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    • 专利摘要:
    Die Erfindung gibt ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor (1) an, um eine Drehmomentschwankung auf der Basis einer Drehzahl (NE) des Motors (1) zu erfassen und die Drehmomentschwankung zu unterdrücken. Das System enthält einen Detektor (13) zum Erfassen einer Drehzahl (NE) des Motors (1), einen Speicher (5c) zum Speichern eines Schwankungsmusters (NENMNL) der Drehzahl des Motors (1), wenn ein Drehmoment des Verbrennungsmotors (1) zu hoch ist, sowie ein Steuergerät (5) zum Berechnen einer Schwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl auf der Basis der erfassten Drehzahl (NE). Das Steuergerät berechnet die Korrelation (CORAV) zwischen der Schwankungskomponente (NEOTH) und dem aus dem Speicher (5c) ausgelesenen Schwankungsmuster (NENMNL) und bestimmt dann einen Drehmomentschwankungszustand des Motors (1) auf der Basis der Korrelation (CORAV).
    公开号:DE102004013613A1
    申请号:DE200410013613
    申请日:2004-03-19
    公开日:2004-10-07
    发明作者:Yosuke Wako Ishikawa；Yoshihisa Wako Iwaki
    申请人:Honda Motor Co Ltd；
    IPC主号:F02P5-15
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystemzum Korrigieren einer Drehmomentschwankung in einem Verbrennungsmotor.
    [0002] Herkömmlich wird, während desWarmlaufs nach einem Kaltstart eines Verbrennungsmotors, um die Abgasreinigungsratezu verbessern, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F)intermittierend zwischen mager und fett umgeschaltet, um eine Verbrennungan dem Katalysator hervorzurufen, um die Temperatur des Katalysators anzuheben.Dieses Umschalten zwischen mager und fett kann eine Drehmomentschwankunghervorrufen, die mit einem Umschaltzyklus synchronisiert ist.
    [0003] Abgesehen davon findet, unabhängig vomVorhandensein oder Fehlen dieses Umschaltens des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,in der Motordrehzahl eine Vibration mit einem bestimmten Zyklusstatt, aufgrund einer Drehmomentschwankung jedes Zylinders, diedurch zeitliche Alterung oder dgl. hervorgerufen wird.
    [0004] Da der Fahrbarkeit wegen diese Schwankungennicht erwünschtsind, sind einige Techniken bekannt, um die Drehmomentschwankungdurch Änderneines Verzögerungsbetragsdes Zündzeitpunktsentsprechend einem Wert des Luft-Kraftstoff Verhältnisses auszugleichen (siehejapanisches Patent Nr. 2867747).
    [0005] Jedoch könnte sich die Höhe der Drehmomentschwankungentsprechend den Betriebszuständen und/oderindividuellen Eigenschaften der Verbrennungsmotoren verändern. Abgesehendavon gibt es eine solche Drehmomentschwankung, die vom Umschaltendes Luft-Kraftstoff-Verhältnissesnicht abhängigist. Dementsprechend ist es in einigen Fällen nicht möglich, mitden herkömmlichenAnsätzendie Dreh momentschwankung auszusteuern.
    [0006] Daher besteht Bedarf nach einer Technik,den Zustand einer übermäßigen Drehmomentschwankung präzise zuerfassen.
    [0007] Die Erfindung sieht ein Steuer/Regelsystemfür einenVerbrennungsmotor zum Erfassen einer übermäßigen Drehmomentschwankungauf der Basis der Drehzahlen des Verbrennungsmotors vor, um dieDrehmomentschwankung zu unterdrücken.
    [0008] Gemäß einem Aspekt der Erfindungenthältdas Steuer/Regelsystem einen Detektor zum Erfassen einer Drehzahldes Verbrennungsmotors; sowie einen Speicher zum Speichern einesSchwankungsmusters der Drehzahl des Motors, wenn das Motordrehmomentzu hoch ist. Das System enthältein Steuergerät,konfiguriert zum Berechnen einer Schwankungskomponente der Drehzahlauf der Basis der von dem Detektor erfassten Drehzahl; und zum Berechneneiner Korrelation zwischen der Schwankungskomponente und dem aus demSpeicher ausgelesenen Schwankungsmuster. Das Steuergerät ist konfiguriertzum Bestimmen eines Drehmomentschwankungszustands des Motors aufder Basis der berechneten Korrelation.
    [0009] Gemäß diesem Aspekt der Erfindungist es möglich,die Höheder Drehmomentschwankung in Echtzeit mittels der Korrelation zwischender Drehzahlschwankung des Verbrennungsmotors und dem Schwankungsmusterzu erfassen, das als typisches Beispiel für den Fall vorgespeichert ist,wo die Drehmomentschwankung in einer gegebenen Periode zu hoch ist.
    [0010] Das Steuergerät kann konfiguriert sein, umden Zündzeitpunktdes Motors auf der Basis des Bestimmungsergebnisses hinsichtlichdes Drehmomentschwankungszustands zu korrigieren, sodass die erfasste Drehmomentschwankungunterdrücktwird. Alternativ kann das Steuergerät konfiguriert sein, um dieAnsaugluftmenge des Motors auf der Basis des Be stimmungsergebnisseshinsichtlich des Drehmomentschwankungszustands zu korrigieren.
    [0011] Die Schwankungskomponenten werdenauf der Basis der Differenz zwischen der Drehzahl und einem Mittelwertder Drehzahlen berechnet. Bevorzugt wird die normalisierte Drehzahlverwendet. Somit kann, anstelle der Verwendung des Drehzahlwerts,das gleiche Schwankungsmuster immer benutzt werden, ohne unterschiedlicheSchwankungsmuster vorbereiten zu müssen. Insbesondere enthält der Normalisierungsprozess dasMultiplizieren der Varianz der Drehzahl (Summe des Quadrats derDifferenzen zwischen diskreten Drehzahlen und dem Mittelwert derDrehzahl) mit einer gegebenen Periode und Ziehen einer Quadratwurzeldes Produkts.
    [0012] Die Korrelationsberechnung erfolgtdurch Berechnen eines Innenprodukts der Schwankungskomponente derDrehzahl und des Schwankungsmusters. Wenn die durch die Innenproduktberechnungbestimmte Korrelation einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet,wird bestimmt, dass die Drehmomentschwankung des Verbrennungsmotorszu hoch ist. Wenn die Korrelation kleiner als ein vorbestimmterunterer Grenzwert ist, wird bestimmt, dass die Drehmomentschwankungdes Verbrennungsmotors zu klein ist. Weil die Korrelation zwischender Schwankungskomponente der Drehzahl und dem Schwankungsmusterdurch die Innenproduktberechnung durch einen nummerischen Wert bestimmtwird, kann die Höheder Drehmomentschwankung leicht bestimmt werden.
    [0013] Abgesehen davon kann das Steuergerät erfindungsgemäß konfiguriertsein, um den Zündzeitpunkts desVerbrennungsmotors zu verzögern,wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankung des Verbrennungsmotorszu hoch ist, und den Zündzeitpunktvorzuverlagern, wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankungdes Verbrennungsmotors zu gering ist. Somit ist es möglich, dieerfasste Drehmomentschwankung unabhängig von Differenzen zwischenden individuellen Verbrennungsmotoren, Betriebszuständen, Unterschiedenzwischen den Zylindern und so fort, zu reduzieren.
    [0014] Alternativ kann das Steuergerät konfiguriertsein, um eine Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors zu verringern,wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankung des Motors zuhoch ist, und um die Ansaugluftmenge des Motors zu vergrößern, wennbestimmt wird, dass die Drehmomentschwankung des Motors zu geringist.
    [0015] Bevorzugt wird der Drehmomentschwankungszustandbestimmt, wenn das Luft-Kraftstoff Verhältnis intermittierend zwischenmager und fett umgeschaltet wird. Noch bevorzugter ist es, dassder Drehmomentschwankungszustand bestimmt wird, wenn an einem stromabdes Motors angeordneten Katalysator eine Katalysatoraufwärmsteuerungdurchgeführtwird. Somit ist es möglich,in Echtzeit die Drehmomentschwankung zu erfassen, die durch dasUmschalten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisseshervorgerufen wird, und die erfasste Drehmomentschwankung zu unterdrücken.
    [0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhandbevorzugter Ausführungsbeispieleunter Hinweis auf die beigefügtenZeichnungen beschrieben.
    [0017] 1 istein Blockdiagramm eines Verbrennungsmotors, bei dem ein erfindungsgemäßes Steuer/Regelsystemanzuwenden ist.
    [0018] 2 zeigtden Umriss einer Drehmomentschwankungserfassung gemäß einerInnenproduktberechnung.
    [0019] 3 isteine Hauptroutine einer Drehmomentschwankungserfassung.
    [0020] 4 isteine Routine eines Normalisierungsprozesses für die Motordrehzahlen.
    [0021] 5 zeigt(a) ein Beispiel einer normalisierten NE-Schwankungskomponente NEOTHnach dem Prozess der Routine von 4,(b) ein Beispiel eines VeränderungsmustersNENMNL und (c) Zählungenin einem ZählerCSWT.
    [0022] 6 istein Flussdiagramm einer Routine für die Innenproduktberechnungund Zündzeitkorrektur.
    [0023] 7 zeigteine Tabelle zur Bestimmung eines Zündzeitpunktkorrekturbetrags.
    [0024] 8 zeigtjeweilige Bewegungen von (a) eines Korrekturwerts CORAV für einenVerbrennungsmotor, (b) einen Zündzeitpunktkorrekturbetragund (c) eine Varianz von Vibrationen der Motordrehzahlen.
    [0025] 1 istein Blockdiagramm eines Verbrennungsmotors mit einem Drehmomentschwankungssteuer/regelsystemgemäß einerAusführungder Erfindung.
    [0026] Ein Verbrennungsmotor (nachfolgendals "Motor" bezeichnet) 1 isthier ein 4-Zylinder-4-Taktmotor mit Zylindern 1a und Kolben 1b (in 1 ist nur ein Zylinder gezeigt).Eine Brennkammer 1c ist zwischen einem Kolben und einemZylinderkopf ausgebildet. Eine Zündkerze 18 istin der Brennkammer 1c angebracht. Ein Kraftstoffeinspritzventil 6 istfür jedenZylinder in einem Ansaugrohr 2 des Motors 1 vorgesehen.Jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 ist mit einer Kraftstoffpumpe(nicht gezeigt) verbunden, um unter der Steuerung einer elektronischenSteuereinheit (nachfolgend als "ECU" bezeichnet) 5 Kraftstoffeinzuspritzen. Wenn der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespritztwird, wird der Brennkammer 1c jedes Zylinders des Motors 1 einLuft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt,sodass das Gemisch in der Brennkammer 1c verbrannt wirdund das Abgas in ein Auspuffrohr 14 abgeführt wird.
    [0027] Ein Drosselventil 3 istin einem Durchgang des Luftansaugrohrs 2 angeordnet, umdie durch das Ansaugrohr hindurchtretende Luftströmungsmengeeinzustellen. Das Drosselventil 3 ist mit einem Aktuator(nicht gezeigt) verbunden, um einen Drosselöffnungsgrad θTH zu steuern.Der Aktuator ist mit der ECU 5 elektrisch verbunden, umentsprechend einem Signal von der ECU 5 den Drosselventilöffnungsgrad θTH und hierdurch dieAnsaugluftmenge zu verändern.Ein Ansaugluftdrucksensor 8 und ein Ansauglufttemperatursensor 9 sind stromabdes Drosselventils 3 des Ansaugrohrs 2 angeordnet,um einen Luftansaugrohrinnendruck PB bzw. eine AnsauglufttemperaturTA zu erfassen. Signale des Drucks PB und der Temperatur TA werdenzu der ECU 5 geschickt.
    [0028] Ein Kurbelwinkelsensor ist an einerKurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 1 angebracht. DerKurbelwinkelsensor gibt z.B. alle 30 Grad Kurbelwellendrehung einCR-Signal aus. Ein Drehzahlsensor 13 erfasst eine MotordrehzahlNE auf der Basis der Pulsdauer des CR-Signals von dem Kurbelwinkelsensorund schickt das NE-Signal zu der ECU 5. Zusätzlich kannein OT-Sensor an der Kurbelwelle oder einer Nockenwelle angebrachtsein, um alle 90 Grad der oberen Kolbentotpunkte der Zylinder OT-Signaleauszugeben. Das OT-Signal ist ein Pulssignal, das mit einer vorbestimmtenZeitgebung am oberen Totpunkt nach einer Ansaughub-Startzeit jedesZylinders erzeugt wird. In einer Ausführung werden OT-Impulse alle180 Grad Kurbelwellendrehung erzeugt, die so angewendet werden,dass acht OT-Impulse zwei Umdrehungen der Kurbelwelle entsprechen,was vier Takten der Kolbenbewegung entspricht. Ein Wassertemperatursensor 10 istan dem Körperdes Motors 1 angebracht, um eine Kühlwassertemperatur TW des Motorszu erfassen und schickt zu der ECU 5 ein Signal, das dieerfasste Temperatur anzeigt.
    [0029] Das Abgas strömt durch das Abgasrohr 4 undfließtdann in eine Abgasreinigungsvorrichtung 15. Die Abgasreinigungsvorrichtung 15 enthält einenNox-Adsorptionskatalysator (LNC) und/oder dgl. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor(nachfolgend als "LAF-Sensor" bezeichnet) 16 iststromauf der Abgasreinigungsvorrichtung 15 angeordnet,um ein Ausgangssignal mit einem Pegel zu erzeugen, das proportionalzu einem weiten Bereich des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnissesist. Das Ausgangssignal wird zu der ECU 5 geschickt.
    [0030] Die ECU 5 hat einen Mikrocomputermit einer Eingangsschnittstelle 5a zum Verarbeiten vonEingangssignalen von den verschiedenen Sensoren, einer CPU 5b zumDurchführenverschiedener Steuerprogramme, einem Speicher 5c, enthaltendein RAM zum vorübergehendenSpeichern von Programmen und Daten, die während der Laufzeit erfordelichsind und einen Arbeitsraum fürBerechnungen bereitstellt, und ein ROM zum Speichern von Programmenund Daten, sowie mit einer Ausgangsschnittstelle 5d zumSenden von Steuersignalen zu jedem Abschnitt. Das Signal von jedemSensor wird in die CPU 5b nach A/D-Wandlung und/oder geeigneterUmformung in der Eingangsschnittstelle 5a eingegeben.
    [0031] Eine Kraftstoffzufuhrmenge zu demMotor 1 wird bestimmt durch Steuern/Regeln der KraftstoffeinspritzzeitTOUT des Kraftstoffeinspritzventils 6 durch ein Treibersignalvon der ECU 5. Abgesehen davon erfolgt die Verbrennungdes Luft-Kraftstoff Gemisches in der Brennkammer durch Zündung derZündkerze 18 entsprechenddem Treibersignal von der ECU 5. Dieser Zündzeitpunktwird korrigiert durch Addieren eines Zündzeitpunktkorrekturwerts (nachfolgendbeschrieben) zu einem BasiszündzeitpunktIGLOGP, erhalten durch Abfragen eines Kennfelds auf der Basis derMotordrehzahl NE und/oder der Ansaugluftmenge PB. Durch diese Korrekturwird der Zündzeitpunktin einem gegebenen Bereich verzögertoder vorverlagert.
    [0032] Nachfolgend wird eine Katalysatoraufwärmsteuerungbeschrieben. Beim Kaltstart des Motors ist die Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung 15 niedrig.Um den Katalysator aktiv zu machen, wird daher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ineinem gegebenen Zyklus intermittierend zwischen mager und fett umgeschaltet, sodasswährendder mageren Phase vermehrt Sauerstoff zugeführt wird, während in der fetten Phase vermehrtKraftstoff zugeführtwird. Im Ergebnis kommt es innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtungzu einer Zündung,wodurch die Katalysatoraufwärmsteuerungzum Anheben der Katalysatortemperatur ausgeführt wird.
    [0033] Jedoch kann diese Steuerung eineDrehmomentschwankung synchron mit dem Schaltzyklus von mager undfett hervorrufen, was zu einer schlechteren der Fahrbarkeit führen kann.Daher ist es erforderlich, die Drehmomentschwankung insbesonderedann zu unterdrücken,wenn die Drehmomentschwankung übermäßig ist.
    [0034] In einer Ausführung der Erfindung wird, anstelleeiner direkten Berechnung des Drehmoments, eine zu hohe Drehmomentschwankungaufgrund des Umschaltens des Luft-Kraftstoff-Verhältnisseserfasst durch Berechnen eines Innenprodukts einer normalisiertenMotordrehzahlkomponente und eines Motordrehzahlschwankungsmusters,wenn in einer gegebenen Periode bzw. Dauer das Drehmoment zu hochist. Nachfolgend wird das Prinzip für diese Methode beschrieben.
    [0035] Allgemein wird ein Innenprodukt vonVektoren A und B so ausgedrückt,wie in Gleichung (1) ersichtlich. A∙B= a(1)b(1) + a(2)b(2) + ... + a(n)b(n) = |A||B|cosθ (1)
    [0036] In Gleichung (1) sind A und B Zeitserienvektoren,die jeweils diskrete n Elemente enthalten, wie in Gleichung (2)gezeigt. A = [a(1),a(2), ..., a(n)] B = ib(1), b(2), ..., b(n)]T (2)
    [0037] Der Begriff "cosθ" ist ein Korrelationsfaktorder Vektoren A und B. Wenn man |A| = |B| = 1 normiert, wird derKorrelationsfaktor gleich dem Innenprodukt A·B. Dementsprechend kann dieKorrelation der zwei Vektoren durch das Innenprodukt der zwei Vektorenbestimmt werden.
    [0038] 2 stelltdas Konzept der Drehmomentschwankungserfassung gemäß der obenbeschriebenen Methode dar. Zuerst wird ein Normalisierungsfilter 31 benutzt,um eine normalisierte NE-Schwankungskomponente mit der Normgröße 1 herzustellen.Differenzen zwischen einem gleitenden Mittelwert der Motordrehzahlund momentaner diskreter Werte der Motordrehzahl NE werden erzeugt,die wiederum durch die Quadratwurzel des Produkts der Varianz (Standardabweichung) über einegegebene Periode dividiert werden. Andererseits wird ein normalisiertesNE-Schwankungsmusterder Motordrehzahl unter der Bedingung, dass das Drehmoment in einergegebenen Periode zu hoch ist, vorbestimmt und vorgespeichert. EineKreuzkorrelation CORAV wird berechnet unter Verwendung eines Innenproduktsder normalisierten NE-Schwankungskomponente und des Schwankungsmusters.
    [0039] Wenn CORAV gleich oder größer alsein positiver Schwellenwert CORH ist, wird bestimmt, dass das Drehmomentin der gegebenen Periode zu hoch ist, sodass der Zündzeitpunktdes Motors verzögertwird. Wenn hingegen CORAV gleich oder kleiner als ein negativerSchwellenwert CORL ist, wird bestimmt, dass das Drehmoment in dergegebenen Periode zu gering ist, sodass der Zündzeitpunkt vorverlagert wird.Auf diese Weise kann die Drehmomentschwankung unterdrückt werden.
    [0040] Nun wird ein Prozess zur Erfassungeiner Drehmomentschwankung gemäß einerAusführungder Erfindung beschrieben.
    [0041] 3 stellteine Hauptroutine einer Drehmomentschwankungserfassungslogik dar.Die Erfassung der Drehmomentschwankung erfolgt durch zwei Stufeneines Normalisierungsfilterprozesses für die Motordrehzahlen (S30) undeines Innenproduktberechnungs/Zündzeitpunktkorrekturprozesses(S32). Zuerst wird der Normalisierungsfilterprozess beschrieben.
    [0042] 4 stellteine Routine des Normalisierungsprozesses für die Motordrehzahlen dar.Die Vibrationskomponenten der Motordrehzahl NE werden auf einenVektor mit der Norm 1 füreinen späterenProzess der Berechnung des Innenprodukts normalisiert.
    [0043] Zuerst wird bestimmt, ob die Luft-Kraftstoff-Verhältnisumschaltsteuerungausgeführtoder nicht (S40). Wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnisumschaltsteuerung nichtausgeführtwird, endet der Prozess ohne jede weitere Operation. Anderenfallsgeht der Prozess weiter.
    [0044] Um einen über einen Zyklus gleitendenMittelwert der Motordrehzahl NE zu berechnen, werden MotordrehzahlwerteNEORG[i] in Puffern gespeichert, die die gleiche Stufenanzahl wiedie Zylinderanzahl haben. Jede Pufferstufe empfängt einen NE-Abtastwert während einerKurbelwellenumdrehung entsprechend vier OT-Impulsen (S42). Das Suffix "i" reicht von 0 bis (Anzahl der ZylinderNOFCYL – 1).Als Nächsteswird der gleitende Mittelwert NEORGAV berechnet, in dem die Summedieser Motordrehzahlabtastwerte durch die Anzahl der Zylinder NOFCYLdividiert wird (S44). Dann wird ein trendbefreiter Wert NEDT[i]oder die Differenz von dem Mittelwert für jeden Zylinder berechnet,indem der Mittelwert NEORGAV von dem Motordrehzahlwert NEORG[i]subtrahiert wird (S46). Diese Operationen können gemäß der folgenden Gleichung (3)ausgedrückt werden.
    [0045] Die Dimension des NE-Schwankungskomponentenvektorszur Verwendung bei der Innenproduktberechnung entspricht der Erfassungsperiodeder Dreh momentschwankung. Wenn z.B. die Luft-Kraftstoff-Verhältnisumschaltsteuerungalle acht OTs durchgeführtwird und die NE-Abtastung bei jedem OT erfolgt, ist die Dimensiondes NE-Schwankungskomponentenvektors acht. Um diesen Vektor zu normalisieren,ist es erforderlich, den NE-Schwankungskomponentenvektordurch dessen Norm zu dividieren. Zu diesem Zweck wird in dieserAusführungdie Varianz NEVAR von NEDT währendeines Zyklus gemäß der folgendenGleichung (4) zuerst berechnet (S48).
    [0046] Dann wird die Varianz NEVAR mit einerLuft-Kraftstoff-Verhältnisumschaltperiodebzw. -frequenz FRQRICH (in dieser Ausführung vier) multipliziert,um einen Wert nesq (S50) zu erhalten, die Varianz über die Periodevon vier OTs. Als Nächsteswird eine Quadratwurzel "nenorm" des Werts "nesq" erhalten durch Abfrageeines vorab erstellten Kennfelds (S52). NEDT wird durch den Wertnenorm dividiert, um eine normalisierte NE-SchwankungskomponenteNEOTH zu erhalten (S54). Durch Wiederholung dieser Berechnung wirdein Zeitserienvektor der NE-Schwankungskomponente NEOTH erhalten.Ein Beispiel von NEOTH ist in (a) von 5 gezeigt.
    [0047] Ein vorbestimmtes NE-SchwankungsmusterNENMNL unter der Bedingung eines zu hohen Drehmoments wird in derForm von Vektoren füreine entsprechende gegebene Periode erhalten. Insbesondere wird derSchwankungsmustervektor mittels eines Zählers CSWT erhalten ((c) von 5). Der Zähler CSWTwiederholt eine Laufzeit seit dem Start der gegebenen Periode. Erwird am Ende jeder Periode auf 0 rückgesetzt. Der Zähler wirdbei jedem Zeitintervall inkrementiert, das der gegebenen Periodeentspricht, dividiert durch die Anzahl der Elemente in dem Vektor.Das Schwankungsmuster NENMNL gemäß (b) von 5 enthält Elementenwerte an entsprechendenZeitintervallen zur Bildung des Schwankungsmustervektors (S56).
    [0048] 6 istein Flussdiagramm einer Routine für die Innenproduktberechnungund die Zündzeitpunktkorrektur.In dieser Routine wird ein Korrelationswert CORAV zwischen dem normalisiertenNE-Schwankungskomponentenvektor NEOTH und dem SchwankungsmustervektorNENMNL durch das Innenprodukt der Vektoren berechnet. Die berechneteKorrelation spiegelt sich in der Zündzeitpunktkorrektur wieder.
    [0049] Zuerst werden InnenproduktkomponentenNEOTH × NENMNLberechnet und in den Puffern NEINP[b] (b = 0 für FREQIRCH – 1) für die gegebene Periode gespeichert(S60). NEINP[b] =NEOTH × NENMNL (5)
    [0050] Dann wird eine Summe NEINP[0] bisNEINP[FREQRICH-1] als Basiskorrelationswert CORNE erhalten.
    [0051] Um als Nächstes den Abschluss der Summierungsoperationfür diegegebene Periode gültigzu machen, wird der ZählerCSWT dahingehend geprüft,ob er 0 ist (S64). Wenn der Zähler0 erreicht, geht der Prozess zur nächsten Phase weiter, weil dieerforderliche Summation abgeschlossen ist.
    [0052] Ein Dezimierungsprozess für CORNEwird mittels des ZählersCSWT durchgeführt(in der vorliegenden Ausführungfür 8 OTs)und das Ergebnis wird in CORDS gespeichert. Dann wird ein gleitenderMittelwert von CORDS in einer beliebigen Periode CORTAP als einKorrelationswert CORAV erhalten (S66).
    [0053] Der Korrelationswert CORAV repräsentierteine Korrelation zwischen dem normalisierten NE-SchwankungssignalNOETH und dem NE-Schwankungsmuster NENMNL. Der KorrelationswertCORAV oberhalb eines vorbestimmten oberen Grenzwerts CORH (z.B.0,5) zeigt an, dass die Drehmomentschwankung in der gegebenen Periodezu hoch ist (S68). In diesem Fall wird der Zähler CIGCOR inkrementiert.Der Korrelationswert CORAV kleiner als ein vorbestimmter untererGrenzwert CORL (z.B. – 0,5)zeigt an, dass die Drehmomentschwankung in dem vorbestimmten Zyklusklein ist (S72). In diesem Fall wird der Zähler CIGCOR dekrementiert (S74).Natürlichkönnenauch andere Werte fürdie Schwellenwerte benutzt werden.
    [0054] Ein Zündzeitpunktkorrekturwert DIGCORwird durch eine Tabelle, wie etwa in 7 gezeigt,gemäß dem Wertdes ZählersCIGCOR erhalten (S76). Gemäß der Tabellevon 7 nimmt der Verzögerungsbetrag proportionalzur Zunahme des ZählerwertsCIGCOR zu, und der Vorverlagerungsbetrag nimmt proportional zur Abnahmedes ZählerwerrtsCIGCOR zu. In anderen Worten wird mittels dieses Zählers CIGCORder Zündzeitpunktverzögert,wenn die Drehmomentschwankung währendeiner gegebenen Periode zu hoch ist, und vorverlagert, wenn dieDrehmomentschwankung klein ist.
    [0055] Auf der Basis vorab durchgeführter Experimentekann die Tabelle von 7 aufgestelltwerden, um einen Verzögerungsbetragzu erhalten, der zum Ausgleich der Zunahme/Abnahme des Drehmomentsgeeignet ist. Der erhaltene ZündzeitkorrekturbetragDIGCOR wird zu dem BasiszündzeitpunktIGLOGP fürdie gegebene Periode addiert und entsprechend diesem korrigiertenZündzeitpunktwird die Zündkerze 18 desMotors 1 aktiviert.
    [0056] 8 zeigtjeweilige Bewegungen von (a) dem Korrelationswert CORAV, wenn dieoben beschriebene Ausführungangewendet wird, (b) dem Zündpunktkorrekturbetragin der gegebenen Periode und (c) der entsprechenden Varianz derVibration der Motordrehzahl NE. Wenn CORAV kleiner als der untereGrenzwert CORL wird, wie durch den Kreis in (a) von 8 gezeigt, und wenn das Drehmoment inder gegebenen Periode zu klein ist, wird der Zündzeitpunkt vorverlagert, wiein (b) von 8 mit demPfeil gezeigt. Dementsprechend wird die durch das Umschalten desLuft-Kraftstoff Verhältnisseshervorgerufene Drehmomentschwankung unterdrückt, und die Vibration derMotordrehzahl NE wird gesenkt, wie mit dem Pfeil in (c) von 8 gezeigt.
    [0057] Abgesehen davon wird gemäß herkömmlichenAnsätzendie Drehmomentschwankung nur durch Absuchen eines Kennfelds erfasst.Jedoch wird erfindungsgemäß das tatsächlicheDrehmoment erfasst, und der Korrelationswert wird berechnet, umden Zündzeitpunktzu bestimmen. Daher ist es erfindungsgemäß möglich, die Drehmomentschwankungim Hinblick auf die zeitlich bedingte Alterung oder dgl. zu unterdrücken.
    [0058] Obwohl für das oben beschriebene Ausführungsbeispielgesagt ist, dass der Umschaltzyklus für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis dieDrehmomentschwankung hervorruft (insbesondere während der Katalysatoraufwärm-Steuerzeit),kann die Erfindung auch bei einem Verfahren zum Erfassen einer allgemeinenDrehmomentschwankung durch Änderndes Schwankungsmusters angewendet werden. Auch ist es möglich, mehrere Schwankungsmusteranzuwenden und in Abhängigkeitvon der Situation das am besten geeignete auszuwählen.
    [0059] In einer anderen Ausführung istes möglich,die Drehmomentschwankung dadurch zu drücken, dass man anstelle derKorrektur des Zündzeitpunktsdie Klimaanlage als/oder das Drosselventil einstellt.
    [0060] Abgesehen davon kann die Erfindungauch bei einem Schiffsantriebsmotor angewendet werden, wie etwaeinem Außenbordmotor,mit einer sich vertikal erstreckenden Kurbelwelle.
    [0061] Da erfindungsgemäß die Höhe der Drehmomentschwankungdurch die Korrelation zwischen der Drehzahlschwankung zur Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Umschaltzeit unddem vorbestimmten Drehmomentschwankungsmuster bestimmt wird, kannnicht nur die Drehmomentschwankung des Motors in Echtzeit gesteuertwerden, sondern kann auch die durch zeitliche Alterung oder dgl.hervorgerufene Rotationsschwankung erfasst werden.
    [0062] Die Erfindung gibt ein Steuer/Regelsystemfür einenVerbrennungsmotor 1 an, um eine Drehmomentschwankung aufder Basis einer Drehzahl NE des Motors 1 zu erfassen unddie Drehmomentschwankung zu unterdrücken. Das System enthält einenDetektor 13 zum Erfassen einer Drehzahl NE des Motors 1,einen Speicher 5c zum Speichern eines SchwankungsmustersNENMNL der Drehzahl des Motors 1, wenn ein Drehmoment desVerbrennungsmotors 1 zu hoch ist, sowie ein Steuergerät 5 zumBerechnen einer Schwankungskomponente NEOTH der Drehzahl auf derBasis der erfassten Drehzahl NE. Das Steuergerät berechnet die KorrelationCORAV zwischen der Schwankungskomponente NEOTH und dem aus dem Speicher 5c ausgelesenenSchwankungsmuster NENMNL und bestimmt dann einen Drehmomentschwankungszustanddes Motors 1 auf der Basis der Korrelation CORAV.
    权利要求:
    Claims (29)
    [1] Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor,wobei das Steuer/Regelsystem umfasst: einen Detektor (13)zum Erfassen einer Drehzahl (NE) des Verbrennungsmotors (1); einenSpeicher (5c) zum Speichern eines Schwankungsmusters (NEMNML)der Drehzahl des Motors unter der Bedingung eines zu hohen Drehmoments;und ein Steuergerät(5), programmiert zum: Berechnen einer Schwankungskomponente(NEOTH) der Drehzahl auf der Basis der von dem Detektor (13) erfasstenDrehzahl (NE); Berechnen einer Korrelation (CORAV) zwischender Schwankungskomponente (NEOTH) und dem aus dem Speicher (5c)ausgelesenen Schwankungsmuster (NEMNML); und Bestimmen einesDrehmomentschwankungszustands des Motors (1) auf der Basisder berechneten Korrelation (CORAV).
    [2] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Steuergerät(5) ferner programmiert ist, um einen Zündzeitpunkt des Motors (1)auf der Basis des Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Drehmomentschwankungszustandszu korrigieren.
    [3] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Steuergerätferner programmiert ist, um die Ansaugluftmenge des Motors (1)auf der Basis des Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Drehmomentschwankungszustandszu korrigieren.
    [4] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwankungskomponente auf der Basis der Differenz zwischender Drehzahl (NE) und einem Mittelwert (NEORGAV) der Drehzahlenberechnet wird.
    [5] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, worin die Schwankungskomponenteauf der Basis der Differenz zwischen der Drehzahl (NE) und einemnormalisierten Wert (NEOTH) fürdie Drehzahl berechnet wird.
    [6] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass der normalisierte Wert (NEOTH) berechnet wird durch Dividierender Differenz zwischen der Drehzahl (NE) und dem Mittelwert (NEORGAV) derDrehzahl durch eine Quadratwurzel (nenorm) eines Produkts einerVarianz der Differenz und einer gegebenen Periode.
    [7] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Korrelation (CORAV) bestimmt wird auf der Basis eines Innenproduktsder Schwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl und des Schwankungsmusters(NENMNL), und dass das Steuergerät(5) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu hoch ist, wenn der Korrelationswert (CORAV)einen vorbestimmten oberen Grenzwert (CORH) überschreitet, und um zu bestimmen,dass die Drehmomentschwankung des Motors (1) zu geringist, wenn die Korrelation (CORAV) kleiner als ein vorbestimmterunterer Grenzwert (CORL) ist.
    [8] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Steuergerät(5) ferner programmiert ist, um einen Zündzeitpunkt des Motors (1)zu verzögern,wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankung des Motors (1)zu hoch ist, und um den Zündzeitpunktdes Motors (1) vorzuverlagern, wenn bestimmt wird, dassdie Drehmomentschwankung des Motors (1) zu gering ist.
    [9] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Steuergerät(5) ferner programmiert ist, um eine Ansaugluftmenge desVerbrennungsmotors (1) zu verringern, wenn bestimmt wird,dass die Drehmomentschwankung des Motors (1) zu hoch ist,und um die Ansaugluftmenge des Motors (1) zu vergrößern, wennbestimmt wird, dass die Drehmomentschwankung des Motors (1)zu gering ist.
    [10] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Drehmomentschwankungszustand bestimmt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis intermittierendzwischen mager und fett umgeschaltet wird.
    [11] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Drehmomentschwankungszustand bestimmt wird, wenn an einemstromab des Motors (1) angeordneten Katalysator (15)eine Katalysatoraufwärmsteuerungdurchgeführtwird.
    [12] Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor,wobei das Steuer/Regelsystem umfasst: ein Mittel (13)zum Erfassen einer Drehzahl (NE) des Verbrennungsmotors (1); einMittel (5c) zum Speichern eines Schwankungsmusters (NENMNL)der Drehzahl (NE) des Motors (1) unter der Bedingung eineszu hohen Drehmoments; ein Mittel (5) zum Berechneneiner Schwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl auf der Basis derdurch das Erfassungsmittel (13) erfassten Drehzahl (NE)und zum Berechnen einer Korrelation (CORAV) zwischen der Schwankungskomponente(NEOTH) und dem aus dem Speicher (5c) ausgelesenen Schwankungsmuster (NENMNL);und ein Mittel (15) zum Bestimmen eines Drehmomentschwankungszustandsdes Motors (1) auf der Basis der berechneten Korrelation(CORAV).
    [13] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 12, gekennzeichnetdurch ein Mittel (5) zum Korrigieren eines Zündzeitpunktsdes Motors (1) auf der Basis des Bestimmungsergebnisseshinsichtlich des Drehmomentschwankungszustands.
    [14] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 12, gekennzeichnetdurch ein Mittel (5) zum Korrigieren der Ansaugluftmengedes Motors (1) auf der Basis des Bestimmungsergebnisseshinsichtlich des Drehmomentschwankungszustands.
    [15] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwankungskomponente auf der Basis der Differenz zwischender Drehzahl (NE) und einem Mittelwert (NEORGAV) der Drehzahlenberechnet wird.
    [16] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwankungskomponente auf der Basis der Differenz zwischender Drehzahl (NE) und einem normalisierten Wert (NEOTH) für die Drehzahlberechnet wird.
    [17] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass der normalisierte Wert (NEOTH) berechnet wird durch Dividierender Differenz zwischen der Drehzahl (NE) und dem Mittelwert (NEORGAV)der Drehzahl durch eine Quadratwurzel (nenorm) der Varianz einesProdukts der Differenz und einer gegebenen Periode.
    [18] Steuer/Regelsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass die Korrelation (CORAV) bestimmt wird auf der Basis eines Innenproduktsder Schwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl und des Schwankungsmusters(NENMNL), und dass das Steuergerät(5) konfiguriert ist, um zu bestimmen; dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu hoch ist, wenn der Korrelationswert (CORAV)einen vorbestimmten oberen Grenzwert (CORH) überschreitet, und um zu bestimmen,dass die Drehmomentschwankung des Motors (1) zu geringist, wenn die Korrelation (CORAV) kleiner als ein vorbestimmterunterer Grenzwert (CORL) ist.
    [19] Verfahren zum Bestimmen einer Drehmomentschwankungeines Verbrennungsmotors, welches die Schritte umfasst: Erfasseneiner Drehzahl (NE) des Verbrennungsmotors (1); Speicherneines Schwankungsmusters (NENMNL) der Drehzahl (NE) des Motors (1)unter Bedingung eines zu hohen Drehmoments; Berechnen einerSchwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl auf der Basis der erfasstenDrehzahl (NE) und Berechnen der Korrelation (CORAV) zwischen derSchwankungskomponente (NEOTH) und dem aus dem Speicher (5c)ausgelesenen Schwankungsmuster (NENMNL); und Bestimmen einesDrehmomentschwankungszustands des Motors (1) auf der Basisder berechneten Korrelation (CORAV).
    [20] Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durchden Schritt des Korrigierens eines Zündzeitpunkts des Motors (1)auf der Basis des Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Drehmomentschwankungszustands.
    [21] Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durchden Schritt des Korrigierens der Ansaugluftmenge des Motors (1)auf der Basis des Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Drehmomentschwankungszustands.
    [22] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwankungskomponente auf der Basis der Differenz zwischender Drehzahl (NE) und einem Mittelwert (NEORGAV) der Drehzahlenberechnet wird.
    [23] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwankungskomponente auf der Basis der Differenz zwischender Drehzahl (NE) und einem normalisierten Wert (NEOTH) für die Drehzahlberechnet wird.
    [24] Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,dass der normalisierte Wert (NEOTH) berechnet wird durch Dividierender Differenz zwischen der Drehzahl (NE) und dem Mittelwert (NEORGAV)der Drehzahl durch eine Quadratwurzel (nenorm) eines Produkts einerVarianz der Differenz und einer gegebenen Periode.
    [25] Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,dass die Korrelation (CORAV) bestimmt wird auf der Basis eines Innenproduktsder Schwankungskomponente (NEOTH) der Drehzahl und des Schwankungsmusters(NENMNL), und dass das Steuergerät(5) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu hoch ist, wenn der Korrelationswert (CORAV)einen vorbestimmten oberen Grenzwert (CORH) überschreitet, und um zu bestimmen,dass die Drehmomentschwankung des Motors (1) zu geringist, wenn die Korrelation (CORAV) kleiner als ein vorbestimmterunterer Grenzwert (CORL) ist.
    [26] Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durchdie Schritte: Verzögerneines Zündzeitpunktsdes Motors (1), wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu hoch ist, und Vorverlagern des Zündzeitpunktsdes Motors (1), wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu gering ist.
    [27] Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durchdie Schritte: Verringern einer Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors(1), wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu hoch ist, und Vergrößern der Ansaugluftmenge desMotors (1), wenn bestimmt wird, dass die Drehmomentschwankungdes Motors (1) zu gering ist.
    [28] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass der Drehmomentschwankungszustand bestimmt wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis intermittierendzwischen mager und fett umgeschaltet wird.
    [29] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass der Drehmomentschwankungszustand bestimmt wird, wenn an einemstromab des Motors (1) angeordneten Katalysator (15)eine Katalysatoraufwärmsteuerungdurchgeführtwird.
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