bestimmt dieses System das EGR-Sollverhältnis entsprechend der Motordrehzahl und Motorlast. Wenn die Verbrennung in homogene Verbrennung geändert wird, reduziert dieses Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis auf 0 und schaltet somit die Abgasrückführung durch Schließen eines EGR-Ventils ab.
Ein Motorsteuerungssystem nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und (7) ist von WO 96/36802 bekannt. Bei diesem System ist das Schalten eines EGR-Wertes mehr verzögert als die tatsächliche Änderung vom homogenen Verbrennungsmodus in den Schichtladungs-Verbrennungsmodus.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuerungssystems und Steuerungsverfahrens für einen Motor, das in der Lage ist, die Größe der EGR zeitlich zu steuern, um die Qualität der Verbrennung zu verbessern.
Das Motorsteuerungssystem nach der vorliegenden Erfindung ist ausgelegt, um einen EGR-Steuermodus angemessener umzuschalten, damit in einer Übergangsperiode von einem Verbrennungsmodus zum anderen eine stabile Verbrennung gewährleistet wird. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Gewährleistung einer stabilen Verbrennung im Motorbetrieb direkt nach einer Umstellung der Verbrennung.
Die oben erwähnte Aufgabe wird durch das Motorsteuerungssystem und das Verfahren nach den Merkmalen von Anspruch 1 und 7 ausgeführt. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm zur Erleichterung des Verständnisses der grundlegenden Anordnung und Funktion der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung, die ein Motorsteuerungssystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine EGR-Steuerroutine in einem ersten ausführungsgemäßen Beispiel darstellt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Abwandlung der EGR-Steuerroutine von 3 darstellt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine zweite Abwandlung der EGR-Steuerroutine von 3 darstellt;
6 ist ein Laufzeitdiagramm, das zeitabhängig veränderliche Variable darstellt, um zeitabhängige Ereignisse zu veranschaulichen, die in dem Steuerungssystem entsprechend der Ausführung im Falle einer Umstellung von homogener Verbrennung zu Schichtladungs-Verbrennung auftreten;
7 ist ein Laufzeitdiagramm der in 6 dargestellten Variablen im Falle einer Umstellung von Schichtladungs-Verbrennung in homogene Verbrennung;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine EGR-Steuerroutine in einem zweiten ausführungsgemäßen Beispiel darstellt;
9 ist ein Laufzeitdiagramm, das zeitabhängig veränderliche Variable darstellt, um zeitabhängige Ereignisse zu veranschaulichen, die in dem zweiten praktischen Beispiel nach der Ausführung im Falle einer Umstellung von dem stöchiometrischen Homogenladungs-Verbrennungsmodus in den Schichtladungs-Verbrennungsmodus auftreten.
10 ist ein Laufzeitdiagramm der in 9 dargestellten Variablen im Falle einer Umstellung vom Schichtladungs-Verbrennungsmodus in den stöchiometrischen Homogenladungs-Verbrennungsmodus;
11 ist eine Ansicht, die eine topografische Darstellung der EGR für einen nach der Ausführung verwendeten stöchiometrischen Homogenladungs-Verbrennungssteuermodus darstellt;
12 ist eine Ansicht, die eine topografische Darstellung der EGR für einen nach der Ausführung verwendeten Schichtladungs-Verbrennungsmodus darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERRFINDUNG
2 zeigt ein Motorsteuerungssystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Das Motorsteuerungssystem umfasst einen Eingabeabschnitt mit einer Gruppe von Sensoren, einen Steuerabschnitt und einen Ausgabeabschnitt mit Vorrichtungen, die als Steuerelemente des Steuerungssystems dienen.
Der Eingabeabschnitt dieses Beispiels umfasst einen Gaspedalstellungs-Sensor 1 zur Erfassung einer Position eines Beschleunigungssystems des Verbrennungsmotors 4, einen Kurbelwellenwinkel-Sensor 2, einen Luftstromsensor 3 (oder Luftstrommesser) zur Erfassung einer Ansaugluftmenge für den Motor 4, und einen Wassertemperatur-Sensor 5 zur Erfassung der Temperatur des Motorkühlwassers. Der Gaspedalsensor 1 dieses Beispiels erfasst einen Öffnungsgrad (oder den Grad des Herunterdrückens) eines Gaspedals des Fahrzeugs. Der Kurbelwellenwinkelsensor 2 dieses Beispiels erzeugt ein Positionssignal, das jeden Kurbelwellenwinkel signalisiert, und ein Bezugssignal, das jeden Phasenunterschied des Zylinderhubes signalisiert. Das Steuerungssystem kann die Motordrehzahl durch Messen der Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit des Positionssignals erfassen oder die Periode des Auftretens von Impulsen des Bezugssignals messen.
Der Motor 4 umfasst für jeden Zylinder ein Kraftstoffeinspritzventil 6 und eine Zündkerze 7. Als Reaktion auf ein Steuersignal der Kraftstoffeinspritzung spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 6 jedes Zylinders den Kraftstoff direkt in den Brennraum des Motors 4 ein, und die Zündkerze 7 löst im Brennraum eine Zündung aus. In einem Ansaugkanal 8 des Motors 4 ist eine Drosselklappe 9 angeordnet. Eine Drosselklappen-Steuereinheit 10 ist angeordnet, um den Öffnungsgrad der Drosselklappe 9 mit einem Drosselklappen-Stellantrieb wie zum Beispiel ein Gleichstrommotor elektronisch zu steuern. Die Drosselklappe 9 dient als Ansaugluft-Gemischregler zur Steuerung einer Menge frischer Ansaugluft in den Motor 4. Die Einspritzventile 6 werden entweder im Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder im Homogenverbrennungsmodus gesteuert. Im Schichtladungs-Verbrennungsmodus spritzt das Einspritzventil 6 jedes Zylinders den Kraftstoff in den Brennraum im Verdichtungshub ein, um eine Schichtladungs-Verbrennung mit sehr magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch zu erreichen. Unter den Bedingungen hoher Belastung wird das Einspritzventil 6 jedes Zylinder im Homogenverbrennungsmodus gesteuert und spritzt beim Ansaughub Kraftstoff in den Brennraum ein, um eine homogene Verbrennung zu erreichen, damit eine höhere Leistungsabgabe bewirkt wird. Die Einspritzventile 6 dienen als Steuerelemente zur Steuerung des Verbrennungszustandes in dem Motor.
Die Motorsteuereinheit 11 empfängt Signale von dem Eingangsabschnitt, um Eingabeinformationen hinsichtlich der Betriebszustände des Motors zu sammeln, und steuert den Öffnungsgrad der Drosselklappe 9 durch die Drosselklappensteuereinheit 10, die Kraftstoffeinspritzmenge (oder Menge der Kraftstoffzufuhr) und die Verstellung der Kraftstoffeinspritzung jedes Einspritzventils 6 und die Zündverstellung von jeder Zündkerze 7 entsprechend den Betriebszuständen des Motors.
Die Motorsteuereinheit 11 ist ein Hauptbestandteil im Steuerabschnitt des Steuerungssystems. In diesem Beispiel enthält die Steuereinheit 11 mindestens einen Computer mit mindestens einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einen Speicherabschnitt mit ROM und RAM sowie Eingabe- und Ausgabeabschnitte wie es in 2 dargestellt ist.
Die Einspritzventile 6 sind Komponenten des Kraftstoffsystems des Motors 4, das in diesem Beispiel das Kraftstoffeinspritzsystem ist. Die Zündkerzen 7 sind Komponenten des Einspritzsystems des Motors 4. Der Motor 4 umfasst des Weiteren das durch den Ansaugkanal 8, die Drosselklappe 9, usw. gebildete Einlasssystem, das Abgassystem mit mindestens einem Abgaskanal 12 des Motors und einem EGR-System (Abgasrückführung), welches das Abgassystem mit dem Ansaugsystem verbindet.
Das EGR-System des Motors 4 umfasst einen EGR-Kanal 13, der den Abgaskanal 12 mit dem Ansaugkanal 8 verbindet, und ein in dem EGR-Kanal 12 angeordnetes EGR-Steuerventil 14. Eine EGR-Steuereinheit 15 ist angeordnet, um die Öffnung des EGR-Ventils 14 elektronisch zu steuern. In diesem Beispiel umfasst die EGR-Steuereinheit 15 einen Schrittschaltmotor, um die Stellung des EGR-Ventils 14 genau zu steuern. Die EGR-Steuereinheit 15 verändert den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 14 und steuert damit die Größe der EGR.
Die Steuereinheit 11 berechnet eine Sollverhältnis von Ansaugluft aus der Gaspedalöffnung θa und der Motordrehzahl Ne und steuert den Öffnungsgrad der Drosselklappe 9, um das Sollverhältnis von Ansaugluft zu erlangen, indem ein Steuersignal an die Drosselklappen-Steuereinheit 10 geliefert wird. Die Motorsteuereinheit 11 steuert außerdem den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 14, indem ein Steuersignal (oder EGR-Steuersignal) an die EGR-Steuereinheit 15 gesendet wird und sich dadurch der EGR-Zustand des Motors 4 verändert. Die Steuereinheit 11 aktiviert EGR in einem vorgegebenen Betriebsbereich (EGR-Bereich) des Motors, um ein gewünschtes Sollverhältnis der EGR (EGR-Gasmenge/Ansaugluftmenge) zu erreichen. Der EGR-Bereich wird durch die Motorlast (wie die Gaspedalöffnung θa oder die Kraftstoffeinspritzmenge und die Motordrehzahl ausgedrückt.
Der Eingabeabschnitt dieses Beispiels umfasst des Weiteren einen Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Sensor 16, der im Abgaskanal 12 des Motors vorgesehen ist, um das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Kraftstoff/Luftgemisches zu erfassen, indem die Konzentration einer vorgegebenen Komponente wie Sauerstoff im Abgasgemisch erfasst wird.
3 zeigt ein Einstellungssteuerverfahren der EGR-Umstellung, das durch die Steuereinheit 11 ausgeführt wird.
Im Schritt S1 liest die Steuereinheit 11 die erfassten Betriebszustände des Motors wie den Grad θa der Gaspedalöffnung (oder Herunterdrücken), die Motordrehzahl Ne und die Kühlmitteltemperatur Tw des Motors, die von dem Eingabeabschnitt zugeführt werden.
Im Schritt S2 wählt die Steuereinheit 11 den erfassten Betriebszuständen des Motors entsprechend vom Schichtladungs-Verbrennungsmodus und Homogenverbrennungsmodus einen als den gewünschten Soll-Verbrennungsmodus aus.
Im Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 11, ob eine Verbrennungsmodus-Umstellanforderung für eine Verbrennungsmodus-Umstellung zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und dem Homogenverbrennungsmodus besteht. Das Steuerungssystem führt keine Umstellung der aktuellen Verbrennung unmittelbar nach dem Empfang der Modus-Umstellanforderung aus, um eine stufenförmige Änderung im Drehmoment aufgrund einer Reaktionsverzögerung in der Ansaugluftmenge zu verhindern. Das Steuerungssystem ändert das äquivalente Verhältnis stufenweise zu einem neuen Sollwert und führt eine aktuelle Umstellung der Verbrennung bei einer solchen Verstellung aus, um keine stufenförmige Änderung des Drehmoments zu verursachen.
In diesem Beispiel schaltet die Steuereinheit 11 unmittelbar ein erstes Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR1, wenn die Verbrennungsmodus-Änderungsanforderung entsprechend den Betriebszuständen des Motors generiert ist, und anschließend ein zweites Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR2, wenn die Verbrennung aktuell geändert wird. In diesem Beispiel ist das erste Flag FSTR1 für die Homogenladungs-Verbrennung 0 und für die Schichtladungs-Verbrennung 1, und das zweite Flag FSTR2 ist für die Homogenladungs-Verbrennung ebenfalls 0 und für die Schichtladungs-Verbrennung 1. In diesem Beispiel besteht die Verbrennungsmodus-Umstellanforderung während des Zeitraums von der Generierung der Verbrennungsmodus-Umstellanforderung bis zur aktuellen Umstellung der Verbrennung. Das heißt, die Verbrennungsmodus-Umstellanforderung besteht, während das erste Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR1 und das zweite Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR2 einander nicht gleich sind.
Wenn es keine Verbrennungsmodus-Umstellanforderung gibt, schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S3 zum Schritt S4. Im Schritt S4 bestimmt die Steuereinheit 11, ob der aktuelle Verbrennungsmodus der Schichtladungs-Verbrennungsmodus ist oder nicht, indem geprüft wird, ob das zweite Verbrennungszustand-Flag FSTR2 1 ist oder nicht. Wenn es 1 ist, schreitet die Steuereinheit 11 zum Schritt S5 und setzt ein EGR-Sollverhältnis tEGR auf ein für die Schichtladungs-Verbrennung geeignetes Schichtladungsmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRs. Wenn der aktuelle Modus der Homogenverbrennungsmodus ist, schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S4 zum Schritt S6 und setzt das EGR-Sollverhältnis tEGR auf ein für die Homogenverbrennung geeignetes Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh.
Wenn die Verbrennungsmodus-Umstellanforderung besteht, schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S3 zum Schritt S6 und setzt das EGR-Sollverhältnis tEGR auf das Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh für die Homogenverbrennung. Das heißt, das EGR-Sollverhältnis tEGR wird während der Periode von der Generierung der Verbrennungsmodus-Umstellanforderung bis zur tatsächlichen Umstellung der Verbrennung dem Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh entsprechend gehalten.
4 zeigt eine Abwandlung des durch die Steuereinheit 11 ausgeführten Verstellsteuerverfahrens der EGR-Umstellung. In der Steuerlogik von 4 bestimmt die Steuereinheit 11 im Schritt S11, ob das erste Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR1 und das zweite Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR2 beide gleich 1 sind oder nicht. Wenn sie 1 entsprechen, dann schreitet die Steuereinheit 11 zum Schritt S12 und setzt das EGR-Sollverhältnis tEGR im Schritt S12 auf das Schichtladungsmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRs. Wenn das eine oder das andere der ersten und zweiten Verbrennungs-Sollzustands-Flags FSTR1 und FSTR2 oder beide gleich 0 sind, dann schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt 11 zum Schritt S13 und setzt das EGR-Sollverhältnis tEGR auf das Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh.
5 zeigt eine weitere Abwandlung des durch die Steuereinheit 11 ausgeführten Verstellsteuerverfahrens der EGR-Umstellung. Im Schritt S21 bestimmt die Steuereinheit 11, wie im Schritt S11, ob das erste Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR1 und das zweite Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR2 beide 1 entsprechen oder nicht. Wenn beide 1 entsprechen, dann schreitet die Steuereinheit 11 zum Schritt S22 und wählt ein Routinenverzeichnis des Schichtladungsmodus-EGR-Sollverhältnisses tEGRs beim Schritt S22 aus. Wenn mindestens eines des ersten Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR1 und des zweiten Verbrennungs-Sollzustands-Flag FSTR2 0 entspricht, dann schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S21 zum Schritt S23 und wählt im Schritt S23 ein Routinenverzeichnis des Homogenmodus-EGR-Sollverhältnisses tEGRh aus. Anschließend bestimmt die Steuereinheit 11 im Schritt S24 einen Wert des EGR-Sollverhältnisses entsprechend mindestens eines Betriebszustandes des Motors, indem ein ausgewähltes der Routinenverzeichnisse verwendet wird.
Die 11 und 12 zeigen als Beispiel EGR-Routinenverzeichnisse, die in den Schritten S22 und S23 eingesetzt werden können. Wenn in diesem Falle die Antwort des Schrittes S21 positiv ist, wählt die Steuereinheit 11 im Schritt S22 das in 12 dargestellte Routinenverzeichnis aus und bestimmt das EGR-Sollverhältnis im Schritt S24, indem das EGR-Routinenverzeichnis von 12 verwendet wird, entsprechend den Betriebszuständen des Motors, die mindestens die Motorlast und die Motordrehzahl umfassen. Wenn die Antwort des Schrittes S21 negativ ist, wählt die Steuereinheit 11 im Schritt S23 das in 11 dargestellte EGR-Routinenverzeichnis aus und bestimmt das EGR-Sollverhältnis durch Verwendung des EGR-Routinenverzeichnisses von 11 entsprechend der Motorlast, der Motordrehzahl und einem oder mehreren anderen Parametern.
In diesen Prozessen gemäß der Ausführung nach der vorliegenden Erfindung differenziert das Steuerungssystem die Umstellverstellung der EGR-Steuerung zwischen der Umstellung von der Schichtladungs-Verbrennung in die Homogenverbrennung und die Umstellung von der Homogenverbrennung in die Schichtladungs-Verbrennung. Im Falle einer Umstellung von der Homogenverbrennung in die Schichtladungs-Verbrennung hält das Steuerungssystem das EGR-Verhältnis auf dem Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh von einer Generierung der Verbrennungsmodus-Umstellanforderung zur aktuellen Umstellung in die Homogenverbrennung. Das Steuerungssystem ändert das EGR-Verhältnis in das Schichtladungsmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRs nach aktueller Umstellung in die Schichtladungs-Verbrennung.
Im Falle einer Umstellung von der Schichtladungsverbrennung in die Homogenverbrennung ändert das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis tEGR in das Homogenmo dus-Sollverhältnis tEGRh unmittelbar nach Empfang der Modusänderungsanforderung von der Schichtladungsverbrennung in den Homogenverbrennungsmodus und hält das EGR-Sollverhältnis tEGR auf dem Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh auch nach der aktuellen Umstellung in die Homogenverbrennung.
6 und 7 veranschaulichen Operationen des Steuerungssystems nach dem ersten praktischen Beispiel der Ausführung.
Es gibt eine Übertragungsverzögerung des EGR-Gases und eine zeitliche Verzögerung von einer Änderung im EGR-Sollverhältnis bis zur Beendigung einer aktuellen Änderung des EGR-Ventils 12, das durch das Steuerelement, wie zum Beispiel ein Schrittfolgemotor, angetrieben wird, auf den dem EGR-Sollverhältnis entsprechenden Öffnungsgrad. Um eine stabile homogene Verbrennung bei magerem Kraftstoff/Luft-Verhältnis nahe einer Umstellung mit der Schichtladungsverbrennung zu gewährleisten, schaltet das Steuerungssystem die EGR ab, indem das EGR-Sollverhältnis tEGR gleich 0 gesetzt wird. Bei der Schichtladungsverbrennung nutzt das Steuerungssystem andererseits die EGR definitiv, indem das EGR-Sollverhältnis erhöht wird, wobei eine zeitliche Abnahme des EGR-Verhältnisses jedoch nicht so einflussreich auf die Verbrennung ist.
Deshalb hält das Steuerungssystem im Falle einer Umstellung von Homogenverbrennung auf Schichtladungsverbrennung, wie in 6 gezeigt, eine stabile homogene Verbrennung dadurch aufrecht, dass das Halten des EGR-Sollverhältnisses tEGR auf dem Homogenmodus-EGR-Sollverhältnis tEGRh nach Generierung einer Verbrennungsumstellanforderung entsprechend dem Betriebszustand des Motors wie die Motorlast fortgesetzt wird, bis die aktuelle Verbrennung in Schichtladungsverbrennung geändert ist. Nach Umstellung der aktuellen Verbrennung in die Schichtladungsform ändert das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis tEGR in das Schichtladungsmodus-Sollverhältnis tEGRs und öffnet dadurch das EGR-Ventil 14, um eine stabile Ladungsschichtverbrennung zu erlangen. Die homogene Verbrennung vor der Umstellung wird nicht durch das EGR-Gas beeinflusst, weil das EGR-Gas nach der Verbrennungsumstellung eingeleitet wird.
Im Falle einer Umstellung von der Schichtladungs-Verbrennung in die Homogenverbrennung ändert das Steuerungssystem, wie in 7 gezeigt, das EGR- Sollverhältnis tEGR in das Homogenmodus-Sollverhältnis tEGRh und schließt das Ventil 14 unmittelbar, wenn eine Verbrennungs-Umstellanforderung in den homogenen Modus entsprechend dem Betriebszustand des Motors wie die Motorlast generiert ist. Das Steuerungssystem startet das Schließen des EGR-Ventils 14 ohne Verzögerung und versetzt daher das aktuelle EGR-Verhältnis rEGR für die Homogenverbrennung, trotz der Antriebsverzögerung des EGR-Ventils 14 und der Übertragungsverzögerung des EGR-Gases, zeitlich angemessen in das Sollverhältnis tEGRh. Das Steuerungssystem kann das EGR-Gas vollständig ausschließen, indem das EGR-Sollverhältnis auf 0 reduziert und das EGR-Ventil früher geschlossen wird.
8 zeigt ein EGR-Umstellsteuerungsverfahren eines zweiten Beispiels nach der Ausführung der vorliegenden Erfindung. Im zweiten Beispiel weist das Steuerungssystem den Schichtladungs-Verbrennungsmodus wie in der vorhergehenden Ausführung auf. Das Steuerungssystem des zweiten Beispiels weist außerdem zwei unterschiedliche Homogenverbrennungsmodi auf, einen stöchiometrischen (oder reicheren) Homogenverbrennungsmodus zur Erzeugung einer homogenen Verbrennung mit einem theoretischen Kraftstoff/Luft-Verhältnis oder in der Nähe davon, und einen mageren Homogenverbrennungsmodus zur Erzeugung einer homogenen Verbrennung mit einem Kraftstoff/Luft-Verhältnis (von etwa 20), das magerer ist. Das Steuerungssystem schaltet den Verbrennungsmodus zwischen diesen drei unterschiedlichen Verbrennungsmodi entsprechend den Betriebszuständen des Motors. 8 zeigt das Verfahren zum Einstellen des EGR-Sollverhältnisses auf eines von EGR-Sollverhältnis tEGRhl des homogenen mageren Verbrennungsmodus, das auf die homogene magere Verbrennung angepasst ist, EGR-Sollverhältnis tEGRhs des homogenen stöchiometrischen Verbrennungsmodus, das auf die homogene stöchiometrische Verbrennung angepasst ist, und EGR-Sollverhältnis tEGRs des Schichtladungsverbrennungsmodus, das auf die Schichtladungsverbrennung angepasst ist.
Die Schritte S31 bis S34 sind im Wesentlichen identisch mit den Schritten S1 bis S4 von 2.
Schritt S35 wird erreicht, wenn die Steuereinheit 11 im Schritt S34 beurteilt, dass die gegenwärtige Verbrennung Homogenverbrennung ist. Im Schritt S35 prüft die Steuereinheit 11 ein Flag FLEAN und bestimmt dadurch, ob der Sollverbrennungsmodus der magere Homogenverbrennungsmodus ist oder nicht (der stöchiometrische Homogenverbrennungsmodus). Das Flag FLEAN ist ein Zustandscode, der entsprechend den Betriebszuständen des Motors gesetzt und zurückgesetzt wird.
Wenn das Ziel die magere Homogenverbrennung ist, schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S35 zum Schritt S36 und setzt im Schritt S36 das EGR-Sollverhältnis tEGR auf das Sollverhältnis tEGRhl des mageren Homogenmodus für den mageren Homogenverbrennungsmodus. In diesem Beispiel ist das EGR-Sollverhältnis tEGRhl des mageren Homogenmodus 0, und das EGR-Sollverhältnis tEGR wird in dem Schritt S36 auf 0 gesetzt. Das EGR-Sollverhältnis tEGRhl des mageren Homogenmodus wird gleich 0 gesetzt, weil die Verbrennung im mageren Homogenverbrennungsmodus normalerweise instabil ist.
Wenn das Ziel die stöchiometrische Homogenverbrennung ist, schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S35 zum Schritt S37 und bestimmt im Schritt S37, ob das äquivalente Verhältnis größer oder gleich einem vorgegebenen unteren Grenzwert (oder Schwellenwert TFBYA0) ist, der benötigt wird, um das EGR-Verhältnis des stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus zu ermöglichen. Bei gleich bleibender stöchiometrischer Homogenverbrennung mit dem theoretischen Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird das äquivalente Verhältnis größer gesetzt als der vorbestimmte untere Grenzwert. Um das Drehmoment stoßfrei zu ändern, erhöht das Steuerungssystem dieses Beispiels jedoch das äquivalente Verhältnis beim Übergang von Schichtladungs-Verbrennung zu stöchiometrischer Homogenverbrennung stufenweise und setzt die Erhöhung des äquivalenten Verhältnisses auf das theoretische Kraftstoff/Luft-Sollverhältnis auch nach einer Umstellung der aktuellen Verbrennung in die homogene Verbrennung fort. Wenn das äquivalente Verhältnis im Vergleich zu dem äquivalenten Verhältnis für die stöchiometrische Homogenverbrennung doch zu klein ist und die aktuelle Verbrennung noch in Form der mageren Homogenverbrennung ist, wartet das Steuerungssystem daher, ohne das EGR-Verhältnis unmittelbar in das Verhältnis der stöchiometrischen Homogenverbrennung zu ändern, bis das äquivalente Verhältnis den vorbestimmten unteren Grenzwert erreicht. Eine zu frühe Umstellung auf das EGR-Verhältnis EGRhs der stöchiometrischen Homogenverbrennung würde die Qualität der Verbrennung verschlechtern. Um eine solche Verschlechterung zu verhindern, setzt das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis tEGR im Schritt S36 auf das Verhältnis tEGRhl (=0) des mageren Homo genmodus, bis das äquivalente Verhältnis gleich der vorbestimmten unteren Grenze wird. Wenn das äquivalente Menge größer als der vorbestimmte Wert wird, schreitet das Steuerungssystem vom Schritt S37 zum Schritt S38 und stellt das EGR-Sollverhältnis tEGR auf das Verhältnis tEGRhs der stöchiometrischen Homogenverbrennung um.
Wenn die Antwort des Schritts S33 wegen des Vorhandenseins einer Anforderung zur Verbrennungsumstellung positiv ist oder wenn die Antwort des Schritts S34 wegen einer Beurteilung, dass die aktuelle Verbrennung in Schichtladung erfolgt, positiv ist, schreitet das Steuerungssystem zum Schritt S39 und wählt das Sollverhältnis tEGRs für den Schichtladungs-Verbrennungsmodus.
9 und 10 stellen Operationen des Steuerungssystems nach dem zweiten praktischen Beispiel dar.
9 zeigt eine Umstelloperation vom stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus in den Schichtladungs-Verbrennungsmodus. Die Steuereinheit 11 überwacht einen vorbestimmten Betriebsparameter des Motors, der die Motorlast anzeigt, der entsprechend eines oder mehrerer erfasster Betriebszustände des Motors bestimmt wird. Zum Beispiel ist der Betriebsparameter des Motors eine Variable, die ein Solldrehmoment tTe0 des Motors darstellt, das entsprechend der Gaspedalöffnung Aps und der Motordrehzahl Ne bestimmt wird. Wenn zum Beispiel das Solldrehmoment tTe0 des Motors von einem vorbestimmten ersten Bereich für den stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus auf einen vorbestimmten zweiten Bereich für den mageren Homogenverbrennungsmodus bei einer Verringerung der Gaspedalöffnung abnimmt, dann ändert die Steuereinheit 11 den Sollverbrennungsmodus vom stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus in den mageren Homogenverbrennungsmodus und ändert das dritte Verbrennungszustands-Soll-Flag FLEAN von einem Pegel, der den stöchiometrischen Modus anzeigt, auf einen Pegel des mageren Homogenmodus. Gleichzeitig verringert die Steuereinheit 11 das EGR-Sollverhältnis tEGR vom ersten Sollverhältnis tEGRhs für den stöchiometrischen Homogenmodus in das zweite Sollverhältnis tEGRhl (=0), das dem mageren Homogenverbrennungsmodus angepasst ist. Folglich verringert sich das aktuelle EGR-Verhältnis auf 0 wie es in 9 gezeigt ist.
Der Verbrennungszustand wird somit von stöchiometrischer Homogenverbrennung in magere Homogenverbrennung geändert. Wenn die Verbrennung in die magere Homogenverbrennung geändert wird, unterbricht das Steuerungssystem die EGR und steuert den EGR-Zustand entsprechend, um immer eine zufrieden stellende Verbrennung zu gewährleisten.
Wenn der die Belastung anzeigende Betriebsparameter des Motors weiter von dem zweiten Bereich des mageren Homogenmodus in einen vorbestimmten dritten Bereich des Schichtladungs-Verbrennungsmodus abweicht, wird eine Anforderung der Verbrennungsumstellung erzeugt, und das erste Flag FSTR1 des Verbrennungs-Sollzustands wird von dem Wert der homogenen Verbrennung in den Wert der Schichtladungs-Verbrennung geändert. Anschließend stellt das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis tEGR vom Sollverhältnis tEGRhl des mageren Homogenmodus (=0) in das EGR-Sollverhältnis tEGRs des Schichtladungsmodus um, wenn die Verbrennung in den Schichtladungsmodus geändert wird. Deshalb erhöht sich das aktuelle EGR-Verhältnis rEGR auf das EGR-Sollverhältnis tEGRs des Schichtladungsmodus wie es in 9 dargestellt ist.
Im stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus ist die Verbrennung relativ stabil. Deshalb kann das Steuerungssystem Stickoxide bis zu einer begrenzten Menge reduzieren, ohne die Qualität der Verbrennung durch die EGR zu verschlechtern. In dem mageren Homogenmodus ist die Verbrennung andererseits normalerweise instabil und die Verbrennung wird durch die EGR merklich beeinflusst. Deshalb schaltet das Steuerungssystem beim Vorgang der Umstellung von stöchiometrischer Homogenverbrennung in die Schichtladungsverbrennung durch die magere Homogenverbrennung die EGR unverzüglich ab, indem das EGR-Sollverhältnis zum Zeitpunkt der Umstellung der Sollverbrennung vom stöchiometrischen Homogenmodus in den mageren Homogenmodus auf 0 reduziert wird, vor einer Umstellung der aktuellen Verbrennung in den mageren Homogenmodus. Anschließend ändert das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis vom Wert für den mageren Homogenmodus in den Wert für die Schichtladungsverbrennung nach einer Umstellung der aktuellen Verbrennung in den Schichtladungsmodus, um eine Verschlechterung der Verbrennung während der mageren Homogenverbrennung zu verhindern.
10 zeigt einen Umstellvorgang vom Schichtladungs-Verbrennungsmodus in den stöchiometrischen Homogenverbrennungsmodus.
Entsprechend einer Zunahme im Solldrehmoment tTe0 des Motors ändert das Steuerungssystem zuerst das erste Flag FSTR1 des Verbrennungs-Sollzustands vom Wert des Schichtladungsmodus in den Wert des homogenen Modus, um eine Verbrennungsumstellungs-Anforderung zu signalisieren.
Gleichzeitig mit dieser Umstellung des Zustandsflag FSTR1 wird das EGR-Sollverhältnis auf 0 geändert. Anschließend wird das dritte Flag FLEAN entsprechend der Umstellung von der mageren Homogenverbrennung in die stöchiometrische Homogenverbrennung vom Wert des Magermodus in den Wert des stöchiometrischen Modus geändert. Dann wird das zweite Flag FSTR2 als Reaktion auf die aktuelle Umstellung der Verbrennung vom Wert des Schichtladungsmodus in den Wert des homogenen Modus geändert. Das Steuerungssystem setzt jedoch das Halten des EGR-Sollverhältnisses tEGR gleich 0 fort.
Bei einer Erhöhung des Solldrehmoments tTe0 des Motors nimmt das äquivalente Sollverhältnis TFBYA zu wie es in 10 gezeigt ist. Wenn das äquivalente Sollverhältnis TFBYA den vorbestimmten Wert TFBYAo erreicht, ändert das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis tEGR in das stöchiometrische Modusverhältnis tEGRhs. Folglich ist das aktuelle EGR-Verhältnis rEGR gegenüber dem Verhältnis tEGRhs erhöht.
So hält das Steuerungssystem die Qualität der Verbrennung aufrecht, indem die EGR-Operation auch nach der Umstellung der aktuellen Verbrennung in die homogene Verbrennung abgeschaltet wird, bis das äquivalente Sollverhältnis genügend hoch wird.
Auf diese Weise reduziert das Steuerungssystem das EGR-Sollverhältnis als Reaktion auf die Umstellanforderung von der Schichtladungs-Verbrennung auf die homogene Verbrennung vor der Umstellung auf die homogene Verbrennung umgehend auf 0 und verzögert einen erneuten Start von EGR mit dem EGR-Verhältnis, das dem stöchiometrischen Homogenmodus angepasst ist, bis sich das äquivalente Verhältnis dem stöchiometrischen Niveau genügend annähert.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Motoren verschiedener Typen. Zum Beispiel umfasst ein in der Erfindung verwendbarer Motor eine Motorblock-Baugruppe aus einem Zylinderblock, einem Zylinderkopf, usw., ein erstes System (oder Verbrennungssteuerung), das in der Lage ist, den Verbrennungszustand in jedem Zylinder des Motors zu steuern, und den Verbrennungs-Steuermodus zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und dem Homogenverbrennungsmodus umstellen kann, und ein zweites System (EGR) zum Steuern des EGR-Zustands, indem ein EGR-Gasstrom reguliert wird.
Das erste (oder Verbrennungssteuerung-) system des Motors kann mindestens jeweils ein Kraftstoffsystem oder ein Zündungssystem umfassen. In einem in 1 gezeigten Beispiel umfasst das erste System ein Kraftstoffsystem 201 wie ein Kraftstoffeinspritzsystem und ein Zündungssystem 202. Das zweite System umfasst mindestens ein EGR-Steuerstellglied 203. Die dargestellte Ausführung ist in der gleichen Art und Weise aufgebaut. Die Einspritzventile 6 sind Bestandteil des Kraftstoffsystems und die Zündkerzen 7 sind Bestandteil des Zündungssystems. Das EGR-System umfasst die Einzelheiten 13, 14, 15 usw..
In der dargestellten Ausführung nach der Erfindung umfasst das EGR-Steuerstellglied 203 mindestens entweder das EGR-Steuerventil 14 oder sein Stellglied 15.
In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst der Regler einen ersten Abschnitt 207 und einen zweiten Abschnitt 209. Der erste Abschnitt 207 ist ein Abschnitt, um mindestens ein Verbrennungs-Steuersignal wie zum Beispiel ein Steuersignal zum Steuern der Kraftstoffeinspritzverstellung und Kraftstoffeinspritzmenge und/oder ein Steuersignal zum Steuern der Zündverstellung zu erzeugen, und zum Umstellen der Verbrennung zwischen Schichtladungs-Verbrennung und homogener Verbrennung, indem der Steuermodus des Steuersignals geändert wird. Zum Beispiel stellt der erste Abschnitt 207 den Verbrennungs-Steuermodus dadurch um, dass die Kraftstoffeinspritzverstellung geändert wird zwischen einer Einstellung für die Schichtladungs-Verbrennung und einer Einstellung für die homogene Verbrennung. Der zweite Abschnitt 209 erzeugt ein EGR-Steuersignal, um den EGR-Zustand mit dem EGR-Steuerstellglied 203 zu steuern. Der zweite Abschnitt 209 erreicht das gewünschte EGR-Sollverhältnis, indem das das Sollverhältnis darstellende EGR-Steuersignal an das Stellglied 203 gesendet wird. Es ist möglich, dem Ablaufdiagramm von 3 einen Schritt S7 an einer Position, die dem Schritt S6 und S5 folgt, direkt vor dem Beendigungsabschnitt hinzuzufügen. In diesem Falle schreitet die Steuereinheit 11 vom Schritt S6 oder S5 zum Schritt S7 und erzeugt das EGR-Steuersignal, welches das im Schritt S5 oder S6 ausgewählte EGR-Sollverhältnis darstellt, und beendet anschließend diese Routine.
Das Steuerungssystem kann in einem Fahrzeug angebracht werden. Vorzugsweise umfasst der Regler mindestens einen bordeigenen Computer. Der erste Abschnitt 207 und der zweite Abschnitt 209 können zwei Abschnitte in einem Computermodul oder zwei getrennte Computermodule sein.
In einem Beispiel bestimmt der Regler entsprechend den erfassten Betriebszuständen des Motors einen ersten Betriebsparameter und einen zweiten Betriebsparameter des Motors. Der Regler erzeugt ein Verbrennungsumstell-Anforderungssignal, wenn der erste Parameter von einem vorbestimmten Bereich gegenüber einem anderen vorbestimmten Bereich abweicht und stellt anschließend als Reaktion auf das Anforderungssignal den Verbrennungsmodus um, wenn der zweite Parameter von einem vorbestimmten Bereich gegenüber einem anderen vorbestimmten Bereich abweicht. Der erste Parameter kann ein Parameter sein, der die Motorlast anzeigt wie das berechnete Solldrehmoment des Motors. Der zweite Parameter kann ein Parameter sein, der das äquivalente Sollverhältnis anzeigt, das entsprechend den Betriebszuständen des Motors bestimmt wurde. Der Regler kann konfiguriert werden, um das äquivalente Sollverhältnis mit der Phase der Ansaugluftmenge beim Übergang von einem Verbrennungsmodus zum anderen zu synchronisieren.

Claims

Motorsteuerungssystem, das umfasst: einen Verbrennungsmotor, der ein Verbrennungs-Steuersystem, das einen Verbrennungszustand in dem Motor steuert, indem es einen Verbrennungs-Steuermodus zwischen einem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einem Homogenladungs-Verbrennungsmodus ändert, und ein EGR-System umfasst, das Abgas des Motors zu einem Einlassluftstrom zu dem Motor zurückführt; und eine Steuereinrichtung, die eine EGR-Menge steuert, indem sie das EGR-System steuert, um einen EGR-Steuermodus zwischen einem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus für den Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus für den Homogenladungs-Verbrennungsmodus umzustellen und die EGR-Menge an den Verbrennungszustand des Motors anzupassen, und einen EGR-Steuerungsumstellungs-Zeitpunkt der Umstellung des EGR-Steuerungsmodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden Modus und dem Homogenladung bewirkenden Modus entsprechend einer Umstellungsrichtung ändert, die eine erste Richtung von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder eine zweite Richtung von dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus zu dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus ist, wobei das EGR-System des Motors einen EGR-Kanal, der von einem Abgassystem des Motors zu einem Einlasssystem des Motors verläuft, und ein EGR-Ventil umfasst, das in dem EGR-Kanal angeordnet ist, und die Steuereinrichtung ein EGR-Steuersignal erzeugt, um einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils zu steuern und die EGR-Menge in dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus und dem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus zu steuern, wobei das Steuerungssystem des Weiteren einen Motor-Betriebszustandssensor umfasst, der einen Motorbetriebszustand des Motors erfasst, und die Steuereinrichtung, die Umschaltrichtung bestimmt, indem sie als einen gewünschten Soll-Verbrennungs modus den Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder den Homogenladungs-Verbrennungsmodus entsprechend dem durch den Sensor erfassten Motorbetriebszustand auswählt, den EGR-Steuerungs-Umstellungszeitpunkt vorverlegt, um einen Beginn einer Umstellung des EGR-Steuermodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus und dem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus vor einer Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus auszuführen, wenn der Soll-Verbrennungsmodus der Homogenladungs-Modus ist und die Umstellungsrichtung von dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus zum Homogenladungs-Verbrennungsmodus ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung den EGR-Steuerungs-Umstellungszeitpunkt zurücknimmt, um einen Beginn der Umstellung des EGR-Steuermodus auf den Moment zu verzögern, zu dem die Steuereinrichtung dem Verbrennungsmodus tatsächlich von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus ändert.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem Schichtladung bewirkenden Modus zu dem Homogenladung bewirkenden Modus ausführt, indem sie eine gewünschte Soll-EGR-Menge von einem ersten Pegel entsprechend dem Schichtladung bewirkenden Modus unmittelbar dann auf einen zweiten Pegel entsprechend dem Homogenladung bewirkenden Modus umstellt, wenn sich der Motorbetriebszustand von einem ersten Zustandsbereich, der den Schichtladungs-Verbrennungsmodus erforderlich macht, zu einem zweiten Zustandsbereich ändert, der den Homogenladungs-Verbrennungsmodus erforderlich macht, und eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem Homogenladung bewirkenden Modus auf den Schichtladung bewirkenden Modus ausführt, indem sie die gewünschte Soll-EGR-Menge von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel umstellt, wenn der Verbrennungs-Steuermodus tatsächlich von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus umgestellt wird.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie ein Zustandssignal erzeugt, das in einem ersten Signalstatus ist, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuer modus beide der Schichtladungs-Verbrennungsmodus sind, in einem zweiten Signalstatus ist, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus beide der Homogenladungs-Verbrennungsmodus sind, und in einem dritten Signalstatus ist, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus sich voneinander unterscheiden, und den EGR-Steuermodus nur dann auf den Schichtladung bewirkenden Modus einstellt, wenn das Zustandssignal in dem ersten Signalstatus ist, und auf den Homogenladung bewirkenden Modus, wenn das Zustandssignal in dem zweiten Signalstatus ist und wenn das Zustandssignal in dem dritten Signalstatus ist.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei der Homogenladungs-Verbrennungsmodus einen Fett-Verbrennungsmodus zum Steuern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Fett-Pegel und einen Mager-Verbrennungsmodus zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Mager-Pegel umfasst, der magerer ist als der Fett-Pegel, der Homogenladung bewirkende EGR-Modus einen ersten Modus, der für den Mager-Verbrennungsmodus geeignet ist, und einen zweiten Modus umfasst, der für den Fett-Verbrennungsmodus geeignet ist, und die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie als den Soll-Verbrennungsmodus den Schichtladungs-Verbrennungsmodus, den Mager-Verbrennungsmodus des Homogenladungs-Verbrennungsmodus und den Fett-Verbrennungsmodus des Homogenladungs-Verbrennungsmodus auswählt und die EGR-Menge des Motors an den Verbrennungszustand des Motors anpasst, indem sie den EGR-Steuermodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden Modus, dem ersten Modus und dem zweiten Modus umstellt.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Verzögerung der Umstellung des EGR-Steuermodus zu dem zweiten Modus nach einer tatsächlichen Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus zu dem Fett-Verbrennungsmodus zulässt.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 5, wobei das Verbrennungssteuerungssystem des Motors ein Kraftstoffsteuerungs-Stellglied umfasst, das eine Kraftstoffzufuhrmenge zu dem Motor ändert, um ein Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein gewünschtes Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, und die Steuereinrichtung eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem zweiten Modus des Homogenladung bewirkenden Modus zu dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus ausführt, indem sie die Soll-EGR-Menge in Reaktion auf eine Anforderung von Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Fett-Verbrennungsmodus auf den Mager-Verbrennungsmodus von einem Homogenladung bewirkenden Fett-Wert auf einen Homogenladung bewirkenden Mager-Wert verringert und dann zu einem Zeitpunkt der tatsächlichen Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus auf den Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder danach die Soll-EGR-Menge von dem Homogenladung bewirkenden Mager-Wert auf einen Schichtladung bewirkenden Ultramager-Wert und erhöht, und eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem Schichtladung bewirkenden Modus zu dem zweiten Modus des Homogenladung bewirkenden Modus ausführt, indem sie die Soll-EGR-Menge in Reaktion auf eine Anforderung von Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Schichtladungs-Modus auf den Homogenladungs-Modus von dem Schichtladung bewirkenden Wert auf den Homogenladung bewirkenden Mager-Wert verringert und dann die Soll-EGR-Menge von dem Homogenladung bewirkenden Mager-Modus auf den Homogenladung bewirkenden Fett-Wert erhöht, wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einen vorgegebenen Fett-Bereich eintritt, der fetter ist als ein vorgegebener Pegel.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei das Verbrennungssteuerungssystem des Motors ein Kraftstoffeinspritzsystem umfasst, das ein Kraftstoffeinspritzventil umfasst, das Kraftstoff direkt in einen Motorzylinder des Motors einspritzt; wobei die Steuereinrichtung einen ersten Abschnitt, der den Verbrennungs-Steuermodus zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus umstellt, indem er einen Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt zwischen einem ersten Einspritzzeitpunkt für den Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einem zweiten Einspritzzeitpunkt für den Homogenladungs-Verbrennungsmodus umstellt, und einen zweiten Abschnitt umfasst, der den EGR-Steuermodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden Modus und dem Homogenladung bewirkenden Modus umstellt; wobei die Steuereinrichtung ein Computersystem umfasst, das wenigstens eine zentrale Verarbeitungseinheit umfasst; und wobei der Motorbetriebszustands-Sensor wenigstens einen Motorlast-Sensor, der einen Motorbetriebszustand erfasst, der seine Motorlast anzeigt, oder einen Motordrehzahl-Sensor umfasst, der einen Motorbetriebszustand umfasst, der eine Motordrehzahl anzeigt.
Motorsteuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor, der ein Verbrennungs-Steuerungssystem zum Steuern eines Verbrennungszustandes in dem Motor durch Umstellung eines Verbrennungs-Steuermodus zwischen einem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einem Homogenladungs-Verbrennungsmodus und ein EGR-System zum Zurückführen von Abgas des Motors zu einem Einlassluftstrom in den Motor hinein umfasst, wobei das Motorsteuerungsverfahren umfasst: einen Steuerschritt, mit dem eine EGR-Menge des Motors gesteuert wird, um die EGR-Menge an den Verbrennungszustand des Motors anzupassen, indem ein EGR-Steuermodus zwischen einem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus für den Schichtladungs-Verbrennungsmodus und einem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus für den Homogenladungs-Verbrennungsmodus umgestellt wird; und einen Änderungsschritt, mit dem ein EGR-Steuerungs-Umstellungszeitpunkt der Umstellung des EGR-Steuerungsmodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus und dem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus entsprechend einer Umstellungsrichtung geändert wird, die eine erste Richtung von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder eine zweite Richtung von dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus zu dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus ist, wobei der Steuerschritt einen Erzeugungsschritt umfasst, mit dem ein EGR-Steuersignal in dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus oder dem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus erzeugt wird, um einen Öffnungsgrad eines EGR-Ventils zu steuern, das in einem EGR-Kanal angeordnet ist, der sich von einem Abgassystem des Motors zu einem Einlasssystem des Motors erstreckt, um die EGR-Menge des Motors zu steuern, wobei der Änderungsschritt einen Erfassungsschritt, mit den Eingangsinformationen über einen erfassten Motorbetriebszustand erfasst werden, einen Auswählschritt, mit dem die Umstellungsrichtung bestimmt wird, indem als der gewünschte Soll-Verbrennungsmodus dem Motorbetriebszustand entsprechend der Schichtladungs-Verbrennungsmodus oder der Homogenladungs-Verbrennungsmodus ausgewählt wird, und einen Unterscheidungsschritt umfasst, mit dem der EGR-Steuerungs-Umstellungszeitpunkt vorverlegt wird, um einen Beginn einer Umstellung des EGR-Steuermodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus und dem Homogenladung bewirkenden EGR-Modus vor einer Umstellung des Verbrennungs-Steuerungsmodus zwischen dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus und dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus auszuführen, wenn der Soll-Verbrennungsmodus der Homogenladungs-Verbrennungsmodus ist und die Umstellungsrichtung von dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus zu dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus ist, gekennzeichnet durch Zurücknehmen des EGR-Steuerungs-Umstellungszeitpunktes, um einen Beginn der Umstellung des EGR-Steuerungsmodus auf den Moment zu verzögern, zu dem der Verbrennungsmodus tatsächlich durch eine Steuereinrichtung von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus geändert wird.
Motorsteuerungsverfahren nach Anspruch 8, wobei eine Umstellung des EGR-Steuerungsmodus von dem Schichtladung bewirkenden Modus zu dem Homogenladung bewirkenden Modus ausgeführt wird, indem eine gewünschte Soll-EGR-Menge von einem ersten Pegel entsprechend dem Schichtladung bewirkenden Modus auf einen zweiten Pegel entsprechend dem Homogenladung bewirkenden Modus unmittelbar dann umgestellt wird, wenn sich der Motorbetriebszustand von einem ersten Zustandsbereich, der den Schichtladungs-Verbrennungsmodus erforderlich macht, zu einem zweiten Zustandsbereich ändert, der den Homogenladungs-Verbrennungsmodus erforderlich macht, und eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem Homogenladung bewirkenden Modus zu dem Schichtladung bewirkenden Modus ausgeführt wird, indem die gewünschte Soll-EGR-Menge von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel geändert wird, wenn der Verbrennungs-Steuermodus von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus zu dem Schichtladungs-Verbrennungsmodus umgestellt wird; wobei das Auswählen einen Schritt umfasst, mit dem ein Bedingungssignal erzeugt wird, das in einem ersten Signalstatus ist, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus beide der Schichtladungs-Verbrennungsmodus sind, in einem zweiten Signalstatus, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus beide der Schichtladungs-Verbrennungsmodus sind, in einem zweiten Signalzustand, wenn der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus beide der Homogenladungs-Verbrennungsmodus sind, und in einem dritten Signalstatus, wenn sich der Soll-Verbrennungs-Steuermodus und der Ist-Verbrennungs-Steuermodus voneinander unterscheiden, und der Steuerschritt einen Schritt des Einstellens des EGR-Steuermodus auf den Schichtladung bewirkenden Modus nur dann umfasst, wenn das Zustandssignal in dem ersten Signalstatus ist.
Motorsteuerungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Homogenladungs-Verbrennungsmodus einen Fett-Verbrennungsmodus zum Steuern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einem Fett-Pegel und einen Mager-Verbrennungsmodus zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einem Mager-Pegel, der magerer ist als der Fett-Pegel, umfasst, der Homogenladung bewirkende EGR-Modus einen ersten EGR-Modus, der für den Mager-Verbrennungsmodus geeignet ist, und einen zweiten EGR-Modus umfasst, der für den Fett-Verbrennungsmodus geeignet ist, und der Auswählschritt einen Vorgang des Auswählens des Schichtladungs-Verbrennungsmodus, des Mager-Verbrennungsmodus des Homogenladungs-Verbrennungsmodus oder des Fett-Verbrennungsmodus des Homogenladungs-Verbrennungsmodus als den Soll-Verbrennungsmodus umfasst, um die EGR-Menge des Motors an den Verbrennungszustand des Motors anzupassen, indem der EGR-Steuermodus zwischen dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus, dem ersten EGR-Modus und dem zweiten EGR-Modus geändert wird, wobei der Entscheidungsschritt so eingerichtet ist, dass er eine Verzögerung der Umstellung des EGR-Steuermodus auf den zweiten EGR-Modus nach einer tat sächlichen Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus auf den Fett-Verbrennungsmodus zulässt; und wobei der Unterscheidungsschritt einen Schritt umfasst, mit dem ein Parameter geprüft wird, der ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors anzeigt, und bewirkt wird, dass der EGR-Steuermodus umgestellt wird, um eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem zweiten EGR-Modus des Homogenladung bewirkenden Modus zu dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus auszuführen, indem die Soll-EGR-Menge in Reaktion auf eine Anforderung einer Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Fett-Verbrennungsmodus auf den Mager-Verbrennungsmodus des Homogenladung bewirkenden Modus von einem zweiten Homogenladung bewirkenden Wert auf einen ersten Homogenladung bewirkenden Wert, der kleiner ist als der zweite Homogenladung bewirkende Wert, verringert wird und dann die Soll-EGR-Menge von dem ersten Homogenladung bewirkenden Wert auf einen Schichtladung bewirkenden Wert, der größer ist als der zweite Homogenladung bewirkende Wert zu einer Zeit der tatsächlichen Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Homogenladungs-Verbrennungsmodus auf den Schichtladungs-Verbrennungsmodus erhöht wird, und er eine Umstellung des EGR-Steuermodus von dem Schichtladung bewirkenden EGR-Modus auf den zweiten EGR-Modus des Homogenladung bewirkenden Modus ausführt, indem die Soll-EGR-Menge in Reaktion auf eine Anforderung einer Umstellung des Verbrennungs-Steuermodus von dem Schichtladungs-Modus auf den Homogenladungs-Modus von dem Schichtladung bewirkenden Wert auf den ersten Homogenladen bewirkenden Wert verringert wird und dann die Soll-EGR-Menge von dem ersten Homogenladung bewirkenden Wert auf den zweiten Homogenladung bewirkenden Wert erhöht wird, wenn der Parameter, der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, in einen vorgegebenen Fett-Bereich eintritt, der fetter ist als ein vorgegebener Pegel.