DE69833151T2

DE69833151T2 - Steuerung für die Brennstoffverbrennung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE69833151T2
Application number: DE69833151T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Hiroshima-ku Nishimura; Junichi Higashihiroshima-shi Taga; Takahisa Higashihiroshima-shi Ishihara; Eiji Hiroshima-shi Nishimura
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: DE69833151D1; EP0896149A2; JP3812154B2; EP0896149B1; US6212879B1; EP0896149A3; JPH11107838A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, der mit einem katalytischen Wandler zum Abgasreinigen eines Motors ausgestattet ist und insbesondere ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung zum Bereitstellen von Verbrennungsstabilität, wenn eine Zündungseinstellung verzögert ist, um die Temperatur eines Katalysators des katalytischen Wandlers während eines Kaltstartens des Motors anzuheben.
2. Allgemeiner Stand der Technik
Typisch kennt man verschiedene Typen katalytischer Wandler zum Abgasreinigen eines Motors. Ein solcher katalytischer Wandler umfasst einen Dreiwegekatalysator zum Reinigen oder signifikanten Senken der Abgabeniveaus an unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffoxiden (NOx) und dergleichen, die ein nationales Gesundheitsproblem darstellen können, wenn sie nicht gesteuert sind. Der Dreiwegekatalysator weist nur schwer die gewünschte katalytische Umwandlungseffizienz auf, wenn er auf niedrigeren Temperaturen ist und wird jedoch aktiviert, um katalytische Umwandlungseffizienz aufzuweisen, wenn er ausreichend höher als auf eine spezifische ausreichende Temperatur erhitzt wird.
Bei diesem Typ von Motorsteuersystem war es bekannt, einen Anstieg der Katalysatortemperatur durch signifikantes Verzögern einer Zündungseinstellung nach dem oberen Totpunkt zu beschleunigen, um die erwünschte katalytische Konversionseffizienz aufzuweisen, die von einer Temperatur des Motorkühlwassers vorgeschrieben wird, während der Katalysator noch nicht einen erforderlichen aktivierten Zustand erreicht hat. Eines der Motorsteuersysteme für diesen Typ ist zum Beispiel aus der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 8-232645 bekannt. Dieses Motorsteuersystem verursacht eine große Verzögerung einer Zündungseinstellung, um einen großen Abgashitzeverlust mit der Wirkung bereitzustellen, dass eine Abgastemperatur angehoben wird, wodurch der Katalysator schnell erhitzt und ausreichend aktiviert wird. Um ferner die Kraftstoffverbrennung daran zu hindern, aufgrund einer Verzögerung der Zündungseinstellung instabil zu werden, ist das Motorsteuersystem ausgelegt und angepasst, um die Zündfähigkeit und Brennbarkeit eines Luft-Kraftstoffgemischs zu verbessern, indem ein Wirbel Einlassluft in der Brennkammer erzeugt wird, wodurch eine Geschwindigkeit eines Einlassluftstroms gesteigert oder die Zündenergie angehoben wird.
Das Motorsteuersystem des früheren Stands der Technik benötigt einen großen Bereich zum Steuern eines Motors, so dass der Motor ein Limit hinsichtlich der erforderlichen Verbrennungsstabilität nicht überschreitet. Das bedingt eine Einschränkung oder Verzögerung einer Zündungseinstellung auf ihr Limit. Es ist daher wünschenswert, das Aktivieren des Katalysators durch Anheben der Temperatur des Abgases zu verbessern.
In der Praxis variiert Kraftstoff in der Qualität, wie zum Beispiel Schwere, in einem gewissen Ausmaß, so dass es möglich ist, dass dem Motor die Verbrennungsstabilität genommen wird, wenn ein Kraftstoff mit kleinerer Zündfähigkeit und Brennbarkeit verwendet wird. Wenn ein Limit der Verbrennungsstabilität überschritten wird, erfährt der Motor eine Steigerung der Schwingung und eine starke Erhöhung des Schadstoffabgabeniveaus.
US-A-5 652 380 offenbart ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung für einen Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Zylindern, die an eine Abgasleitung angeschlossen sind, wobei ein Katalysator zur Abgasreinigung installiert ist, um die Beschleunigungssteuerung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durch Verzögern einer Standardzündungseinstellung durchzuführen, während der Katalysator zur Abgasreinigung inaktiv bleibt, wobei das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung Drehzahlerfassungsmittel zum Erfassen einer Motordrehzahl des Motors und Steuermittel zum Festlegen von Fluktuationen der Motordrehzahl und Steuern der Kraftstoffverbrennung umfasst, indem Steuerwerte einer Zündungseinstellung und eines Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkammer des Motors gesteuert werden, um die Fluktuationen unter einem Limit der Stabilität der Kraftstoffverbrennung zu halten, während der Katalysator inaktiv bleibt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung bereitzustellen, das größere Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur bereitstellt und die Verbrennungsstabilität während eines kalten Motorstarts durch Feedbacksteuern der laufenden Verbrennung innerhalb von Limits der Verbrennungsstabilität sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 1 verwirklicht. Alternative Lösungen sind in den Ansprüchen 6, 7 und 9 beschrieben.
Die oben genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch das Erfassen eines Verbrennungszustands auf der Grundlage von Fluktuationen der Motordrehzahl und durch Steuern des Motorbetriebs in Übereinstimmung mit dem Verbrennungszustand verwirklicht. Spezifisch bestimmt das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eines Motors, der mit einem Katalysator zur Abgasreinigung versehen ist, der in einer Abgasleitung zum Steuern der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durch Verzögern einer Zündungseinstellung von einem Punkt ausgehend, an dem der Motor ein maximales Ausgangsdrehmoment erzeugt, installiert ist, während der Katalysator zur Abgasreinigung inaktiv bleibt oder noch nicht ausreichend erhitzt ist, Fluktuationen einer Motordrehzahl und steuert die Kraftstoffverbrennung durch Steuern mindestens eines Steuerwerts einer Zündungseinstellung, wobei ein Luft-Kraftstoffverhältnis und eine Luftströmung in einer Brennkammer des Motors, um die Fluktuationen innerhalb von Limits der Verbrennungsstabilität zu halten, während der Katalysator inaktiv sind, so dass die Zündeinstellungssteuerung Vorrang erhält. Das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung umfasst einen Kurbelwinkelsensor zum Überwachen einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit auf deren Grundlage eine Fluktuation der Motordrehzahl bestimmt wird.
Wenn bei dem Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eine Nachfrage um Beschleunigen eines Anstiegs der Katalysatortemperatur besteht, während der Katalysator noch nicht aufgewärmt und nicht aktiviert ist, bestimmt das Steuersystem Fluktuationen der Motordrehzahl auf der Grundlage einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit und führt die Kraftstoffverbrennungssteuerung so aus, dass die Fluktuationen der Motordrehzahl innerhalb eines Limits der erwünschten Verbrennungsstabilität gehalten werden. Das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung entwickelt stabile Verbrennung durch Vorlaufen einer Zündungseinstellung, Ändern eines Luft-Kraftstoffverhältnisses zur reichhaltigeren Seite, Erzeugen eines Lufteinlasswirbels in der Brennkammer oder Erhöhen einer Geschwindigkeit der Einlassluftströmung. Da die Bestimmung eines aktuellen Zustands der Verbrennung auf der Grundlage von Fluktuationen der Motordrehzahl präzis ist, kann man eine Zündungseinstellung so weit wie möglich vorlaufen lassen, um die größte Be schleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur innerhalb der Limits der Verbrennungsstabilität bereitzustellen und die Motorverbrennungsstabilität sicherzustellen. Ferner führt das Festlegen eines aktuellen Zustands der Verbrennung auf der Grundlage von Fluktuationen der Motordrehzahl auch eine größere Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur sowie Motorverbrennungsstabilität her, auch wenn Änderungen in der Zündfähigkeit und Brennbarkeit des Kraftstoffs aufgrund des Unterschieds in der Kraftstoffqualität, wie zum Beispiel Schwere, bestehen.
Indem der Zündungseinstellungsteuerung der Vorrang eingeräumt wird, erzielt man zufrieden stellende Stabilisierung der Kraftstoffverbrennung. Gleichzeitig ist es zum Beispiel möglich, ein Luft-Kraftstoffgemisch, das magerer ist als ein stöchiometrisches Gemisch, zu liefern, was immer wünschenswert ist, um eine Katalysatortemperatur mit einer Wirkung des Senkens des Abgabeniveaus an Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenstoffmonoxid (CO) zu erhöhen.
Mittel zum variablen Lufteinlass zum Variieren der Lufteinlassmenge, die ein Motordrosselventil umgeht und zu dem Motor eingelassen wird, und Mittel zum Erfassen des Leerlaufs zum Erfassen des Leerlaufs des Motors können in das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eingebaut werden. In diesem Fall steuert das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eine Zündungseinstellung, um eine Motordrehzahl-Feedbacksteuerung durchzuführen, um eine vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl zu erreichen, während das Mittel zum Erfassen des Leerlaufs das Leerlaufen des Motors erfasst und die Motordrehzahl-Feedbacksteuerung während der Steuerung des Mittels zum variablen Lufteinlass unterbricht, um einen Anstieg der Lufteinlassmenge bereitzustellen, während die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durchgeführt wird, wenn das Mittel zum Erkennen des Leerlaufens das Leerlaufen Motors erfasst.
Wenn das Beschleunigen eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durch Verzögern einer Zündungseinstellung während des Leerlaufs unterbrochen wird, wird die Motordrehzahl auf eine vorausbestimmte Leerlaufdrehzahl in schneller Reaktion auf eine Änderung der Zündungseinstellung feedbackgesteuert. Während die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durch Verzögern einer Zündungseinstellung durchgeführt wird, kann andererseits eine Änderung in der Zündungseinstellung nicht bewirkt werden, so dass der Motor daran gehindert wird, unter instabilem Betrieb, wie zum Beispiel Pendeln, zu leiden. Ferner wird das Mittel zum variablen Lufteinlass gesteuert, um einen Anstieg der Lufteinlassmenge bereitzustellen, um eine erwünschte Luftladeeffizienz oder eine erwünschte Motordrehzahl, wie zum Beispiel die vorausbestimmte Leerlaufdrehzahl, aufrechtzuerhalten. Das hindert den Motor daran, seine Geschwindigkeit aufgrund der Verzögerung einer Zündungseinstellung abfallen zu lassen. In diesem Fall kann das Mittel zum variablen Lufteinlass gesteuert werden, um eine Steigerung der Lufteinlassmenge bereitzustellen, so dass eine Motordrehzahl höher ansteigt als die vorausbestimmte Leerlaufdrehzahl, wodurch der Motorbetrieb stabilisiert und der Anstieg der Katalysatortemperatur aufgrund einer Steigerung der Abgaswärmeenergie beschleunigt wird.
Das Erfassen von Fluktuationen einer Motordrehzahl und die Verbrennungssteuerung erfolgen für jeden Zylinder. Da es im Allgemeinen Variationen der Kraftstoffeinspritzmenge, der Verbrennungstemperatur, des Einlassluftstroms usw. unter den Zylindern gibt, muss beim Steuern der Kraftstoffverbrennung für alle Zylinder gemeinsam die Steuerung der Verbrennungsstabilität in Übereinstimmung mit einem der Zylinder durchgeführt werden, der in der Verbrennung am wenigsten stabil ist, was es schwer macht, die übrigen Zylinder so zu steuern, dass sie bei marginaler Verbrennungsstabilität funktionieren. Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem für Kraftstoffverbrennung werden die jeweiligen Zylinder jedoch unabhängig gesteuert, um mit ihrer marginalen Verbrennungsstabilität zu funktionieren, indem die Kraftstoffverbrennung an jedem Zylinder gesteuert wird, um die Fluktuationen innerhalb des Limits zu halten.
Das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung kann das Aktivieren des Katalysators für eine vorausbestimmte Zeitspanne ab dem Motorstarten beurteilen, während die Temperatur des Motorkühlwassers kleiner ist als eine vorausbestimmte Temperatur. Ferner kann das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung die Schwere eines Kraftstoffs auf der Grundlage von Fluktuationen der Motordrehzahl beurteilen und einen Steuerwert um ein relativ großes fixes Inkrement oder ein relativ großes fixes Dekrement auf der Grundlage der Kraftstoffschwere ändern, um die Kraftstoffverbrennung zu stabilisieren.
Ein schwerer Kraftstoff ist relativ schwer zu verdampfen und ist daher gering entzündlich, was immer zu schlechter Verbrennungsstabilität führt. Aus diesem Grund wird bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem für Kraftstoffverbrennung der Steuerwert der Kraftstoffverbrennung zu der Seite verschoben, an der die Verbrennungsstabilität gemäß der Kraftstoffschwere sichergestellt ist, um sofort nach dem Beginn der Kraftstoffverbrennungssteuerung eine stabile Verbrennung zu erzielen.
Man kann eine Zündungseinstellung als Steuerwert der Kraftstoffverbrennung mit einer Steigerung der Kraftstoffschwere mehr vorlaufen lassen. Anderenfalls kann ein Luft-Kraftstoffverhältnis zur reichhaltigen Seite bei einer Steigerung der Kraftstoffschwere mehr geändert werden. Das Vorlaufenlassen einer Zündungseinstellung oder Erhöhen eines Luft-Kraftstoffverhältnisses ergibt eine Steigerung des Motorausgangs drehmoments und eine Verbesserung der Kraftstoffverbrennbarkeit mit einer Wirkung der Stabilisierung des Motorbetriebs und der Kraftstoffverbrennung.
Der Steuerwert der Kraftstoffverbrennung, wie zum Beispiel eine Zündungseinstellung, ein Luft-Kraftstoffverhältnis und eine Luftströmung wird gelernt, wenn der Motorleerlauf erfasst wird, und mit einem ursprünglichen Steuerwert verglichen. Da der Motor während des Leerlaufens mit einer relativ niedrigen Drehzahl dreht, ist es leicht, Fluktuationen der Motordrehzahl zu erfassen und ferner, da der Steuerwert der Kraftstoffverbrennung, der auf der Grundlage von Fluktuationen der Motordrehzahl festgelegt ist, die Kraftstoffschwere usw. stark reflektiert, erfolgt die Steuerung der Kraftstoffverbrennung gemäß der Kraftstoffschwere gleichzeitig mit ihrem Beginn, nachdem der Steuerwert der Kraftstoffverbrennung einmal gelernt wurde. Die Verbrennung wird daher sofort nach einem Motorstart stabilisiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung führt das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung die Kraftstoffverbrennungssteuerung durch, indem es mindestens einen Steuerwert einer Zündungseinstellung, eines Luft-Kraftstoffverhältnisses und einer Luftströmung in der Brennkammer des Motors steuert, um die Fluktuationen der Motordrehzahl unter einem Limit der Verbrennungsstabilität zu halten, während der Katalysator inaktiv bleibt und die Kraftstoffverbrennungssteuerung sowie die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur sofort beginnt, wenn das Beenden eines Motorstartens erkannt wird.
Bei dem Steuersystem für Kraftstoffverbrennung wird zusätzlich zum Durchführen einer größeren Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur und Sicherstellung der Stabilität der Motorverbrennung der Katalysator erhitzt und innerhalb einer kurzen Zeit sofort nach dem Beenden eines Motorstarts aktiviert. Die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durch Verzögerung der Zündungseinstellung kann unterbrochen werden, während das Motorkühlwasser eine Temperatur unter einer vorausbestimmten Temperatur hat, das heißt, wenn der Motor noch kalt ist. Sollte der Motor in einer kalten Umgebung kalt sein, in der das Kraftstoffverdampfen signifikant erschwert ist, wird ein Verzögern der Zündungseinstellung unterbunden, um dem Stabilisieren der Kraftstoffverbrennung den Vorrang einzuräumen, so dass der Motor daran gehindert wird, ein gesteigertes Niveau an Schadstoffen abzugeben.
Das Beenden eines Motorstarts kann auf der Grundlage einer Zeitspanne einer vorausbestimmten Dauer beurteilt werden, wenn der Motor eine spezifizierte Motordrehzahl erreicht, die kleiner ist als eine vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl. Wenn eine vorausbestimmte Zeitspanne ab einem Zeitpunkt abgelaufen ist, an dem der Motor einen Zustand kompletter Verbrennung erreicht, in dem das Selbsterhalten des Betriebs sichergestellt ist, und seine Geschwindigkeit über eine vorausbestimmte Drehzahl, die kleiner ist als die Leerlaufdrehzahl boostet, wird erkannt, dass ein Motorstart beendet ist. Mit anderen Worten wird eine Zündungseinstellung gesteuert, indem der Startfähigkeit des Motors der Vorrang eingeräumt wird, bis der Motor seine Drehzahl boostet, und verzögert, wenn die Verbrennung stabilisiert ist, nachdem der Motor seine Drehzahl geboostet hat.
Während das Motorkühlwasser eine Temperatur unter der vorausbestimmten Temperatur hat, das heißt, während der Motor noch kalt ist, kann ein Luftstrom, der in die Brennkammer eingeführt wird, verstärkt werden. In diesem Fall wird, auch während der Motor noch kalt ist, das Mischen von Luft und Kraftstoff aufgrund des verstärkten Luftstroms mit der Wirkung beschleunigt, dass die Zündfähigkeit trotz eines Erschwerens des Kraftstoffverdampfens bei niedrigeren Temperaturen beschleunigt wird.
Ferner kann das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung Mittel zum variablen Lufteinlass umfassen, um die Lufteinlassmenge, die ein Motordrosselventil umgeht und zu dem Motor zugelassen wird, zu variieren. In diesem Fall steuert das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung das Mittel für den variablen Lufteinlass, so dass es die Lufteinlassmenge variiert, um eine Motordrehzahl-Feedbacksteuerung durchzuführen, um eine vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl während des Leerlaufens des Motors zu erreichen, steuert es eine Zündungseinstellung mit einem Steuerwert zum Feedbacksteuern einer Motordrehzahl, um eine vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl während des Leerlaufens des Motors zu erreichen, und reduziert es den Steuerwert, während die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur durchgeführt wird.
Bei dem Steuersystem für Kraftstoffverbrennung wird der Motor während des Leerlaufens des Motors gesteuert, um die vorausbestimmte Leerlaufdrehzahl zu erreichen, indem die Lufteinlassmenge und eine Zündungseinstellung variiert werden. Wenn ferner eine Nachfrage um Beschleunigen eines Anstiegs der Katalysatortemperatur verlangt wird, wird der Steuerwert verringert, so dass schädliche Auswirkungen, wie zum Beispiel Pendeln der Motordrehzahl aufgrund der Störung der Zündungseinstellungssteuerung mit der Motordrehzahlsteuerung verhindert oder signifikant verringert werden, und dass Fluktuationen der Motordrehzahl durch die Zündungseinstellungssteuerung verringert werden.
Das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung kann einen Luft-Kraftstoffsensor umfassen, der normalerweise nach einem Motorstart aktiviert wird, um die Sauerstoffkonzentration der Abgase des Motors zu überwachen, durch die ein Luft-Kraftstoffverhältnis repräsentiert wird, und um das Luft-Kraftstoffverhältnis feedbackzusteuern, so dass es in etwa ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis bleibt. Das Feedbacksteuern eines Luft-Kraftstoffverhältnisses wird genau auf der Grundlage eines Ausgangs des Luft-Kraftstoffsensors durchgeführt, um das Niveau von Schadstoffabgaben ausreichend zu senken. Obwohl die Verbrennung, während das Motorkühlwasser auf einer Temperatur kleiner als die vorausbestimmte Temperatur, das heißt bei noch kaltem Motor, liegt, kann die Verbrennung durch eine Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnisses aufgrund einer Verzögerung der Zündungseinstellung beeinträchtigt werden, und sogar kleine Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnisses verursachen Fluktuationen der Motordrehzahl, um jedoch eine Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verringern und das Auftreten verstärkter Fluktuationen der Motordrehzahl während des Durchführens der Luft-Kraftstoff-Feedbacksteuerung zu verhindern oder signifikant zu verringern, kann ein Feedbacksteuerwert für die Luft-Kraftstoff-Feedbacksteuerung in abnehmende Richtung geändert werden.
Das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eignet sich für den Motor, der mit einer Abgasleitung ausgestattet ist, die einen Katalysator zur Abgasreinigung umfasst, der stromabwärts eines Auspuffrohrs installiert ist, das an die Einlassleitung angeschlossen ist. Auch wenn der Katalysator zur Abgasreinigung weit von einem Einlassrohr entfernt ist und daher nur schwer sofort aktiviert werden kann, wird es recht effizient durchgeführt, um einen Anstieg der Katalysatortemperatur zu beschleunigen. Da, mit anderen Worten, der Grad der Konzeptionsfreiheit eines Auspuffsystems angehoben wird, können zum Beispiel eine gesteigerte Luftladeeffizienz und Trägheit des Abgases aktiv genutzt werden, um die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur während eines kalten Motorstarts zu beschleunigen und gleichzeitig die Motorleistung anzuheben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Oben Stehendes und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden klar dank der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen kombiniert mit den begleitenden Zeichnungen verstanden, in welchen gleiche Bezugszeichen verwendet wurden, um gleiche oder ähnliche Teile oder Elemente zu bezeichnen, und in welchen:
1 eine schematische Darstellung ist, die den Gesamtaufbau eines Verbrennungsmotors zeigt, der mit einem Steuersystem für Kraftstoffverbrennung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist,
2 ein schematisches Blockschaltbild ist, das eine Motorsteuereinheit zeigt, die in das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung eingebaut ist,
3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuerungseinheit der 2 darstellt,
4 und 5 Ablaufdiagramme sind, die eine Programmabfolge der Verstärkungseinstellung der Unebenheitssteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 2 darstellt,
6A eine Tabelle der Takte jedes Zylinders eines Viertaktzyklus, Vierzylindermotors ist,
6B eine grafische Diagrammdarstellung ist, die Fluktuationen des Drehmoments bezogen auf Fluktuationen des Kurbelwinkels zeigt,
6C ein grafisches Diagramm ist, das Fluktuationen einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit bezogen auf Fluktuationen eines Kurbelwinkels zeigt,
7 ein grafisches Diagramm ist, das die Beziehung zwischen Verbrennungsdruck und Fluktuationen einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit zeigt,
8 eine schematische Darstellung ist, die den Aufbau eines Kurbelwinkelsensors und eine erfasste Platte zeigt,
9 ein grafisches Diagramm ist, das Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit in Bezug auf den Kurbelwinkel aufgrund von Rauschfaktoren zeigt,
10 ein grafisches Diagramm ist, das Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nach dem Verarbeiten der Daten der Kurbelwinkelgeschwindigkeit zeigt, aus dem Komponenten der Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die sich aus Rauschen ergeben, das bei einer Frequenz von Rotationsgrößenordnungen von 0,5 und ihren integralen Vielfachen entsteht, entfernt wurden,
11 ein grafisches Diagramm ist, das Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nach dem Verarbeiten der Daten der Kurbelwinkelgeschwindigkeit zeigt, aus welchem Komponenten der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die sich aus Rauschen ergeben, das mit einer Rotationsfrequenz kleiner als eine Größenordnung von 0,5 auftritt, entfernt wurden,
12 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge des Variierens einer Unebenheitssteuerverstärkung in Abhängigkeit von der Kraftstoffschwere für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 2 zeigt,
13A–13D erklärende Diagramme sind, die Verschiebungen der Unebenheitssteuerwerte aufgrund von Variationen der Unebenheitssteuerverstärkung zeigen,
14 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge der Leerlaufdrehzahlsteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 2 zeigt,
15 eine Darstellung der Steuertabelle einer Zielluftladeeffizienz ist,
16 eine Darstellung einer Steuertabelle eines Leerlaufsteuerventils ist,
17 ein grafisches Diagramm ist, das den Zylinderdruck bezogen auf den Kurbelwinkel zeigt,
18A ein grafisches Diagramm ist, das Abgastemperaturen bezogen auf die Zündungseinstellung zeigt,
18B ein grafisches Diagramm ist, das mittleren Wirkdruck bezogen auf die Zündungseinstellung zeigt,
19 ein schematisches Blockschaltbild ist, das eine Motorsteuereinheit zeigt, die in ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist,
20 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt,
21 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge des Bestimmens eines Steuerwerts für die Beschleunigungssteuerung des Anstiegs der Katalysatortemperatur für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt,
22 ein grafisches Diagramm ist, das Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit während eines frühen Stadiums eines Steuerzyklus zeigt,
23 ein schematisches Blockschaltbild ist, das eine Motorsteuereinheit zeigt, die in ein Steuersystem für Kraftstoffverbrennung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist,
24 und 25 Ablaufdiagramme sind, die eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 23 zeigen,
26A ein Zeitdiagramm einer Änderung der Motordrehzahl ist,
26B ein Zeitdiagramm einer Änderung der Zündungseinstellung ist,
26C ein Zeitdiagramm einer Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnisses ist,
26D ein Zeitdiagramm einer Änderung im Betriebsverhältnis eines Steuerventils der Leerlaufdrehzahl ist,
26E ein Zeitdiagramm einer Änderung der Steuerverstärkung ist,
26F ein Zeitdiagramm einer Änderung des Öffnens eines Wirbelsteuerventils ist,
27 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge der Kraftstoffeinspritzsteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt,
28 ein grafisches Diagramm ist, das die Ausgangscharakteristik eines Sauerstoffsensors zeigt,
29 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge eines Steuerwerts der Luft-Kraftstoff-Feedbackkorrektur für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt,
30 ein grafisches Diagramm ist, das eine Änderung des Korrekturwerts des Luft-Kraftstofffeedbacks in Bezug auf eine Änderung des Sauerstoffsensorausgangs zeigt,
31 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge einer Ersatzsteuerung der Luft-Kraftstoff-Feedbackverstärkung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt,
32 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Programmabfolge einer Wirbelventilsteuerung für einen Mikroprozessor der Motorsteuereinheit der 19 darstellt, und
33 eine Darstellung einer Steuertabelle eines Wirbelventilöffnens ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf die detaillierten Zeichnungen und insbesondere auf 1, die einen Reihenvierzylinder, Viertaktdieselmotor 1 zeigt (nachstehend zur Vereinfachung Motor genannt), der mit einem n Motorsteuersystem A gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, besteht der Motor 1 aus einem Zylinderblock 3 und einem Zylinderkopf 4. Der Zylinderblock 3 ist mit vier Zylindern 2 (von welchen nur einer gezeigt ist) versehen, in welchen Kolben 5 gleiten können. Eine Brennkammer 6 ist in jedem Zylinder 2 durch die Oberseite des Kolbens 5, eine untere Wand des Zylinderkopfs 4 und eine Wand des Zylinders 2 ausgebildet. Eine Zündkerze 7, die in dem Zylinderkopf 4 in der Mitte mit der Elektrodenspitze nach unten in die Brennkammer 6 installiert ist, ist mit einer Zündschaltung 8 verbunden, die einen Zünder zum elektronischen Steuern einer Zündungseinstellung umfasst. Ein Einlassventil 12 und ein Auslassventil 24 öffnen und schließen eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung, die in die Brennkammer 6 öffnet, jeweils zu einer vorausbestimmten Zeit. Ein Einlassdurchgang 10 ist mit der Einlassöffnung der Brennkammer 6 an einem seiner Enden und mit einem Luftreiniger 11 am anderen Ende verbunden. Der Einlassdurchgang 11 ist mit einem Luftströmungssensor 13 mit Hitzdraht zum Erfassen einer Luftmenge versehen, die in den Einlassdurchgang 10 eingeführt wird, mit einem Drosselventil 14, einem Druckausgleichsbehälter 15 und einer Kraftstoffdüse 16 in dieser Reihenfolge vom stromaufwärtigen Ende. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 35 mit einem Mikroprozessor liefert einen Einspritzimpuls zum Öffnen der Kraftstoffdüse für eine Dauer, die von einer Impulsbreite des Einspritzimpulses bestimmt wird. Der Luftreiniger 11 umfasst einen Temperatursensor 17 zum Überwachen der Temperatur der Luft, die in den Einlassdurchgang 10 eintritt. Der Einlassdurchgang 10 zweigt an seinem stromabwärtigen Ende in einen ersten Zweigeinlassdurchgang (der in Figur verborgen ist) und in einen zweiten Zweigeinlassdurchgang 10a ab, in dem ein elektrisch betätigtes Wirbelventil 18 installiert ist. Das Wirbelventil 18 wird von einem Stellglied 18a betätigt und gesteuert, wie zum Beispiel von einem Schrittmotor, um zu öffnen und zu schließen. Wenn sich das Wirbelventil 18 schließt, ist der Zweigeingangsdurchgang 18a fast komplett geschlossen, um zu bewirken, dass ein Einlassluftstrom in die Brennkammer 6 durch den ersten Zweigeinlassdurchgang fließt, nur so, dass ein Wirbel in der Brennkammer 6 erzeugt wird. Ein Bypasseinlassdurchgang 20, der im Wesentlichen für die Steuerung der Leerlaufdrehzahl verwendet wird, ist mit dem Einlassdurchgang 10 verbunden, um einen Einlassluftstrom das Drosselventil 14 umgehend fließen zu lassen, und umfasst ein Steuerventil 21 der Leerlaufdrehzahl. Das Ändern eines Öffnungspunkts des Steuerventils 21 der Leerlaufdrehzahl steuert eine Lufteinlassmenge, die durch den Bypasseinlassdurchgang 20 fließt, um während des Leerlaufs eine Motordrehzahl zu steuern. Das Drosselventil 14 ist mit einem Leerlaufschalter 22 versehen, um zu erfassen, dass der Motor im Leerlauf läuft, und mit einem Drosselpositionssensor 23, um einen Öffnungspunkt des Drosselventils 14 zu überwachen.
Ein Auslassdurchgang 25 an seinem stromaufwärtigen Ende ist mit einem Abgasrohr ausgebildet, das sich in vier Abgasdurchgänge verzweigt, von welchen jeder mit der Auslassöffnung der Brennkammer 6 verbunden ist. Der Auslassdurchgang 25 ist mit einem Sauerstoffsensor 26 (O₂) stromabwärts von dem Abgasrohr versehen, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis innerhalb der Brennkammer 6 zu überwachen, und ein katalytischer Wandler 27 ist stromabwärts von dem O₂-Sensor 26 angeordnet. Das Luft-Kraftstoffverhältnis wird von der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, die von dem O₂-Sensor 26 erfasst wird, vorgegeben. Ein Ausgang des O₂-Sensors 26 fluktuiert scharf an entgegengesetzten Seiten eines Luft-Kraftstoffverhältnisses für ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffgemisch. Der katalytische Wandler 27 hat einen Dreiwegekatalysator, der ein Abgabeniveau nicht verbrannter Kohlenwasserstoffe (HC), von Kohlenmonoxid (CO) und Stickstoffoxiden (NOx) verringern kann und soll ein Abgabeniveau an Stickstoffoxiden (NOx) senken, auch wenn ein mageres Gemisch verbrannt wird.
Ein Kurbelwinkelsensor 30 bestehend aus elektromagnetischen Aufnahmevorrichtungen ist vorgesehen, um einen Rotationswinkel einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 1 zu erfassen, bei dem eine Motordrehzahl vorgeschrieben ist. Der Kurbelwinkelsensor 30 arbeitet mit einer Scheibe 31 zusammen, die an einem Ende der Kurbelwelle gesichert ist. Die Scheibe 31 hat eine Vielzahl radialer Vorsprünge 31a, die in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet sind. Der Kurbelwinkelsensor 30 erfasst die radialen Vorsprünge und liefert Impulssignale. Ferner ist ein Temperatursensor 32 vorgesehen, um eine Kühlwassertemperatur Tcw zu überwachen.
Wie in 2 gezeigt, empfängt die ECU 35 Signale von verschiedenen Sensoren und Schaltern, darunter der Luftströmungssensor 13, der Lufteinlasstemperatursensor 17, der Leerlaufschalter 22, der Drosselpositionssensor 23, der O₂-Sensor 26, der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und ein Starterschalter 33, und liefert Steuersignale, darunter einen Einspritzimpuls zu der Kraftstoffdüse 16, ein Zündsignal zu der Zündschaltung 8, Stellgliedsignale zu den Stellgliedern 18a und 21a des Wirbelventils 18 und zu dem Steuerventil der Leerlaufdrehzahl 21. Die ECU 35 steuert die Verzögerungsteuerung der Zündungseinstellung, in der eine Zündungseinstellung so knapp wie möglich an einem Limit der erforderlichen Verbrennungsstabilität verzögert wird, um die größte Auswirkung des Ansteigens einer Katalysatortemperatur unter Beibehalten der Verbrennungsstabilität des Motors 1 bereitzustellen. Spezifisch hat die ECU 35 einen Funktionsblock (Beurteilungsblock der Katalysatoraktivierung) 36 zum Beurteilen, ob der Katalysator des katalytischen Wandlers 27 aufgewärmt wurde und entsprechend aktiviert wurde auf der Grundlage einer Zeitspanne ab dem Motorstart und der Kühlwassertemperatur, einen Funktionsblock (Steuerblock der Zündungseinstellung) 37 zum Verzögern einer Zündungseinstellung zum Beschleunigen eines Anstiegs der Katalysatortemperatur nach dem Aktivieren des Katalysators, einen Funktionsblock (Unebenheitserfassungsblock) 38 zum Erfassen einer Fluktuation in der Kurbelwinkelgeschwindigkeit, einen Funktionsblock (Steuerblock zur Zündungseinstellungskorrektur) 39 zum Korrigieren der Zündungseinstellung, die durch den Steuerblock der Zündungseinstellung 37 bestimmt wird, um die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit innerhalb der Limits, die für die Verbrennungsstabilität erforderlich sind, zu halten, einen Funktionsblock (Steuerblock des Unebenheitslernens) 40 zum Lernen eines Korrekturwerts für eine Unebenheitskorrektur, um den Korrekturwert mit seinem ursprünglichen Wert zu vergleichen, einen Funktionsblock (Steuerblock der Leerlaufdrehzahl) 41 zum Steuern des Steuerventils 21 der Leerlaufdrehzahl, um eine Steigerung der Lufteinlassmenge bereitzustellen, die in den Motor eingeführt wird, mit welcher die Drehstabilität des Motors 1 verbessert wird, und einen Funktionsblock (Steuerblock für on-Leerlauf-Zündungseinstellungsfeedback) 42 zum Feedvorwärtssteuern einer Leerlaufdrehzahl durch Einstellen einer Zündungseinstellung. Ferner hat die ECU 35 einen Funktionsblock (Steuerblock der Kraftstoffeinspritzung) 43 zum Leiten der Kraftstoffeinspritzsteuerung, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge geändert wird, so dass während der Durchführung der Beschleunigung einer Steigerung der Katalysatortemperatur ein Luft-Kraftstoffgemisch aufrechterhalten wird, das magerer ist als ein stöchiometrisches Gemisch mit einem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis von 14,7. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung ergibt einen Anstieg der Abgastemperatur und senkt das Abgabeniveau an Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO).
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für den Mikroprozessor der ECU 35 darstellt.
Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S101, in dem die ECU 35 Signale von den Sensoren und Schaltern liest, darunter der Luftströmungssensor 13, der Lufteinlasstemperatursensor 17, der Leerlaufschalter 22, der Drosselpositionssensor 23, der O₂-Sensor 26, der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und der Starterschalter 33 (siehe 2). Danach wird in Schritt S102 ein Unebenheitslernwert θ_std(n) in Zusammenhang mit einem Unebenheitssteuerwert für jeden Zylinder 2 aus einem nicht flüchtigen Speicher gelesen. Das Suffix (n) bezeichnet die Zylindernummern vom ersten zum vierten Zylinder. Spezifisch bezeichnen die Zylindernummern 1, 2, 3 und 4 einen ersten, dritten, vierten und zweiten Zylinder. In Schritt S103 wird beurteilt, ob der Motor 1 startet. Wenn kein Signal von dem Starter anliegt, mit dem ein Motoranlasser betätigt wird, oder wenn eine Motordrehzahl kleiner ist als eine festgelegte Rate, wird der Motor als nicht startend beurteilt. Wenn der Motor startet, wird eine Zündsteuerung IGST während des Motorstartens als eine Zündsteuerung IGT(n) in Schritt S104 genommen, und ein Startflag FSTA wird auf den Zustand „1" gesetzt, der anzeigt, dass der Motor in Schritt S105 startet. Wenn die Zündungseinstellung IGT(n) für jeden Zylinder zu Schritt S116 gekommen ist, wird die Zündkerze 7 des Zylinders in Schritt S117 zum Zünden betätigt.
Andererseits, wenn der Motor nicht startet, wird in Schritt S106 beurteilt, ob eine Kühlwassertemperatur Tcw kleiner ist als ein spezifizierter Punkt Tcwj, zum Beispiel 60°C. Ist die Kühlwassertemperatur Tcw kleiner als der spezifizierte Punkt Tcwo (60°C), zeigt das an, dass der Motor noch kalt ist, und dass der Katalysator daher noch nicht aktiviert ist, danach erfolgt eine weitere Beurteilung in Schritt S107, ob das Startflag FSTA auf dem Zustand „1" steht. Steht es auf dem Zustand „1", wird nach dem Setzen des Startflags FSTA auf tief in Schritt S108 ein Timer betätigt, um eine festgelegte Aufheizzeit Tht zurückzuzählen, für welche ein Anstieg der Katalysatortemperatur in Schritt S109 beschleunigt wird. Wenn das Starterflag FSTA auf tief gesetzt ist, wird in Schritt S110 beurteilt, ob der Timer betätigt wurde und die Aufwärmzeit Tht zurück zählt. Wenn der Timer betätigt wurde und die Aufwärmzeit Tht zurückzählt, wird davon ausgegangen, dass der Katalysator des katalytischen Wandlers 27 dabei ist, sich aufzuwärmen, danach wird in den Schritten S111 bis S115 eine Zündungseinstellung IGT(n) festgelegt.
Nach dem Setzen eines Temperaturanstiegsflags FRTD auf einen Zustand „1", der anzeigt, dass ein Anstieg der Katalysatortemperatur Tcat durch Verzögern einer Zündungseinstellung in Schritt S111 beschleunigt wird, wird ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB für eine Zündungseinstellung, die erforderlich ist, um eine Motorleerlaufdrehzahl Nid konstant zu halten, in Schritt S112 auf 0 (Null) gesetzt, und ein Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD für die Verzögerung der Zündungseinstellung wird aus einer Steuertabelle der Zündungseinstellungsverzögerung in Schritt S113 gelesen. Durch das Zurücksetzen des Feedbacksteuerwerts θ_IDFB auf 0 (Null), wird die on-Leerlauf-Feedbacksteuerung der Zündungseinstellung unterbrochen. Die Steuertabelle der Verzögerung der Zündungseinstellung gibt die Luftladeeffizienz in Bezug auf die Motorlast und den Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD in Bezug auf die Motordrehzahl an. Die Luftladeeffizienz wird bestimmt, indem die Menge der Einlassluft, die von dem Luftströmungssensor 13 erfasst wird, durch eine Motordrehzahl geteilt und der Quotient und eine spezifische fixe Zahl miteinander multipliziert werden. In Schritt S114 erfolgt eine Berechnung, um einen Steuerwert der Unebenheit θ_rgh(n) für jeden Zylinder zu erzielen, der verwendet wird, um eine Zündungseinstellung zu korrigieren, so dass die Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit innerhalb von Limits, die für die Verbrennungsstabilität erforderlich sind und die unten beschrieben werden, gesetzt werden. Danach wird in Schritt S115 eine Zündungseinstellung IGT(n) wie folgt festgelegt: IGT(n) = θBASE – θIDFB – θRTD + θrgh(n) wobei θ_BASE eine grundlegende Zündungseinstellung ausgedrückt durch den Winkel ist, der normalerweise leicht gegenüber einer spezifizierten Zündungseinstellung verzögert ist, zum Beispiel 10° vor dem oberen Totpunkt, bei dem der Motor 1 in jedem Zylinder maximales Drehmoment erzeugt, und der der Motordrehzahl und der Luftladeeffizienz entspricht.
Wenn in Schritt S116 beurteilt wird, dass die Zündungseinstellung IGT(n), die in Schritt S104 oder S115 berechnet wurde, abgelaufen ist, wird die Zündkerze 7 des Zylinders betätigt, um in Schritt S117 zu zünden.
Wie aus der oben stehenden Beschreibung ersichtlich, wird die Zündungseinstellung während einer Zeitspanne, bis die Aufwärmzeit Tht nach einem Kaltstarten des Motors 1 verstrichen ist, während die Zündungseinstellung verzögert ist, um die Temperatur der Abgase zu steigern, um dadurch den Anstieg der Katalysatortemperatur zu beschleunigen, in Übereinstimmung mit einer Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit korrigiert, um den Motor 1 innerhalb der Limits, die für die Verbrennungsstabilität erforderlich sind, zu steuern.
Andererseits zeigt die Tatsache, dass die Kühlwassertemperatur Tcw größer ist als der spezifizierte Punkt Tcwo, nämlich 60°C, an, dass der Motor aufgewärmt wurde, und dass der Katalysator daher aktiviert wurde, so dass, nach dem Rückstellen auf tief des Startflags FSTA und des Temperaturanstiegsflags FRTD in Schritt S118 und S119 in Schritt S120 beurteilt wird, ob der Motor 1 im Leerlauf ist. Diese Beurteilung id erfolgt auf der Grundlage eines Signals des Leerlaufschalters 22. Während des Leerlaufs, erfasst der Leerlaufschalter 22 eine geschlossene Stellung des Drosselventils 14 und liefert ein Signal, das anzeigt, dass der Motor im Leerlauf ist. Wenn sich der Motor 1 im Leerlauf be findet, wird ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB aus einer Steuertabelle gelesen. Diese Tabelle spezifiziert Feedbacksteuerwerte θ_IDFB in Bezug auf Unterschiede zwischen der Motordrehzahl und der Leerlaufdrehzahl. Befindet sich der Motor 1 nicht im Leerlauf, wird der Feedbacksteuerwert θ_IDFB in Schritt S122 auf 0 (Null) gesetzt. Nach dem Festlegen des Feedbacksteuerwerts θ_IDFB in Schritt S121 oder in Schritt S122 werden sowohl der Steuerwert θ_RTD der Verzögerung der Zündungseinstellung als auch der Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) in den Schritten S123 und S124 auf 0 (Null) gesetzt. Danach wird während der Schritte S115 bis S117 eine Zündungseinstellung IGT berechnet, und die Zündkerze 7 eines Zylinders wird betätigt, um bei der Zündungseinstellung zu zünden. Das bedeutet, dass, wenn die Kühlwassertemperatur Tcw größer ist als der spezifizierte Punkt Tcwo, oder wenn die Aufwärmzeit Tht ab einem Motorstart verstrichen ist, die Zündungseinstellungssteuerung zum Beschleunigen eines Anstiegs der Katalysatortemperatur in den Schritten S123 und S124 beendet ist, und dass normale Zündungseinstellungssteuerung stattfindet. Wenn das Drosselventil 14 komplett geschlossen ist, wird die Feedbacksteuerung der on-Leerlaufzündungseinstellung durchgeführt, um eine Zündungseinstellung zu regulieren, um eine Motordrehzahl aufrechtzuerhalten, die für den Leerlauf geeignet ist in den Schritten S120 und S121. Auf diese Art erfolgt die Feedbacksteuerung der on-Leerlauf-Zündungseinstellung mit günstiger Reaktivität durch Steuern einer Leerlaufdrehzahl durch das Regulieren einer Zündungseinstellung.
4 und 5 sind Ablaufdiagramme, die eine Programmabfolge der Steuerung des Bestimmens eines Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n), der in Schritt S114 der Zündungseinstellungssteuerung, die in 3 gezeigt ist, erfolgt, darstellen.
Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht in Schritt S201 direkt zu einem Funktionsblock, in dem ein Steuerzyklus, dessen ursprünglicher Wert 1 (eins) ist, um eins erhöht wird. Danach wird in Schritt S202 ein Zeitintervall T(i) zwischen benachbarten Signalen des Kurbelwinkelsensors 30 gemessen, und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω(i) einer spezifizierten Zeitspanne wird auf der Grundlage des Zeitintervalls T(i) in Schritt S203 berechnet. Die Zeitspanne, innerhalb welcher eine Kurbelwellen-Winkelgeschwindigkeit berechnet wird, wird wie unten beschrieben bestimmt.
6 zeigt das Motordrehmoment und die Winkelgeschwindigkeit in Bezug auf den Kurbelwinkel in Zusammenhang mit einem Reihenvierzylinder, Viertaktmotor. In Bezug auf jeden Zylinder 2, ändert sich das resultierende Drehmoment (gezeigt durch die durchgehende Linie X) des Trägheitsdrehmoments (gezeigt durch eine gestrichelte Linie Y) und das Drehmoment des Gasdrucks (gezeigt durch eine gepunktete Linie Z) periodisch mit Winkelintervallen von 180° während der normalen Verbrennung und einer Winkelgeschwindigkeit (angezeigt durch „A") der Kurbelwelle, die durch die resultierenden Drehmomentfluktuationen periodisch gedreht wird. Andererseits tritt der Zustand auf, in dem die Kraftstoffverbrennung zum Beispiel im Zylinder 2 Nummer 1 so instabil wird, dass eine Halbfehlzündung auftritt, das resultierende Drehmoment übermäßig abfällt, wie durch die doppelt gepunktete Linie Q gezeigt. Dadurch fällt eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit signifikant von der Mitte eines Ansaughubs wie durch die unterbrochene Linie B gezeigt, und ein Unterschied der Kurbelwinkelgeschwindigkeit während der instabilen Verbrennung im Vergleich zu der während der normalen Verbrennung wird erweitert. In Verbindung mit dem Zylinder Nummer 3 neben dem Zylinder 2 Nummer 1 und obwohl die Kurbelwinkelgeschwindigkeit in der Mitte eines Ansaughubs aufgrund einer Wirkung des vorhergehenden Zylinders sinkt, nämlich des Zylinders Nummer 1 in dieser Ausführungsform, erreicht sie allmählich eine Kurbel winkelgeschwindigkeit für normale Verbrennung im Laufe der Ansaugung.
7 zeigt den Verbrennungsgasdruck, dargestellt durch einen Korrelationskoeffizienten in Bezug auf eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nach dem oberen Totpunkt eines Verdichtungshubs eines spezifischen Zylinders. Der Korrelationskoeffizient ist eine Messung, die angibt, wie sich der Gasdruck in Zusammenhang mit einem spezifischen Zylinder auf die Kurbelwinkelgeschwindigkeit auswirkt. Ein positiver Wert des Korrelationskoeffizienten zeigt an, dass eine Änderung des Gasdrucks des spezifischen Zylinders eine starke Korrelation mit der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit des spezifischen Zylinders hat, ein negativer Wert des Korrelationskoeffizienten zeigt an, dass eine Änderung des Gasdrucks eines vorhergehenden Zylinders eine starke Korrelation mit der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit des spezifischen Zylinders hat.
Wie aus 6 und 7 ersichtlich, ist die Korrelation zwischen dem Verbrennungsgasdruck und einer Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit zwischen einem Kurbelwinkel, bei dem die Verbrennung fast abgeschlossen ist (ungefähr 40° ATDC) und einem Kurbelwinkel, bei dem der darauf folgende Zylinder die Kraftstoffverbrennung fast startet (etwa 200° ATDC), sehr stark und ist insbesondere in einer Periode X sehr stark, in der das Trägheitsdrehmoment gesteigert wird, das heißt zwischen den Kurbelwinkeln (100 und 200° ATDC) nach einem Wendepunkt des Gasdruckdrehmoments (in einem Kurbelwinkel von 90° ATDC). Der Verbrennungszustand eines spezifischen Zylinders wird daher genau auf der Grundlage von Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit des spezifischen Zylinders bestimmt, in dem eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines Ausmaßes zwischen Kurbelwinkeln von zum Beispiel 100 und 200° erfasst wird. Um eine lange zulässige Zeit für die Kurbel winkelerfassung bereitzustellen, ist es wünschenswert, die Kurbelwinkelerfassung nach einem Kurbelwinkel von 60° durchzuführen.
Angesichts der oben genannten Umstände und wie in 8 gezeigt, wird die erfasste Platte 31 mit den radialen Vorsprüngen 31a bei Winkelintervallen ausgebildet, so dass der radiale Vorsprung bei Kurbelwinkeln von 104° ATDC und 174° ATDC jedes Zylinders erfasst wird, um während einer Drehung der Kurbelwelle über 70° ab einem Kurbelwinkel von 104° ATDC zu einem Kurbelwinkel von 174° ATDC zu finden. Der folgenden Ausdruck wird daher verwendet, um eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω eines spezifischen Zylinders (i) in Schritt S203 zu berechnen. ω(i) = 70 × 10–6/T(i)
Danach, nachdem die Zylinder auf der Grundlage von Signalen unterschieden wurden, die von einem Sensor (nicht dargestellt) zur Überwachung eines Rotationswinkels einer Nockenwelle (nicht dargestellt) in Schritt S204 geliefert werden, wird eine Fluktuation in der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) bestimmt, indem Faktoren eliminiert werden, die Rauschen sind, um einen Verbrennungszustand jedes Zylinders in den Schritten S205 und S206 zu bestimmen. Es gibt Faktoren, mit der Ausnahme einer Änderung des Verbrennungszustands, die ein Fluktuieren der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω(i) verursachen, wie zum Beispiel Resonanz aufgrund explosiver Kraftstoffverbrennung, unausgewogene Drehung der Räder, Schwingungen aufgrund der Straßenoberflächenzustände, die durch die Räder und dergleichen übertragen werden. Wie in 9 gezeigt, treten Komponenten von Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die sich aus explosiver Rotation ergeben, als Rauschen aufgrund der Resonanz mit einer Frequenz von Rotationsgrößenordnungen von 0,5 und ihren integralen Vielfachen auf. Die Komponenten von Fluktuation der Kurbelwinkelge schwindigkeiten, wie zum Beispiel Rauschen aufgrund unausgewogener Raddrehung und aufgrund von Straßenoberflächenzuständen treten in einem Frequenzband von Rotationsgrößenordnungen kleiner als 0,5 auf.

In Schritt S205 wird eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dω(i) bestimmt, indem Frequenzkomponenten der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten entfernt werden, die mit einer Frequenz von Rotationsgrößenordnungen von 0,5 und ihren integralen Vielfachen auftreten. Das bedeutet, dass durch Bestimmen einer Abweichung einer laufenden Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω(i) von der vorhergehenden Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω(i-4) (Vierertakt vorher) für einen spezifischen Zylinder eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dω(i), bei der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten mit einer Frequenz von Rotationsgrößenordnungen von 0,5 und ihren integralen Vielfachen auftreten, entfernt werden, wie in 10 gezeigt, erzielt werden. Um Komponenten ferner von Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten wie Rauschen, die in einem Frequenzband von Rotationsgrößen kleiner als 0,5 auftreten, zu entfernen, erfolgt Mäßigungsverarbeitung durch den Einsatz von Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten dω(i), die aus den letzten acht Zyklen erzielt wurden. Die gemäßigte Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) wird wie folgt bestimmt: dωf(i) = a × dωf(i) + b × dω(i-1) + c × dω(i-2) + d × dω(i-3) + e × dω(i-4) + d × dω(i-5) + c × dω(i-6) + b × dω(i-7) + a × dω(i-8)wobei a–d Mäßigungsfaktoren sind.

Durch die Mäßigungsverarbeitung, wie in 11 gezeigt, werden Komponenten von Fluktuation der Kurbel winkelgeschwindigkeiten, die in einem Frequenzband von Rotationsgrößenordnungen kleiner als 0,5 auftreten, zufriedenstellend entfernt. Auf diese Art erzielt man eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) jedes Zylinders, in der ein Verbrennungszustand präzis wiedergegeben ist.

Danach werden zulässige obere und untere Limitfluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax und dωfmin für die Verbrennungsstabilität unter Bezugnahme auf Steuertabellen für die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit in den Schritten S207 und S208 festgelegt. Diese Tabellen spezifizieren obere und untere Limitfluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax und dωfmin in Bezug auf die Motordrehzahl und Luftladeeffizienz. Die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) wird mit der oberen Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax in Schritt S209 verglichen. Ist die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) größer als die obere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax, wird eine Steuerverstärkung θ_KA (die größer ist als 0) zum Steigern des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) durch den Einsatz der Steuerverstärkungstabelle in Schritt S210 festgelegt. Die Steuerverstärkung θ_KA wird in Übereinstimmung mit Graden der Kraftstoffschwere in Schritt S211 korrigiert und als eine Unebenheitssteuerverstärkung θ_K in Schritt S212 angewandt. Andererseits, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) kleiner ist als das obere Limit der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax, wird die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) mit der unteren Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmin in Schritt S213 verglichen. Ist die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) kleiner als die untere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmin, wird eine Steuerverstärkung θ_KR (die kleiner ist als 0) zum Vermindern des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) durch den Einsatz der Steuerverstärkungstabelle in Schritt S214 bestimmt und wird als Unebenheitssteuerverstärkung θ_K in Schritt S212 angewandt. Ist die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) größer als das untere Limit der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmin, wird in Schritt 216 die Unebenheitssteuerverstärkung θ_K auf 0 (Null) eingestellt.

Nach der Bestimmung der Unebenheitssteuerverstärkung θ_K in Schritt S212, S215 oder S216, wird in Schritt S217 beurteilt, ob die Anzahl von Steuerzyklen i größer ist als 8. Ist die Anzahl der Steuerzyklen i gleich oder kleiner als 8, wird ein Unebenheitslernwert θ_std(n), der aus dem nicht flüchtigen Speicher gelesen wird, in Schritt S218 als Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) angewandt. Ist die Anzahl der Steuerzyklen i größer als 8, wird in Schritt S219 beurteilt, ob die Anzahl der Steuerzyklen i gleich oder größer als 9 aber kleiner als 13 ist. Ist die Anzahl der Steuerzyklen i zwischen neun und 13, wird der Unebenheitslernwert θ_std(n) addiert mit der Unebenheitssteuerverstärkung θ_K als Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) in Schritt S220 angewandt. Ist andererseits die Anzahl der Steuerzyklen i größer als 13, wird der Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) der beim letzten Steuerzyklus erzielt wurde, addiert mit der Unebenheitssteuerverstärkung θ_K in Schritt S221 als Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) verwendet. In diesem Fall und während des frühen Stadiums der Steuerung eines Unebenheitssteuerwerts, zum Beispiel, bis zum achten Zyklus, wird der Unebenheitslernwert θ_std(n) direkt als Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) verwendet. Mit dem Fortschreiten der Steuerzyklen lässt man die Zündungseinstellung IGT(n) jedoch vorlaufen, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) größer ist als die obere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax, und der Unebenheitssteuerwert θ_K nimmt daher einen positiven Wert an, während die Zündungseinstellung IGT(n) verzögert wird, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) kleiner ist als die untere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmin, und die Unebenheitssteuerverstärkung θ_K nimmt daher einen negativen Wert an.

Nach dem Bestimmen des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) in Schritt S218, S220 oder S221, wird in Schritt S222 beurteilt, ob sich der Motor 1 im Leerlauf befindet. Gibt es ein Signal von dem Leerlaufschalter 22, zeigt das an, dass das Drosselventil 14 in geschlossener Stellung und der Motor im Leerlauf ist, wonach nach dem Speichern des laufenden Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) als vorläufiger Unebenheitslernwert θ_RMIN(n) in Schritt S223 der vorläufige Unebenheitslernwert θ_RMIN(n) mit dem vorhergehenden vorläufigen Unebenheitslernwert θ_RMIN'(n) in Schritt S224 gewichtet und als laufender Unebenheitslernwert θ_std(n) in Schritt S225 in den nicht flüchtigen Speicher gespeichert wird.

Der Unebenheitslernwert θ_std(n) wird wie folgt bestimmt: θstd(n) = KI × θIDR(n) + (1 – KI) × θIDR'(n)wobei KI der Gewichtungsfaktor ist.

Befindet sich der Motor jedoch nicht im Leerlauf, befiehlt die Ablaufdiagrammlogik die Rückkehr zu einem neuen Zyklus der Programmabfolge.

Der Grund für das Gewichten des Unebenheitslernwerts θ_std(n) ist, dass, weil es leicht ist, eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) aufgrund einer Änderung des Verbrennungszustands während des kalten Leerlaufs zu erfassen, der Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) gemäß der Kraftstoffqualität und dergleichen für jeden Zylinder gut geeignet ist.

12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge des Änderns einer Steuerungsverstärkung θ_KA darstellt, die in Schritt S211 in der Bestimmungsprogramm abfolge des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) erfolgt, gezeigt in 4 und 5.

Wie gezeigt, wird nur, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) zum ersten Mal größer wird als die obere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax in Schritt S301, die Steuerverstärkung θ_KA zu einem Wert θ_JA (der größer ist als 0), der zuvor gemäß dem Grad der Kraftstoffschwere in Schritt S302 spezifiziert wurde, addiert. Daher steigen die Unebenheitssteuerwerte θ_rgh für die jeweiligen Zylinder stark mit der Wirkung eines raschen Vorlaufens der Zündungseinstellung IGT wie in 13 gezeigt an. Die Steuerverstärkung θ_KA kann stärker geändert werden, während die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) steigt, wodurch eine Zündungseinstellung entsprechend und schnell gemäß den Vergrößerungen der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) korrigiert wird, das heißt dem Grad der Kraftstoffschwere.

14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge der Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung ist, die in dem Funktionsblock 41 der ECU 35 durchgeführt wird.

Die Ablaufdiagrammlogik beginnt und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S401, in dem die ECU 35 Signale von den Sensoren und Schaltern liest, darunter zumindest der Luftströmungssensor 13, der Leerlaufschalter 22, der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und der Starter 33. Wenn sich der Motor 1 aktuell im Leerlauf befindet, wobei das Drosselventil 14 in Schritt S402 völlig geschlossen bleibt, wird die Luftladeeffizienz Ce auf der Grundlage einer Luftflussrate und einer Motordrehzahl in Schritt S403 bestimmt. Befindet sich der Motor 1 während des letzten Steuerzyklus in Schritt S404 nicht im Leerlauf, erfolgt nach dem Bestimmen einer Zielmotordrehzahl TNe als Leerlaufdrehzahl auf der Grundlage einer laufenden Kühlwassertemperatur Tcw unter Bezugnahme auf eine Steuertabelle der Leerlaufdrehzahl in Schritt S405 eine Beurteilung in Schritt S406, ob das Temperaturanstiegsflag FRTD hoch war. Ist das Temperaturanstiegsflag FRTD hoch, wird die Zielluftladeeffizienz TCeon für die On-Steuerung der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur (nachstehend als On-Leerlaufzielluftladeeffizient bezeichnet) unter Bezugnahme auf eine Zielluftladeeffizienz-Steuertabelle (gezeigt in 15) in Schritt S407 bestimmt. Ist das Temperaturanstiegsflag FRTD in Schritt S406 jedoch tief, wird die Zielluftladeeffizienz TCeoff der Off-Steuerung der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur (nachstehend als Off-Leerlaufzielluftladeeffizienz bezeichnet) unter Bezugnahme auf die Luftladeeffizienz-Steuertabelle in Schritt S408 bestimmt. Die Luftladeeffizienztabelle spezifiziert experimentale Zielluftladeeffizienz TCe in Bezug auf die Motorleerlaufdrehzahl TNe. Die On-Steuerungs-Zielluftladeeffizienz TCeon ist für jede Kühlwassertemperatur Tcw größer als die Off-Steuer-Zielluftladeeffizienz TCeoff. Das ist der Fall, weil, während eine Zündungseinstellung durch das Ausführen der Steuerung des Katalysatortemperaturanstiegs verzögert ist, ein Anteil der Wärmeenergie, die von der Kraftstoffverbrennung erzeugt wird, der in die Rotation der Kurbelwelle verwandelt wird, gesenkt wird, und der Motor 1 seine Ausgangsleistung entsprechend senkt. Die Zielluftladeeffizienz TCeon wird auf ein spezifisches Niveau gesteigert, um das Abfallen der Motorausgangsleistung auszugleichen, wobei eine Zielmotordrehzahl aufrechterhalten wird, auch während der On-Leerlaufzündungseinstellung-Feedbacksteuerung im Funktionsblock 42 durch Einstellen des Feedbacksteuerwerts θ_IDFB auf 0 (Null) in Schritt S112 der Zündungseinstellungssteuerung, die in 3 gezeigt ist, unterbrochen wird. In diesem Zeitpunkt wird die Motordrehzahl gesteuert, so dass sie höher ist als die Leerlaufdrehzahl, indem die Menge der Einlassluft gesteigert wird, um die Motordrehung zu stabilisieren.

Nach dem Bestimmen der On-Steuer-Zielluftladeeffizienz TCeon in Schritt S407 oder der Off-Steuer-Zielluftladeeffizienz TCeoff in Schritt S408, wird ein grundlegender Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNBAS, der einem Öffnen des Leerlaufdrehzahlsteuerventils 21 entspricht, das erforderlich ist, um die On-Steuer-Zielluftladeeffizienz TCeon oder die Off-Steuer-Luftladeeffizienz Tceoff zu entwickeln, unter Bezugnahme auf eine Leerlaufdrehzahl-Steuertabelle in Schritt S409 bestimmt. Die Leerlaufdrehzahl-Steuertabelle spezifiziert Öffnungsvorgänge des Leerlaufdrehzahlsteuerventils 21 in Bezug auf die Zielluftladeeffizienzen TCe. Danach wird in Schritt S410 der grundlegende Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNBAS als praktischer Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN verwendet.

Befand sich der Motor 1 während des letzen Steuerzyklus in Schritt S404 im Leerlauf, wird nach dem Bestimmen eines Korrekturwerts der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNE gemäß einer Abweichung DCe der laufenden Luftladeeffizienz Ce von der Zielluftladeeffizienz TCe unter Bezugnahme auf eine Leerlaufdrehzahlkorrekturtabelle (gezeigt in 16) in Schritt S412, ein praktischer Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN bestimmt, indem der Korrekturwert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNE zu den grundlegenden wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNBAS in Schritt S413 addiert wird. Wie in 16 gezeigt, spezifiziert die Leerlaufdrehzahlkorrekturtabelle Korrekturwerte der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNE in Bezug auf die Luftladeeffizienzabweichungen DCe. Der Korrekturwert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DNE wird linear mit einem Anstieg der Luftladeeffizienzabweichung DCe in einem Bereich niedriger Luftladeeffizienzabweichungen DCe angehoben und jedoch für größere Luftladeeffizienzabweichung DCe festgelegt.

Wenn sich der Motor 1 ferner derzeit in Schritt S402 nicht im Leerlauf befindet und das Temperaturanstiegs flag FRTD in Schritt S414 hoch ist, wird ein grundlegender Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DRBAS für die On-Steuerung der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur zum Verzögern einer Zündungseinstellung in Schritt S415 festgelegt und wird dann als praktischer Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN in Schritt S416 angewandt. Wenn andererseits, während sich der Motor 1 derzeit in Schritt S402 nicht im Leerlauf befindet, das Temperaturanstiegsflag FRTD in Schritt S414 tief ist, wird ein grundlegender Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DBAS für die Off-Steuerung der Beschleunigung des Anstiegs der Katalysatortemperatur zum Verzögern einer Zündungseinstellung unter Bezugnahme auf die Leerlaufdrehzahlsteuertabelle in Schritt S417 bestimmt und danach als praktischer Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN in Schritt S419 angewandt.

Schließlich wird nach dem Festlegen eines praktischen Werts der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN in Schritt S410, S413, S416 oder S418 das Leerlaufdrehzahlsteuerventil 21 bei einem Betriebsverhältnis gesteuert, das dem Wert der Leerlaufdrehzahlsteuerung DN in Schritt S411 entspricht. Dann befiehlt die Ablaufdiagrammlogik die Rückkehr zu einem weiteren Zyklus der Programmabfolge.

Wie oben beschrieben, wird eine Zündungseinstellung IGT(n), wenn auf der Grundlage einer Temperatur des Motorkühlwassers und einer Zeit, die von einem Motorstart ausgehend verstrichen ist, der Katalysator noch nicht ausreichend erhitzt ist, verzögert, um die Temperatur des Abgases zu steigern, um einen Anstieg der Katalysatortemperatur zu beschleunigen. Wie in 17 sichtbar, die den Zylinderdruck in Bezug auf den Kurbelwinkel nach dem unteren Totpunkt in einem Ansaughub, tritt, wenn ein stöchiometrisches Gemisch verbrannt wird, beim Verzögern der Zündungseinstellung IGT(n) stark auf einen Kurbelwinkel von zum Beispiel 20° ATDC, eine Spitze der Kraftstoffverbrennung eines Luft-Kraftstoffgemischs nach einem beträchtlichen Ab fall des Zylinderdrucks nach einem mittleren Stadium des Ansaughubs wie durch eine durchgehende Linie gezeigt auf, und die Umwandlungseffizienz der Wärmeenergie der Kraftstoffverbrennung ist daher beträchtlich niedriger. Die Temperatur der Abgase steigt daher stark aufgrund eines beträchtlich gesteigerten Abgasverlusts. In 17 ist der Zylinderdruck, der erzeugt wird, wenn ein Luft-Kraftstoffgemisch bei einer Zündungseinstellung direkt bei TDC gezündet wird, durch eine gestrichelte Linie zum Vergleichen gezeigt.

Wie in 18A gezeigt, steigt die Abgastemperatur höher, wenn eine Zündungseinstellung IGT(n) verzögert wird, um einen Anstieg der Katalysatortemperatur zu beschleunigen. Wie in 18B gezeigt, ergibt eine Verzögerung der Zündungseinstellung IGT(n) jedoch eine Steigerung in der Änderungsrate (%) des mittleren Wirkdrucks Pi, das heißt eine Drehmomentänderungsrate, aufgrund welcher eine Verschlechterung der Verbrennungsstabilität auftritt. Insbesondere ist die Änderungsrate des mittleren Wirkdrucks Pi für einen schweren Kraftstoff höher als für einen normalen Kraftstoff. Ein schwerer Kraftstoff verursacht daher möglicherweise eine Verschlechterung der Verbrennungsstabilität. Bei dem Motorsteuersystem gemäß der oben stehenden Ausführungsform der Erfindung wird die Zündungseinstellung IGT(n) jedoch gemäß den Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten dfωf(i) korrigiert. Das heißt, dass die Zündungseinstellung IGT(n) durch Steigern des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n) vorläuft, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) größer ist als die obere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmax, um die Kraftstoffverbrennung etwas stabiler zu steuern. Andererseits wird die Zündungseinstellung IGT(n) verzögert, indem der Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) verringert wird, wenn die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) aufgrund der Berücksichtigung der Verbrennungsstabilität kleiner ist als die untere Limitfluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωfmin, um die Bescheunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur zu verstärken. Da ein aktueller Verbrennungszustand entsprechend genau auf der Grundlage von Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeiten dωfmin beurteilt wird, auch wenn sich die Zündfähigkeit und Brennbarkeit eines Kraftstoffs aufgrund von Verschlechterung verändern, wird die Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur zur größten und gleichzeitig absichernden Verbrennungsstabilität in ihrer eigenen Qualität verstärkt. In diesem Fall und weil die Unebenheitssteuerverstärkung θ_K durch ein Inkrement des Werts θ_JA geändert wird, wenn ein schwerer Kraftstoff zugeführt wird, wird eine Zündungseinstellung IGT(n) schnell zu einer vorlaufenden Seite korrigiert, indem der Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) erhöht wird, wodurch die Kraftstoffverbrennung schnell ab dem Beginn der Verbrennungssteuerung stabilisiert wird.

Ferner wird ein Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) während des Leerlaufs gelernt, um einen Unebenheitslernwert θ_std(n), der als ein ursprünglicher Unebenheitssteuerwert erstellt wird, zu erneuern, nachdem ein Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) einmal gelernt wurde, wird die Verbrennungssteuerung entsprechend gemäß der Kraftstoffqualität und dergleichen unmittelbar nach ihrem Beginn durchgeführt, um die Kraftstoffverbrennung sofort nach einem Motorstart zu stabilisieren. Während des Leerlaufs erhält der Motor 1 eine erwünschte Leerlaufdrehzahl aufrecht, indem die Lufteinlassmenge gesteuert wird. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist es im Allgemeinen, wenn der katalytische Wandler 27 in dem Auslassdurchgang 25 stromabwärts von dem Abgasrohr installiert ist, schwierig aufzuwärmen, im Vergleich zu einem katalytischen Wandler, der direkt in dem Abgasrohr installiert ist, er wird jedoch effizient aufgrund eines beschleunigten Anstiegs der Abgastemperatur erwärmt. Mit anderen Worten wird der Grad der Konzeptionsfreiheit der Abgasleitung verbessert. Ein Verbessern der Motorleistung wird zum Beispiel durch ein Konzipieren eines Abgasrohrs mit hoher Abgaseffizienz erzielt.

19 zeigt eine Motorsteuereinheit (ECU) 50 gemäß einer anderen Ausführungsform des in 1 gezeigten Motorsteuersystems A.

Wie in 19 gezeigt, empfängt die ECU 50 Signale von verschiedenen Sensoren und Schaltern, darunter der Luftströmungssensor 13, der Lufteinlasstemperatursensor 17, der Leerlaufschalter 22, der Drosselpositionssensor 23, der O₂-Sensor 26, der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und der Starterschalter 33 und liefert Steuersignale, darunter einen Einspritzimpuls zu der Kraftstoffdüse 16, ein Zündsignal zu der Zündschaltung 8, Stellgliedsignale zu den Stellgliedern 18a und 21a des Wirbelventils 18 und zu dem Leerlaufdrehzahlsteuerventil 21. Die ECU 50 steuert die Verzögerungsteuerung der Zündungseinstellung, um einen beschleunigten Anstieg der Katalysatortemperatur und Verzögerungseinschränkungssteuerung für ein striktes Einschränken der Verzögerung einer Zündungseinstellung zu bewirken, um der Verbrennungsstabilisierung gegenüber einem Anstieg der Katalysatortemperatur den Vorrang einzuräumen. Ähnlich wie die ECU 50, die in 2 gezeigt ist, hat die ECU 50 einen Funktionsblock (Beurteilungsblock der Katalysatoraktivierung) 36, einen Funktionsblock (Steuerblock der Zündungseinstellung) 37, einen Funktionsblock (Unebenheitserfassungsblock) 38, einen Funktionsblock (Steuerblock der Leerlaufdrehzahl) 41, einen Funktionsblock (Feedback-Steuerblock der On-Leerlaufzündungseinstellung) 42 und einen Funktionsblock (Steuerblock der Kraftstoffeinspritzung) 43. Die ECU 50 hat ferner einen Funktionsblock (Block zur Beurteilung der Schwere) 51, um zu beurteilen, ob ein Kraftstoff des schweren Typs ist, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses der Beurteilung durch den Funktionsblock (Unebenheitserfassungsblock) 38, und einen Funktionsblock (Steuerblock der Verzögerungseinschränkung) 52 zum Einschränken einer Verzögerung der Zündungseinstellung auf einen spezifizierten Wert auf der kleinen Seite, wenn ein Kraftstoff als schwer beurteilt wird.

20 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für den Mikroprozessor der ECU 50 darstellt.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S501, in dem die ECU 50 Signale von den Sensoren und Schaltern liest, darunter der Luftströmungssensor 13, der Lufteinlasstemperatursensor 17, der Leerlaufschalter 22, der Drosselpositionssensor 23, der O₂-Sensor 26, der der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und der Starterschalter 33. Danach wird in Schritt S502 beurteilt, ob der Motor 1 startet. Besteht kein Signal von dem Anlasser, mit dem ein Motoranlasser betätigt wird, oder eine Motordrehzahl ist geringer als ein spezifizierter Wert, wird der Motor als nicht startend beurteilt. wenn der Motor startet, wird eine Zündungseinstellung IGST während eines Motorstartens als eine Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S503 genommen, und ein Startflag FSTA wird auf einen Zustand „1" gestellt, der anzeigt, dass der Motor startet, in Schritt S504. Wenn die Zündungseinstellung IGT(n) für jeden Zylinder zum Schritt S514 gekommen ist, wird die Zündkerze 7 des Zylinders betätigt, um im Schritt S515 zu zünden.

Andererseits, wenn der Motor nicht startet, wird in Schritt S505 beurteilt, ob eine Kühlwassertemperatur Tcw kleiner ist als ein spezifizierter Punkt Tcwo, zum Beispiel 60°C. Ist die Kühlwassertemperatur Tcw niedriger als der spezifizierte Punkt Tcwo (60°C), zeigt das an, dass der Motor noch kalt ist, und dass der Katalysator daher nicht aktiviert ist, danach erfolgt in Schritt S506 die Beurteilung, ob das Startflag FSTA auf dem Zustand „1" steht. Steht es auf dem Zustand „1", wird nach dem Zurückstellen auf tief des Startflags FSTA in Schritt S507 ein Timer betätigt, um eine spezifizierte Aufwärmzeit Tht zurückzuzählen, für welche ein Anstieg der Katalysatortemperatur in Schritt S508 beschleunigt wird. Wenn das Starterflag FSTA tief ist, wird in Schritt S509 beurteilt, ob der Timer betätigt wurde und die Aufwärmzeit Tht zurückzählt. Wurde der Timer betätigt und zählt er die Aufwärmzeit Tht zurück, wird davon ausgegangen, dass sich der Katalysator des katalytischen Wandlers 27 beim Aufwärmen befindet, danach wird in den Schritten S510 bis S513 eine Zündungseinstellung IGT(n) bestimmt.

Nach dem Stellen eines Temperaturanstiegsflags FRTD auf einen Zustand „1", der anzeigt, dass ein Anstieg der Katalysatortemperatur Tcat durch Verzögern einer Zündungseinstellung in Schritt S510 beschleunigt wird, wird ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB für eine Zündungseinstellung, die erforderlich ist, um eine Motorleerlaufdrehzahl Nid konstant zu halten, in Schritt S511 auf 0 (Null) gestellt. Danach wird in Schritt S512 berechnet, um einen Steuerwert θ_RTD für eine Verzögerung der Zündungseinstellung zum Verzögern der Zündungseinstellung zu bestimmen. Die Berechnung eines Steuerwerts θ_RTD der Verzögerung der Zündungseinstellung wird weiter unten beschrieben. In Schritt S513 wird eine Zündungseinstellung IGT(n) wie folgt festgelegt: IGT(N) = θBASE – θIDFB – θRTD wobei θ_BASE eine grundlegende Zündungseinstellung ausgedrückt durch einen Winkel ist, der normalerweise leicht gegenüber einer spezifizierten Zündungseinstellung verzögert ist, zum Beispiel 10° vor dem oberen Totpunkt, bei dem der Motor 1 in jedem Zylinder maximales Drehmoment erzeugt, und der der Motordrehzahl und der Luftladeeffizienz entspricht.

Wenn in Schritt S514 beurteilt wird, dass die Zündungseinstellung IGT(n), die in Schritt S503 oder S513 berechnet wurde, abgelaufen ist, wird die Zündkerze 7 des Zylinders in Schritt S515 betätigt, um zu zünden.

Wenn andererseits die Kühlwassertemperatur Tcw größer ist als der spezifizierte Punkt Tcwo, nämlich 60°C, zeigt das an, dass der Motor aufgewärmt ist, und dass der Katalysator daher betätigt wurde, wonach nach dem Rückstellen auf tief des Startflags FSTA und des Temperaturanstiegsflags FRTD in Schritt S516 und S517 in Schritt S518 beurteilt wird, ob der Motor 1 im Leerlauf ist. Diese Beurteilung id erfolgt auf der Grundlage eines Signals des Leerlaufschalters 22. Während des Leerlaufs erfasst der Leerlaufschalter 22 eine geschlossene Stellung des Drosselventils 14 und liefert ein Signal, das anzeigt, dass sich der Motor im Leerlauf befindet. Wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet, wird ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB aus der Feedback-Steuertabelle gelesen. Befindet sich der Motor 1 nicht im Leerlauf, wird der Feedbacksteuerwert θ_IDFB in Schritt S520 auf 0 (Null) gesetzt. Nach dem Bestimmen des Feedbacksteuerwerts θ_IDFB in Schritt S519 oder in Schritt S520, wird ein Steuerwert θ_RTD der Verzögerung der Zündungseinstellung in Schritt S521 auf 0 (Null) gesetzt. Danach wird in den Schritten S213 bis S215 eine Zündungseinstellung IGT berechnet, und die Zündkerze 7 eines Zylinders wird bei der Zündungseinstellung zum Zünden betätigt.

21 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge der Steuerung des Bestimmens eines Steuerwerts θ_RTD(n) der Verzögerung der Zündungseinstellung, das in Schritt S512 der Zündungseinstellungssteuerung, die in 20 gezeigt ist, darstellt.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S601, in dem ein Steuerzyklus, dessen ursprünglicher Wert 1 (eins) ist, um eins inkrementiert wird. Danach wird in Schritt S602 ein Zeitintervall T(i) zwischen benachbarten Signalen des Kurbelwinkelsensors 30 gemessen, und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω(i) einer spezifizierten Zeitspanne wird auf der Grundlage des Zeitintervalls T(i) in Schritt S603 berechnet. Die Zeitspanne, innerhalb welcher eine Kurbelwellen-Winkelgeschwindigkeit berechnet wird, wird wie unten beschrieben bestimmt. Nach dem Unterscheiden der Zylinder auf der Grundlage eines Signals, das von einem Sensor (nicht gezeigt) zum Überwachen eines Rotationswinkels einer Nockenwelle (nicht dargestellt) in Schritt S604 geliefert wird, wird eine Fluktuation in der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) bestimmt, indem Faktoren entfernt werden, die Rauschen sind, um einen Verbrennungszustand jedes Zylinders in den Schritten S505 und S506 zu bestimmen. Diese Schritte S601 bis S606 sind gleich wie die Schritte S201 bis S206 der 4.

Danach wird in Schritt S607 ein Wert dωffmax zum Beurteilen der Kraftstoffschwere, der etwas größer ist als ein Limit einer zulässigen Fluktuation einer Kurbelwinkelgeschwindigkeit der erforderlichen Verbrennungsstabilität auf der Grundlage der laufenden Motordrehzahl und der Luftladeeffizienz unter Bezugnahme auf eine Schwerebeurteilungswerttabelle bestimmt. Diese Schwerebeurteilungstabelle spezifiziert die Schwerebeurteilungswerte in Bezug auf Motordrehzahlen und Luftladeeffizienz. Wird der Wert der Beurteilung der Kraftstoffschwere dωffmax von der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) überschritten, wird festgelegt, dass die Kraftstoffverbrennung signifikant instabil ist. Wenn der Steuerzyklus (i) weniger als L Mal wiederholt wurde in Schritt S608, wird der Beurteilungswert der Kraftstoffschwere dωffmax mit der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) in Schritt S609 verglichen. Wenn der Beurteilungswert der Kraftstoffschwere dωffmax von der Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) überschritten wird, wird festgelegt, dass die Kraftstoffverbrennung signifikant instabil ist, und nach dem Ändern der Zählung m eines Zählers durch ein Inkrement 1 (eins) wird in Schritt S610 eine fixe Verzögerung der Zündungseinstellung θ_NOR als Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD(n) in Schritt S611 verwendet. Dieser fixe Wert der Zündstellungsverzögerung θ_NOR verursacht eine relativ große Verzögerung der Zündungseinstellung, wenn ein normaler Kraftstoff mit relativ niedriger Schwere verwendet wird. Andererseits ist die Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit dωf(i) kleiner als der Wert der Beurteilung der Kraftstoffschwere dωffmax in Schritt S609, bevor der Steuerzyklus (i) öfter wiederholt wurde als die spezifizierten L Mal in Schritt S608, oder wenn die Zählung m kleiner ist als die spezifizierte Zählung c in Schritt S612, nachdem der Steuerzyklus (i) öfter wiederholt wurde als die spezifizierte Anzahl L in Schritt S608, zeigt das an, dass eine Fluktuation in der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nicht so oft aufgetreten ist, und eine normale Schwere des Kraftstoffs wird verwendet, danach wird die fixe Verzögerung der Zündungseinstellung θ_NOR größer als 0 (Null) als Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD(n) in Schritt S611 verwendet, ohne die Zählung m in Schritt S610 zu ändern. Wenn die Zählung m ferner gleich oder größer ist als die spezifizierte Zählung c in Schritt S612, nachdem der Steuerzyklus (i) öfter wiederholt wurde als der spezifizierte Wert L in Schritt S608, zeigt das an, dass eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit so oft aufgetreten ist und ein schwerer Kraftstoff verwendet wird, danach wird eine fixe Verzögerung der Zündungseinstellung θ_JUS kleiner als θ_NOR aber größer als 0 (Null) als Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD(n) in Schritt S613 verwendet. Diese fixe Verzögerung der Zündungseinstellung θ_JUS schränkt die Verzögerung einer Zündungseinstellung ein, um der Verbrennungsstabilität gegenüber der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur den Vorrang einzuräumen.

Wie in 22 gezeigt, wird eine Fluktuation der Kurbelwinkelgeschwindigkeit gezählt, bis der Steuerzyklus die vorausbestimmte Anzahl von L wiederholt wurde, und ein Kraftstoff wird auf der Grundlage der Zählung beurteilt, ob er schwer ist oder nicht. Wenn ein schwerer Kraftstoff verwendet wird, wird eine Zündungseinstellung einschränkend verzögert, um der Verbrennungsstabilität gegenüber der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur den Vorrang einzuräumen. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform, wenn der Katalysator noch nicht aufgewärmt ist, eine Zündungseinstellung IGT(n) verzögert, um einen Anstieg der Katalysatortemperatur zu beschleunigen. Es wird auf der Grundlage eines tatsächlichen Zustands der Kraftstoffverbrennung, der auf der Grundlage von Fluktuationen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit präzis beurteilt wird beurteilt, ob ein verwendeter Kraftstoff schwer ist oder nicht. Wenn ein schwerer Kraftstoff mit niedrigerer Zündfähigkeit und Brennbarkeit verwendet wird, wird die Zündungseinstellungssteuerung so durchgeführt, dass die Verbrennungsstabilität gegenüber der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur Vorrang hat. Daher wird, auch wenn ein schwerer Kraftstoff verwendet wird, ein starker Anstieg an Schadstoffabgaben aufgrund der instabilen Kraftstoffverbrennung effektiv verhindert.

23 zeigt eine Motorsteuereinheit (ECU) 55 gemäß einer anderen Ausführungsform des in 1 gezeigten Motorsteuersystems A zum Durchführen der Verzögerungsteuerung der Zündungseinstellung sofort nach einem kalten Motorstart, um einen schnellen Anstieg der Katalysatortemperatur zu verursachen. Bei dieser Aus führungsform steuert die ECU 55 die Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbacksteuerung, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis durch Regulieren einer Einspritzumpulsbreite abzugeben, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung, um einen Wirbel in der Brennkammer 6 zu erzeugen.

Wie gezeigt, empfängt die ECU 55 Signale von verschiedenen Sensoren und Schaltern, darunter der Luftströmungssensor 13, der Lufteinlasstemperatursensor 17, der Leerlaufschalter 22, der Drosselpositionssensor 23, der O₂-Sensor 26, der Kurbelwinkelsensor 30, der Wassertemperatursensor 32 und der Starterschalter 33, und liefert Steuersignale, darunter einen Einspritzimpuls zu der Kraftstoffdüse 16, ein Zündsignal zu der Zündschaltung 8, Stellgliedsignale zu den Stellgliedern 18a und 21a des Wirbelventils 18 und zu dem Leerlaufdrehzahlsteuerventil 21. Die ECU 55 leitet die Verzögerungsteuerung der Zündungseinstellung, um einen beschleunigten Anstieg der Katalysatortemperatur und eine Verzögerungseinschränkungssteuerung zu verursachen, um die Verzögerung strikt auf eine Zündungseinstellung einzuschränken, um der Verbrennungsstabilität den Vorrang gegenüber einem Anstieg der Katalysatortemperatur einzuräumen. Ähnlich wie die ECU 55, die in 2 gezeigt ist, hat die ECU 55 einen Funktionsblock (Block zum Beurteilen der Katalysatoraktivierung) 36, einen Funktionsblock (Steuerblock der Zündungseinstellung) 37, einen Funktionsblock (Unebenheitserfassungsblock) 38, einen Funktionsblock (Steuerblock der Zündungseinstellungskorrektur) 39, einen Funktionsblock (Steuerblock der Leerlaufdrehzahl) 41, einen Funktionsblock (Feedback-Steuerblock der On-Leerlaufzündungseinstellung) 42 und einen Funktionsblock (Steuerblock der Kraftstoffeinspritzung) 43, die die gleichen Funktionen haben wie die der ECU 35 der 2 oder der ECU 50 der 19. Die ECU 55 hat ferner einen Funktionsblock (Block zum Beurteilen des Motorstartens) 57, um das Ende eines Motorstarts zu beur teilen, sowie einen Funktionsblock (Steuerblock des Wirbelventils) 58 zum Schließen eines Wirbelventils 18 zum Steuern der Kraftstoffverbrennung, während der Motor 1 kalt ist.

24 und 25 sind Ablaufdiagramme, die eine Programmabfolge der Zündungseinstellungssteuerung für den Mikroprozessor der ECU 55 darstellen.

Wie gezeigt, beginnt die Flusssteuerungslogik und die Steuerung direkt geht zu einem Funktionsblock im Schritt S701, in dem die ECU 55 Signale von den Sensoren und Schaltern liest, darunter mindestens der Luftströmungssensor 13, der Kurbelwinkelsensor 30, der Temperatursensor 32, der Leerlaufschalter 22 und der Starterschalter 33. Danach wird auf der Grundlage einer Motordrehzahl und einer Kühlwassertemperatur in den Schritten S702 und S703 das Beenden des Motorstarts beurteilt. Wenn eine spezifizierte Zeit Test, zum Beispiel eine Sekunde, in Schritt S703 verstrichen ist, nachdem eine laufende Motordrehzahl Ne eine festgelegte Drehzahl Nej überschritten hat, zum Beispiel 500 U/Min. im Schritt S702, zeigt das an, dass eine komplette Explosion eines Kraftstoffgemischs in der Brennkammer 6 während einer spezifizierten Zeitspanne besteht, wobei bestimmt wird, dass der Motor 1 komplett gestartet hat. Wenn die Motordrehzahl Ne immer noch niedriger ist als die festgelegte Drehzahl Nej, zeigt das an, dass der Motor 1 noch immer startet, wonach eine Startzündungseinstellung IGST1, die zum Beispiel auf einen Kurbelwinkel von 5° vor dem oberen Totpunkt eines Verdichtungshubs festlegt ist, als eine Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S704 verwendet wird. Wenn dann, während die Motordrehzahl Ne die festgelegte Drehzahl Nej überschritten hat, sie innerhalb einer Dauer der spezifizierten Zeit Test ist, wird eine festgelegte Zündungseinstellung IGST2, die zum Beispiel auf einen Kurbelwinkel von 20° vor dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs für ein Vorlaufen der Zündungseinstellung während eines Motorstarts festgelegt ist, als Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S705 verwendet.

Wie in 26A und 26B gezeigt, erfolgt die Kraftstoffverbrennung mit einer Zündungseinstellung bei zum Beispiel einem Kurbelwinkel von 6° vor dem oberen Totpunkt eines Verdichtungshubs für den Beginn eines Motorstarts, das heißt, bis ein Zustand der kompletten Explosion nach dem Anlassen erreicht wird, sowie für den normalen Motorbetrieb. Danach und bis die Kraftstoffverbrennung aufgrund eines Boostens der Motordrehzahl nach dem Erreichen des Zustands der kompletten Explosion stabilisiert ist, wird eine Zündungseinstellung nahe einem Punkt des Mindestvorlaufs für bestes Drehmoment (MABT) vorgestellt.

Nach dem Beenden eines Motorstarts, wird die Kühlwassertemperatur Tcw mit einer spezifizierten Temperatur Tcwj in Schritt S706 verglichen. Ist die Kühlwassertemperatur höher als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zeigt das an, dass der Motor 1 aufgewärmt wurde, danach erfolgt die Zündungseinstellungssteuerung, die zuvor unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der 2 bis 4 beschrieben wurde. Wenn die Kühlwassertemperatur andererseits noch niedriger ist als die spezifizierte Temperatur Tcwj, das heißt, wenn der Motor 1 noch kalt ist, erfolgt nach dem Beurteilen in Schritt S707, ob sich der Motor 1 im Leerlauf mit einer Drehzahl Ne kleiner als eine Zielleerlaufdrehzahl Neij befindet, ein Feedback-Steuerflag FIDFB für On-Leerlaufzündungseinstellung hoch oder tief gesetzt. Genauer genommen wird, wenn der Motor 1 im Leerlauf mit einer Drehzahl Ne niedriger als die Zielleerlaufdrehzahl Neij dreht, das Feedback-Steuerflag FIDFB der On-Leerlaufzündungseinstellung auf einen Zustand „1" gestellt, der die Ausführung der Feedbacksteuerung der On-Leerlaufzündungseinstellung zum Erzielen der Zielleerlaufdrehzahl Neij im Schritt S708 vorschreibt. Läuft der Motor 1 hingegen noch im Leerlauf mit einer Drehzahl Ne gleich oder größer als die Zielleerlaufdrehzahl Neij, wird das Feedback-Steuerflag FIDFB im Schritt S709 wieder tief gesetzt. So wird wie in 26A und 26B die Feedbacksteuerung der On-Leerlaufzündungseinstellung durchgeführt, wenn eine Motordrehzahl Ne unter die Zielleerlaufdrehzahl Neij fällt.

Nach dem Stellen auf hoch oder tief des Feedback-Steuerflags FIDFB der On-Leerlaufzündungseinstellung in Schritt S708 oder S709, wird in Schritt S710 beurteilt, ob die Unebenheitslernsteuerung durchgeführt werden soll. Die Unebenheitslernsteuerung wird durchgeführt, wenn, während sich der Motor 1 im Leerlauf befindet, das Wirbelventil 18 geschlossen bleibt. Wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet und das Wirbelventil geschlossen bleibt, wird ein Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) in Schritt S711 bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt gemäß der Bestimmungsprogrammabfolge des Unebenheitssteuerwerts gezeigt in 4 und 5. Bleibt das Wirbelventil 18 nicht geschlossen, wird ein Unebenheitssteuerwert θ_rgh(n) in Schritt S712 auf 0 (Null) gesetzt. Nach dem Bestimmen des Unebenheitssteuerwerts θ_rgh(n), wird eine grundlegende Zündungseinstellung θ_BASE auf der Grundlage einer laufenden Luftladeeffizienz und einer laufenden Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf die Basiszündungseinstellungstabelle in Schritt S713 bestimmt, und ein Wert θ_RTD zur Verzögerung der Zündungseinstellung wird auf der Grundlage einer Kühlwassertemperatur unter Bezugnahme auf eine Verzögerungstabelle der Zündungseinstellung in Schritt S714 bestimmt. Diese Verzögerungstabelle der Zündungseinstellung spezifiziert den Steuerwert der Verzögerung der Zündungseinstellung θ_RTD, der allmählich mit dem Ansteigen der Kühlwassertemperatur zwischen 0 und 20°C steigt, an einem Spitzenwert bei einer Kühlwassertemperatur zwischen 20 und 40°C bleibt, und bei einem Steigen der Kühlwassertemperatur zwischen 40 und 60°C allmählich sinkt. Daher wird in Schritt S715 ein er forderlicher Zündungseinstellungsvorlauf θ_RE wie folgt festgelegt: θRE = θBASE – θRTD + θrgh(n)

Nach der Beurteilung des Feedbacksteuerflags der On-Leerlaufzündungseinstellung FIDFB in Schritt S716, wenn das Feedback-Steuerflag der On-Leerlaufzündungseinstellung FIDFB hoch ist, wird ein grundlegender Zündungseinstellungskorrekturwert θ_BASE auf der Grundlage eines Unterschieds einer laufenden Motordrehzahl Ne im Vergleich zu der Zielleerlaufdrehzahl Neij unter Bezugnahme auf eine Zündungseinstellungskorrekturwerttabelle, die unten gezeigt ist, bestimmt.

Wie in der oben stehenden Tabelle angegeben, wird der grundlegende Korrekturwert der Zündungseinstellung Dθ_BASE größer gestellt, wenn der Drehzahlunterschied (Ne – Neij) größer wird. In Schritt S718 wird eine Korrekturverstärkung θ_CG für die Feedbacksteuerung der On-Leerlaufzündungseinstellung auf der Grundlage des erforderlichen Zündungseinstellungsvorlaufs θ_RE unter Bezugnahme auf eine Korrekturverstärkungstabelle, die unten gezeigt ist, bestimmt.

Danach wird in Schritt S719 ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB wie folgt bestimmt: θIDFB = θBASE × θCG

Wenn das Feedback-Steuerflag der On-Leerlaufzündungssteuerung FiDFB tief ist, wird ein Feedbacksteuerwert θ_IDFB auf 0 (Null) in Schritt S720 festgelegt. Nach dem Festlegen des Feedbacksteuerwerts θ_IDFB in Schritt S719 oder S720 wird in Schritt S721 wie folgt eine Zündungseinstellung IGT(n) festgelegt: IGT(n) = θRE – θIDFB

Nach dem Festlegen der Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S704, S705 oder S721, wird, wenn die Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S722 erreicht wird, die Zündkerze 7 des Zylinders in Schritt S723 zum Zünden betätigt.

27 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge der Kraftstoffeinspritzsteuerung darstellt, die in dem Kraftstoffeinspritzsteuerblock 43 der ECU 55 geleitet wird.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S801, in dem die ECU 55 Signale von den Sensoren und Schaltern liest, darunter mindestens der Luftströmungssensor 13, der O₂-Sensor 26, der Kurbelwinkelsensor 30 und der Starterschalter 33. Danach wird in Schritt S802 beurteilt, ob der Motor angelassen wird. Wird der Motor 1 angelassen, wird nach dem Setzen eines Anlassflags FST auf den Zustand „1", der anzeigt, dass es innerhalb einer angegebenen Zeitspanne nach dem Motoranlassen in Schritt S803 ist, eine Einspritzimpulsbreite Ta(n) mit einer Impulsbreite TSTA festgelegt, die für einen Motorstart in Schritt S804 spezifiziert ist. Wenn der Motor 1 andererseits nicht gerade angelassen wird, erfolgt eine Beurteilung des Anlassflags FST in Schritt S805. War das Anlassflag FST hoch, wird ein Kraftstoffeinspritzinkrement Cs unabhängig von einer laufenden Kühlwassertemperatur Tcw während eines Motorstarts verwendet, und ein Kraftstoffeinspritz inkrement Cw wird unabhängig von der Kühlwassertemperatur nach einem Motorstart bestimmt. Das Kraftstoffeinspritzinkrement Cs wird bestimmt, indem eine konstante Rate von einer vorausbestimmten ursprünglichen Ratenbreite von zum Beispiel 20 % bei jedem Steuerzyklus abgezogen wird. Das Kraftstoffeinspritzinkrement Cw wird gemäß einer laufenden Kühlwassertemperatur Tcw unter Bezugnahme auf eine Tabelle bestimmt. Die Tabelle spezifiziert ein Kraftstoffeinspritzdekrement Cw, das allmählich kleiner wird, während die Kühlwassertemperatur steigt. Diese Kraftstoffeinspritzinkremente Cs und Cw werden mit Schwellenwerten Cso und Cwo in Schritt S807 verglichen. Nach dem Stellen auf tief des Anlassflags FST in Schritt S808, wenn beide Kraftstoffeinspritzinkremente Cs und Cw niedriger sind als die Schwellenwerte Cso und Cwo, oder direkt nach dem Beurteilen, ob das Kraftstoffeinspritzinkrement Cs oder Dekrement Cw gleich oder höher ist als die Schwellenwerte Cso und Cwo, wird eine laufende Impulsbreite Ta(n) bestimmt, indem die letzte Einspritzimpulsbreite Ta(n) mit den Kraftstoffeinspritzinkrementen Cs und Cw in Schritt S809 korrigiert wurde. Durch diese Schritte wird ein Luft-Kraftstoffgemisch angereichert, um die Kraftstoffverbrennung für eine Zeit gleich nach dem Motorstart zu stabilisieren.

Wenn das Anlassflag FST andererseits tief ist, wird in Schritt S810 beurteilt, ob der Motor in einer Feedback-Steuerzone in Betrieb ist. Die Feedback-Steuerzone wird definiert ausgehend sowohl von der Kraftstoffanstiegszone, in der ein Luft-Kraftstoffgemisch angereichert wird, um einen Anstieg der Abgastemperatur einzuschränken, und einer Kraftstoffabschaltzone, in der eine Kraftstoffeinspritzung vorübergehend unterbrochen wird. Es wird bestimmt, dass der Motor 1 in der Feedback-Steuerzone in Betrieb ist, wenn, während die Kühlwassertemperatur höher ist als eine spezifizierte Temperatur von zum Beispiel 20°C, der Motor 1 nicht innerhalb der Kraftstoffanstiegs- und der Kraftstoffab schaltzone in Betrieb ist und auch nicht beschleunigt oder gebremst wird. Wurde der O₂-Sensor 26 in Schritt S811 effektiv betätigt, während sich der Motor 1 innerhalb der Feedback-Steuerzone befindet, wird ein Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb, der erforderlich ist, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis zu erzielen, auf der Grundlage eines Luft-Kraftstoffverhältnisses bestimmt, das von einem Signal des O₂-Sensors 26 in Schritt S812 angegeben wird. Wenn andererseits, wenn sich der Motor 1 in der Feedback-Steuerzone befindet, der O₂-Sensor 26 noch nicht effektiv aktiviert ist, oder wenn sich der Motor 1 außerhalb der Feedback-Steuerzone befindet und auch der O₂-Sensor 26 effektiv aktiviert wurde, wird ein Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb in Schritt S813 auf 0 (null) festgelegt. Nach dem Festlegen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturwerts Cfb in Schritt S812 oder S813, wird eine laufende Einspritzimpulsbreite Ta(n) in Schritt S814 wie folgt bestimmt: Ta(n) = KGKF × (1 + Cfb) × Cewobei KGKF der Einspritzflussfaktor und Ce die Luftladeeffizienz ist.

Nach dem Bestimmen der Einspritzimpulsbreite Ta(n) in Schritt S804, S809 oder S814, wenn die Zündungseinstellung IGT(n) in Schritt S815 erreicht wird, wird die Kraftstoffdüse 16 gepulst, um Kraftstoff entsprechend der Einspritzimpulsbreite Ta(n) in Schritt S816 abzugeben.

Wie in 26C gezeigt, wird während einiger Zeit nach einem Boosten der Motordrehzahl, das in kompletter Explosion resultiert, ein Luft-Kraftstoffverhältnis gemäß den Kraftstoffeinspritzinkrementen Cs und Cw zu der reichhaltigeren Seite korrigiert. Wenn danach der O₂-Sensor 26 effektiv aktiviert wurde, wird ein Luft- Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage eines Signals des O₂-Sensors 26 feedbackgesteuert.

28 zeigt ein Ausgangsmerkmal des O₂-Sensors 26.

Wie gezeigt, zeigt eine elektromotorische Kraft ein normales Niveau E1, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis entspricht, und steigt stark an oder fällt ab, wenn ein Luft-Kraftstoffgemisch zu der reichhaltigeren Seite oder der magereren Seite des stöchiometrischen Gemischs wechselt.

29 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge des Bestimmens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturwerts Cfb, das in Schritt S711 durchgeführt wird, darstellt.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einer Beurteilung in Schritt S901, in dem ein laufendes Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 mit dem normalen Niveau E1 verglichen wird, das ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis anzeigt. Wenn das laufende Ausgangsniveau E(i) größer ist als das normale Niveau E1, wird ein vorhergehendes Ausgangsniveau E(i-1) während des letzten Zyklus mit dem normalen Niveau E1 in Schritt S902 verglichen. Wenn das vorhergehende Ausgangsniveau E(i-1) gleich oder kleiner ist als das normale Niveau E1, wird ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturwert Cfb(i) bestimmt, indem eine relativ große Steuerverstärkung CP von einem vorhergehenden Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturwert Cfb(i-1) in Schritt S903 abgezogen wird. Wenn das vorhergehende Ausgangsniveau E(i-1) andererseits größer ist als das normale Niveau E1, wird ein Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) bestimmt, indem eine relativ kleine Steuerungsverstärkung CI von dem vorhergehenden Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i-1) in Schritt S904 abgezogen wird.

Wenn das laufende Ausgangsniveau E(i) gleich oder kleiner ist als das normale Niveau E1, wird das vorhergehende Ausgangsniveau E(i-1) mit dem normalen Niveau E1 in Schritt S905 verglichen. Ist das vorhergehende Ausgangsniveau E(i-1) größer als das normale Niveau E1, wird ein Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) bestimmt, indem die große Steuerverstärkung CP mit einem vorhergehenden Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i-1) in Schritt S906 addiert wird. Ist das vorhergehende Ausgangsniveau E(i-1) andererseits gleich oder kleiner als das normale Niveau E1, wird ein Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) bestimmt, indem die kleine Steuerverstärkung CI zu dem vorhergehenden Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i-1) in Schritt S907 addiert wird.

Wie in 30 gezeigt, wird, während einer Periode, in welcher ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 größer ist als das normale Niveau E1, der Cfb(i) durch ein Dekrementieren der Steuerverstärkung CP oder CI in jedem Steuerzyklus geändert, um eine Einspritzimpulsbreite Ta(n) zu verringern, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu verringern und dadurch ein magereres Luft-Kraftstoffgemisch zu bringen. Dadurch fällt das Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 allmählich zu dem normalen Niveau E1. Wenn andererseits ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 zwischen entgegengesetzten Seiten des normalen Niveaus E1 wechselt, zum Beispiel aufgrund einer Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnisses über dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis oder einer Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unter dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis, wird der Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) scharf geändert, indem die große Steuerverstärkung CP abgezogen wird. Wenn andererseits ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 auf der einen oder anderen Seite des normalen Niveaus E1 bleibt, wird der Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) allmählich geändert, indem die kleine Steuerverstärkung CP abgezogen wird.

Wenn ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 kleiner ist als das normale Niveau E1, wird der Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb(i) bei jedem Steuerzyklus durch ein Inkrement der Steuerverstärkung CP oder CI geändert, um eine Einspritzimpulsbreite Ta(n) zu steigern, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht und dadurch ein reichhaltigeres Luft-Kraftstoffgemisch gebracht wird. Daher steigt das Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 allmählich zu dem normalen Niveau E1. Wenn ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 ferner zwischen zwei entgegengesetzten Seiten des normalen Niveaus E1 umkehrt, wird der Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb scharf geändert, indem die große Steuerverstärkung CP addiert wird. Wenn ein Ausgangsniveau E(i) des O₂-Sensors 26 andererseits auf einer der Seiten des normalen Niveaus E1 bleibt, wird der Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb allmählich geändert, indem die kleine Steuerverstärkung CP addiert wird. Da die Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage eines Ausgangsniveaus des O₂-Sensors 26 feedbackgesteuert ist, kehrt ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines Luft-Kraftstoffgemischs zwischen entgegengesetzten Seiten um, nämlich einer reichhaltigeren und einer magereren Seite des stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses, wodurch der katalytische Wandler effektiv seine Umwandlungseffektivität zeigt.

Wie in 26C gezeigt, wechselt ein Luft-Kraftstoffverhältnis regelmäßig zwischen entgegengesetzten Seiten, nämlich einer reichhaltigeren und einer magereren Seite des stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses (14,7) aufgrund der Feedbacksteuerung der Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage eines Signals des O₂-Sensors 26, so dass der Katalysator mit der gewünschten Umwandlungseffektivität hervorragend funktioniert.

31 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Programmabfolge des Ersetzens der Steuerverstärkungen CP und CI gemäß den Kühlwassertemperaturen darstellt, die verwendet werden, um den Feedbacksteuerkorrekturwert des Luft-Kraftstoffverhältnisses Cfb zu bestimmen.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock in Schritt S1001, in dem eine laufenden Kühlwassertemperatur Tcw mit einer spezifizierten Temperatur Tcwj, zum Beispiel 60°C, verglichen wird. Ist die Kühlwassertemperatur Tcw niedriger als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zeigt das an, dass der Motor 1 noch kalt ist, wonach die Steuerverstärkungen CPL und CIL, die für niedrigere Temperaturen unter dem spezifizierten Temperaturwert Tcwj vorausbestimmt sind, in Schritt S1002 verwendet. Wenn die Kühlwassertemperatur Tcw andererseits gleich oder größer ist als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zeigt das an, dass sich der Motor 1 aufgewärmt hat, wonach die Steuerverstärkungen CPH und CIH, die für höhere Temperaturen über der spezifizierten Temperatur Tcwj vorausbestimmt sind, die größer sind als die Steuerverstärkungen CPL und CIL, in Schritt S1003 verwendet werden. Obwohl die Kraftstoffverdampfung unzulänglich ist, während der Motor 1 kalt ist und deshalb eine Zeitverzögerung in den Luft-Kraftstoffsteuererhöhungen und der Steuerfähigkeit beeinträchtigt ist, vermeidet das Verwenden kleiner Steuerverstärkungen CPL und CIL das Beeinträchtigen der Stabilität der Luft-Kraftstoffsteuerung. Während daher ein Luft-Kraftstoffverhältnis periodisch zwischen der reichhaltigen Seite und der mageren Seite auf entgegen gesetzten Seiten eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses wechselt, sind die Fluktuationen während des kalten Motorbetriebs relativ [klein], werden jedoch relativ groß, nachdem der Motor 1 wie in 26C gezeigt aufgewärmt wurde.

32 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Programmabfolge einer Wirbelventilsteuerung darstellt.

Wie gezeigt, beginnt die Ablaufdiagrammlogik und die Steuerung geht direkt zu einer Beurteilung in Schritt S1101, ob sich der Motor im Leerlauf befindet. Ist das Drosselventil 14 in seiner geschlossenen Stellung und eine Motordrehzahl Ne ist größer als eine spezifische Drehzahl, wird der Motor 1 als im Leerlauf beurteilt. Befindet sich der Motor 1 im Leerlauf, wird weiter in Schritt S1102 beurteilt, ob eine laufende Kühlwassertemperatur Tcw niedriger ist als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zum Beispiel 60°C. Ist die laufende Kühlwassertemperatur Tcw niedriger als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zeigt das an, dass der Motor 1 noch kalt ist, und das Wirbelventil 18 wird in Schritt S1103 geschlossen. Wenn die laufende Kühlwassertemperatur Tcw größer ist als die spezifizierte Temperatur Tcwj, zeigt das an, dass sich der Motor 1 aufgewärmt hat, und das Wirbelventil 18 wird im Schritt S1104 geöffnet. Daher wird, wie in 26(F) gezeigt, wenn der Motor 1 kalt ist, das Wirbelventil 18 geschlossen, um einen Wirbel in der Brennkammer 6 zu erzeugen, der das Mischen von Kraftstoff und Luft fördert, wodurch die Erschwerung der Kraftstoffverdampfung aufgrund des kalten Motorbetriebs ergänzt wird und die Zündfähigkeit des Kraftstoffs gut aufrechterhalten wird.

Befindet sich der Motor 1 andererseits in Schritt S1101 nicht im Leerlauf, wird eine Schwellen-Luftaufladeeffizienz Ceth unter Bezugnahme auf eine Luftaufladeeffizienztabelle in Schritt S1105 bestimmt. Wie in 33 gezeigt, spezifiziert die Luftaufladeeffizienztabelle das Öffnen des Wirbelventils 18 in Bezug auf die Kühlwassertemperatur Tcw, die Motordrehzahl Ne und die Luftladeeffizienz Ce. Das Wirbelventil 18 wird zum Schließen in einem Bereich niedrigerer Kühlwassertemperaturen, niedrigerer Motordrehzahlen und niedrigerer Ladung (niedrigerer Luftladeeffizienz) gesteuert. Spezifisch wird die Luftladeeffizienz Ceref als eine Schwellenwert-Luftladeeffizienz Ceth entsprechend einer laufenden Motordrehzahl Ne und einer laufenden Kühlwassertemperatur Tcw unter Bezugnahme auf die Luftladeeffizienztabelle bestimmt. Danach wird eine laufende Luftladeeffizienz Ce mit der Schwellen-Luftladeeffizienz Ceth in Schritt S1106 verglichen. Ist die laufende Luftladeeffizienz Ce kleiner als die Schwellen-Luftladeeffizienz Ceth, wird das Wirbelventil 18 in Schritt S1103 geschlossen. Ist die laufende Luftladeeffizienz Ce hingegen größer als die Schwellen-Luftladeeffizienz Ceth, wird das Wirbelventil 18 in Schritt S1107 geöffnet.

Wie oben beschrieben, wird das Wirbelventil 18, während der Motor 1 nicht im Leerlauf ist, gesteuert, um auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur Tcw, der Motordrehzahl Ne und der Motorlast zu öffnen oder zu schließen. Während des kalten Motorbetriebs, wird das Wirbelventil 18 geöffnet, um einen Wirbel in der Brennkammer 6 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, wodurch das Mischen von Kraftstoff und Luft beschleunigt wird. Andererseits wird das Wirbelventil 18 in einer Zone höherer Motorlast geöffnet, um eine große Menge hohen Motorausgangsdrehmoments zu sichern.

Bei dieser Ausführungsform wird die ISC-Ventilsteuerung, die an dem Steuerblock der Leerlaufdrehzahl 41 der ECU 55 geleitet wird, in etwa in gleicher Art wie bei der ersten Ausführungsform (14) durchgeführt. Das bedeutet wie in 26D gezeigt, dass das Leerlaufdrehzahlsteuerventil 21 gesteuert wird, um komplett geschlossen zu bleiben, bis ein Boosten der Motordrehzahl aufgrund der kompletten Verbrennung auftritt, und, wenn eine Motordrehzahl unter eine Zielmotordrehzahl für den kalten Motorbetrieb fällt, das heißt, sobald eine On-Leerlaufzündungseinstellungssteuerung beginnt, wird sie feedbackgesteuert, um die Zielmotordrehzahl zu erreichen [wenn die Motordrehzahl]. Wenn daher der Katalysator nach einem Motorstarten noch nicht aufgewärmt ist, wird die Beschleunigung des Anstiegs der Katalysatortemperatur durchgeführt und auch ein Sichern der Kraftstoffverbrennungsstabilität, indem eine Zündungseinstellung gesteuert wird. Die Zündungseinstellungssteuerung wird sofort nach dem Abschließen eines Motorstartens durchgeführt, so dass der Katalysator innerhalb kürzester Zeit aktiviert wird. Aufgrund der Beurteilung des Abschließens eines Motorstarts nach einer vorausbestimmten Zeitspanne ab einem Punkt der Zeit, in dem ein Beurteilen der Motordrehzahl erreicht wird, wird die Zündungseinstellungssteuerung so durchgeführt, dass der Motorstartfähigkeit der Vorrang gegenüber dem Aktivieren des Katalysators eingeräumt wird. Während ein Anstieg der Katalysatortemperatur beschleunigt wird, wird die Motordrehzahl ferner stabil erhalten und fällt allmählich mit dem Anstieg der Kühlwassertemperatur durch die On-Leerlauffeedbacksteuerung der Zündungseinstellung und eine Einlassluftströmung, so dass sich kein unnatürliches Gefühl ergibt. Die Luft-Kraftstoff-Feedbacksteuerung wird erst durchgeführt, nachdem der O₂-Sensor 26 normal nach dem Motorstarten aktiviert wurde, so dass die Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung präzis ist und das Abgabeniveau an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid daher verringert wird.

Bei den oben stehenden Ausführungsformen kann an Stelle des Vorlaufens einer Zündungseinstellung zum Stabilisieren der Kraftstoffverbrennung ein Anreichern eines Luft-Kraftstoffgemischs erfolgen. Ferner kann an Stelle des Beurteilens eines Betätigens des Katalysators auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur ein Temperatur sensor in der Nähe des Katalysators in dem Auslassdurchgang 25 installiert werden, um direkt eine Temperatur des Katalysators zu erfassen. Auch wenn bei der zweiten Ausführungsform die Stabilisierung der Verbrennung schweren Kraftstoffs durch Einschränken einer Verzögerung einer Zündungseinstellung erzielt wird, kann die Ausführung der Verzögerungsteuerung der Zündungseinstellung unterbrochen werden, wenn ein schwerer Kraftstoff zugeführt wird. Bei der dritten Ausführungsform kann die Steuerung der Beschleunigung eines Anstiegs der Katalysatortemperatur nur ausgeführt werden, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger ist als ein vorausbestimmter Temperaturwert von zum Beispiel 0°C. Ist die Kraftstoffverdampfung signifikant aufgrund niedriger Temperaturen erschwert, zum Beispiel in einer kalten Umgebung, kann der Stabilisierung der Kraftstoffverbrennung übrigens der Vorrang eingeräumt werden, so dass der Motor daran gehindert wird, ein gesteigertes Niveau von Schadstoffen abzugeben, wenn eventuell instabile Kraftstoffverbrennung auftritt.

Claims

Steuersystem für Kraftstoffverbrennung für einen Verbrennungsmotor (1) mit einer Vielzahl von Zylindern (2), verbunden mit einer Abgasleitung mit Katalysator (27) zur Abgasreinigung, darin installiert, um die Beschleunigungssteuerung eines Anstiegs in der Katalysatortemperatur durch Verzögern einer Zündungseinstellung, ausgehend von einem Punkt durchzuführen, an dem der Motor (1) ein maximales Ausgangsmoment erzeugt, während der Katalysator (27) zum Abgasreinigen inaktiv bleibt, wobei das Steuersystem für Kraftstoffverbrennung ein Geschwindigkeitserfassungsmittel (30) umfasst, um eine Motordrehzahl des Motors zu erfassen, gekennzeichnet durch: Steuermittel (38) zum Bestimmen von Schwankungen der Motordrehzahl für jeden Zylinder (2) und Steuern der Kraftstoffverbrennung für jeden Zylinder (2), indem zumindest ein Steuerwert einer Zündsteuerung, eines Luft-Kraftstoffverhältnisses oder einer Luftströmungsrate in einer Brennkammer (6) des Motors (1) gesteuert wird, um diese Schwankungen unter einem Stabilitätslimit der Kraftstoffverbrennung zu halten, während der Katalysator (27) zur Abgasreinigung inaktiv bleibt, wobei das Steuermittel der Zündsteuerung Vorrang einräumt.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein variables Lufteinlassmittel (21) zum Variieren der Einlassluftmenge, die ein Eingangsdrosselventil (14) umgeht und in den Motor (1) eingelassen wird, wobei das Steuermittel das variable Lufteinlassmittel (21) steuert, um eine Steigerung in der Einlassluftmenge bereitzustellen, um eine Motordrehzahl zu erreichen, die größer ist als die vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl.
Steuersystem zur Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel die Schwere eines Kraftstoffs auf der Grundlage der Schwankungen der Motordrehzahl beurteilt und mindestens entweder die Zündeinstellung oder das Luft-Kraftstoffverhältnis oder die Luftströmungsrate basierend auf einem Ergebnis der Beurteilung der Schwere steuert, um den Kraftstoffverbrauch zu stabilisieren.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel eine Zündungseinstellung steuert, um mehr für einen Kraftstoff mit hohem Schweregrad vorzulaufen als für einen Kraftstoff mit niedrigerem Schweregrad.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel das Luft-Kraftstoffverhältnis steuert, um für einen Kraftstoff mit hohem Schweregrad auf reichhaltiger als für einen Kraftstoff mit niedrigem Schweregrad umzustellen.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Leerlauferfassungsmittel zum Erfassen des Leerlaufens des Motors (1), wobei das Steuermittel einen Steuerwert lernt, wenn das Leerlauferfassungsmittel das Leerlaufen des Motors (1) erfasst und einen gelernten Wert mit einem ursprünglichen Wert des einen Steuerwerts vergleicht.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Luft-Kraftstoff-Sensor (26), der normalerweise nach einem Motorstarten aktiviert wird, um die Sauerstoffkonzentration des Abgases des Motors (1) zu überwachen, durch die ein Luft-Kraftstoffverhältnis dargestellt wird, wobei das Steuermittel (38) ferner das Beenden eines Motorstartens beurteilt, das Luft-Kraftstoffverhältnis durch Feedback steuert, so dass es in etwa ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis bleibt, und das Steuern der Kraftstoffverbrennung und die Beschleunigungssteuerung eines Ansteigens der Katalysatortemperatur sofort beginnt, wenn das Beenden eines Motorstartens erkannt wurde.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel ferner einen Steuerwert für die Feedback-Steuerung eines Luft-Kraftstoffverhältnisses verringert, während eine Temperatur des Motorkühlwassers kleiner ist als eine spezifizierte Temperatur.
Steuersystem für Kraftstoffverbrennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel ferner das Beenden eines Motorstartens auf der Basis einer vorausbestimmten Zeitspanne beurteilt, während das Drehzahlerfassungsmittel eine spezifizierte Motordrehzahl erfasst, die kleiner ist als eine vorausbestimmte Motorleerlaufdrehzahl, und das Steuern der Kraftstoffverbrennung und die Beschleunigungssteuerung eines Ansteigens der Katalysatortemperatur sofort beginnt, wenn das Beenden eines Motorstartens erkannt wurde.