DE69317253T2

DE69317253T2 - Steuerungsvorrichtung für eine mehrzylindrige innere brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69317253T2
Application number: DE69317253T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Iida; Katsuhiko Miyamoto
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: EP0615066A1; KR0137314B1; WO1994008134A1; EP0615066A4; US5542389A; DE69317253D1; EP0615066B1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor ("Verbrennungsmotor" kann nachstehend als "Motor" bezeichnet werden), der an einem Kraftfahrzeug oder dergleichen angebracht werden kann, und insbesondere ein Steuersystem, das besonders im Hinblick auf den Leerlauf eines Motors entwickelt ist und die Zufuhr eines Luft-/Kraftstoffgemisches zu einigen seiner Zylindern stoppen kann, um einen Teilzylinderbetrieb in einem besonderen Betriebszustand durchzuführen.

Stand der Technik

Zur Sicherstellung einer konstanten Drehzahl eines Kraftfahrzeugmotors während des Leerlaufs oder dergleichen wurden beispielsweise in der US 4,506,639 Techniken vorgeschlagen, bei denen wiederholt erfaßte Daten einer Motordrehzahlinformation einer glättenden (einen Mittelwert bildenden) Verarbeitung unterworfen werden, die so erhaltene geglättete Motordrehzahl mit der letzten Drehzahlinformation verglichen wird und der Zündzeitpunkt dann aufgrund von Daten korrigiert wird, die auf dem Unterschied zwischen diesen basieren. Der Zündzeitpunkt wird vorverlegt, wenn die letzte Motordrehzahl geringer ist als der geglättete Wert, er wird jedoch andererseits zurückgenommen, wenn die letzte Drehzahl höher ist als der geglättete Wert.
Beispielsweise in der US 4,576,128 wurden dahingegen andere Vorschläge einer Technik gemacht, bei der in einem Kraftfahrzeugmotor die Einlaß- und Auslaßventile einiger seiner Zylinder geschlossen gehalten werden oder Injektoren für eine Zufuhr von Kraftstoff in einige seiner Zylinder wahlweise zum Zeitpunkt eines speziellen Betriebs deaktiviert werden, bei dem ein geringes Ausgangsdrehmoment erforderlich ist, wie z.B. unter einer geringen Last, um einen Teil der Verbrennungshübe des Motors im wesentlichen zu stoppen und daher, mit anderen Worten, bei Motoren mit veränderbarem Hubraum eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zu erreichen.
Die Erfinder haben keine Kenntnis von irgendeinem Fall, bei dem die oben beschriebene Technik zur Konstanthaltung des Leerlaufs auf der Basis einer Korrektur des Zündzeitpunktes bei dem oben beschriebenen Motor mit veränderbarem Hubraum angewendet wird. Aber auch wenn die bekannte Technik zur Konstanthaltung des Leerlaufs einfach bei einem Motor mit veränderbarem Hubraum angewendet wird, treten die folgenden Probleme auf.
Als erstes verändert sich die Motordrehzahl während des Leerlaufs beim Schalten von dem Teilzylinderbetrieb in den Vollzylinderbetrieb oder umgekehrt (oder die Motordrehzahl wird absichtlich verändert, um eine Leerlaufdrehzahl zu erhalten, die für einen Teilzylinderbetrieb oder einen Vollzylinderbetrieb geeignet ist). Bei diesem Schalten, insbesondere bei einem Schalten, bei dem sich die Motordrehzahl nach oben ver ändert (oder bei dem so geschaltet wird, daß die Motordrehzahl nach oben verändert wird), wird der Zündzeitpunkt in Richtung einer zurückgenommenen Seite korrigiert, um den Anstieg der Motordrehzahl zu unterdrücken. Folglich dauert es einige Zeit, bis die Motordrehzahl nach dem Schalten nahe eines gewünschten Wertes liegt, so daß die Motordrehzahl ungleichmäßig wird.
Bei einer Konstruktion, bei der die Leerlaufdrehzahl während des Teilzylinderbetriebs absichtlich höher gemacht wird als zum Zeitpunkt des Vollzylinderbetriebs, besteht im Hinblick auf eine Gegenmaßnahme für Vibrationen (beispielsweise wenn die Leerlaufdrehzahl während des Teilzylinderbetriebs auf 850 UpM eingestellt wird und während des Vollzylinderbetriebs auf 750 UpM eingestellt wird) das Problem, daß die Gegenmaßnahme für die Vibrationen seine Wirkung nicht zeigen kann, d.h. ihr Hauptziel unmittelbar nach dem Schalten nicht ausreichend erreichen kann.
Wie es in Fig. 11 gezeigt ist, ist das Ausmaß einer Veränderung der Motordrehzahl bezüglich einer Veränderung des Zündzeitpunkts während des Leerlauf s beim Teilzylinderbetrieb und beim Vollzylinderbetrieb unterschiedlich. Genauer gesagt, ist eine Veränderung der Motordrehzahl bezüglich einer Veränderung des Zündzeitpunkts während des Teilzylinderbetriebs geringer als während des Vollzylinderbetriebs, und die Veränderungen der Motordrehzahl sind insbesondere während des Teilzylinderbetriebs in einem vorverlegten Bereich e1 abgeflacht.
Wenn eine Korrektur versucht wird, um den Leerlauf während des Teilzylinderbetriebs durch Verwendung eines Zündzeitpunkt-Korrekturverstärkungsfaktor Kinj konstant zu halten, der für einen Vollzylinderbetrieb gesetzt ist (Kinj ist Δθ/ΔNe, wobei Δθ eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge und ΔNe eine Motordrehzahldifferenz ist), können Drehzahlabweichungen nicht vollständig korrigiert werden, da die Korrektur nicht passend ist, beispielsweise ist der absolute Wert der Zündzeitkorrekturmenge pro Umdrehungseinheit gering. Dies bringt das Problem mit sich, daß Leerlaufdrehzahlveränderungen durch Einstellung des Zündzeitpunkts nicht mit einer guten Ansprechung korrigiert werden können.
Die DE-A-3 313 038 offenbart die Veränderung des Zündzeitpunkts während des Leerlaufs, wenn sich die Last an dem Motor verändert. Zu Beginn läuft der Motor mit einer gewissen Motordrehzahl. In diesem Moment wird die Motordrehzahl aufgrund der höheren Last verringert. Wenn die Motordrehzahl einen vorherbestimmten unteren Wert erreicht, wird der Betriebsmodus von dem Dreizylindermodus auf einen Sechszylindermodus umgeschaltet. Gleichzeitig wird der Zündzeitpunkt vorverlegt. Wenn die Last weiter ansteigt, wird der Zündzeitpunkt wieder zurückgenommen. Nach Abnahme der Motorlast erhöht sich die Motordrehzahl. Wenn die vorherbestimmte Motordrehzahl erreicht ist, wird der Motormodus von dem Sechszylindermodus auf den Dreizylindermodus umgeschaltet.
In der JP-A-61 132 774 ist ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl eines Motors offenbart, bei dem Zündzeitpunktkorrekturen abhängig von einem Unterschied zwischen einer geglätteten Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl berechnet werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Steuersystem für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem nach dem Schalten zwischen einem Vollzylinderbetrieb und einem Teilzylinderbetrieb und umgekehrt die Motordrehzahl sofort, insbesondere beim Leerlauf, konstant gehalten werden.
Dieses Problem wird durch ein Steuersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuersystems sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.
Bei dem erfindungsgemäßen Zündsteuersystem für den Mehrzylinder-Verbrennungsmotor wird bei einer Korrektur einer Differenz der Leerlaufdrehzahl während des Leerlaufs die Zündzeitpunkt- Korrekturmenge pro Differenzeinheit der Leerlaufdrehzahl in dem Teilzylindermodus größer gesetzt als in dem Vollzylindermodus. Hierdurch kann das geringe Ansprechvermögen bei einer Korrektur einer Veränderung der Leerlaufdrehzahl aufgrund einer ungenügenden Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebs kompensiert werden. Insbesondere kann während des Teilzylinderbetriebes der absolute Wert der vorverlegungsseitigen Zündkorrekturmenge größer gesetzt werden als die zurücknahmeseitige Zündkorrekturmenge. Wenn die Leerlaufdrehzahl abgefallen ist, kann deshalb die Leerlaufdrehzahl mit einem guten Ansprechvermögen erhöht werden, um ein Fehlverhalten des Motors zu vermeiden. Deswegen kann die Leerlaufdrehzahl mit einem guten Ansprechvermögen konstant gehalten werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Zündsteuersystem für den Vielzylinder-Verbrennungsmotor kann beim Schalten von dem Vollzylinderbetrieb auf den Teilzylinderbetrieb während des Leerlaufs das Schalten in den Teilzylinderbetrieb durch Erhöhung der Ansaugluftmenge zur Steigerung der Motordrehzahl und gleichzeitige Verhinderung der Zündzeitpunktkorrektur zur Unterstützung der Erhöhung der Motordrehzahl durchgeführt werden, was ansonsten zur Reduzierung eines Drehmomentstoßes aufgrund der Erhöhung der Drehzahl bewirkt wird. Hierdurch ist es möglich, einen plötzlichen Abfall der Leerlaufdrehzahl zu verhindern, der ansonsten stattfinden würde, wenn der Betriebsmodus in den Teilzylinderbetrieb umgeschaltet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm des Gesamtaufbaus einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems für einen Verbrennungsmotor; Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Zündtreiberschaltung in dem Steuersystem von Fig. 1; Fig. 3 [(a) bis (c)] ist ein Diagramm, das den Betrieb der Zündtreiberschal tung in dem Steuersystem von Fig. 1 entlang des Zeitablaufs zeigt; Fig. 4 [(a) und (b)] ist ein Diagramm, das die Abweichungen der durch das Steuersystem von Fig. 1 zu korrigierenden Leerlaufdrehzahl und die Veränderungen der Korrekturmenge des Zündzeitpunkts bei der Korrektur durch das Steuersystem entlang des Zeitablaufs zeigt; Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm eines Betriebsbereichs-Berechnungskennfeldes für den Verbrennungsmotor, an dem das Steuersystem von Fig. 1 angebracht ist; Fig. 6 ist ein Kennliniendiagramm eines Schließwinkel-Berechnungskennfeldes, das bei dem Steuersystem von Fig. 1 verwendet wird; Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer durch das Steuersystem von Fig. 1 durchzuführenden Hauptroutine; Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer durch das Steuersystem von Fig. 1 durchzuführenden Zündzeitpunkt-Berechnungsroutine; Fig. 9 ist ein Flußdiagramm einer durch das Steuersystem von Fig. 1 durchzuführenden Zündsteuerroutine; Fig. 10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Vollzylinder-/Teilzylinderzustand, Abweichungen des Ladedrucks und einer Zünd zeitpunkteinstellung zeigt; und Fig. 11 ist ein Kennliniendiagramm des Zündzeitpunkts gegen die Motordrehzahl während des Leerlaufs eines Motors.
Beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Das in Fig. 1 gezeigte Motorsteuersystem ist an einem Vierzylinderreihenmotor angebracht, der mit einem Betriebsmodus-Umschaltsystem ausgestattet ist (nachstehend nur als "Motor E" bezeichnet).
Ein Ansaugkanal 1 des Motors E wird von einer Ansaugverzweigungsleitung 6, einem mit der Ansaugverzweigungsleitung ver bundenen Ausgleichsbehälter 9, einer einteilig mit dem Behälter ausgebildeten Ansaugleitung 7 und einem nicht gezeigten Luftfilter gebildet. Innerhalb der Ansaugleitung 7 ist ein Drosselventil 2 angeordnet, das gelenkig gelagert ist. Außerhalb des Ansaugkanals 1 ist ein Stift 201 des Drosselventils 2 mit einem Drosselhebel 3 verbunden.
Der Drosselhebel 3 ist so mit dem Drosselventil 2 verbunden, daß das Drosselventil 2 in Zuordnung zu einem Gaspedal (nicht gezeigt) gegen die Uhrzeigerrichtung in Fig. 1 verschwenkt wird. Durch eine Rückhol feder (nicht gezeigt), die das Drosselventil 2 in Schließrichtung beaufschlagt, wird das Drosselventil nach und nach geschlossen, wenn die Zugkraft durch den Gaspedalzug verringert wird. Das Drosselventil 2 ist mit einem Drosselpositionssensor 8 versehen, der eine Information über die Position des Ventils ausgibt.
Ein Bypass-Ansaugkanal 101, der das Drosselventil 2 umgibt, ist dahingegen mit einem Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (ISC) 4 für eine Steuerung des Leerlaufs versehen. Das Ventil 4 ist durch eine Feder 401 so vorgespannt, daß es in einer geschlossenen Stellung verbleibt, wird jedoch durch einen Schrittmotor 5 angetrieben. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet ein Schnelleerlauf-Luftventil, das beim Leerlauf automatisch eine der Temperatur des Kühlmittels entsprechende Aufwärmkorrektur durchführt.
Der Ansaugkanal 1 ist außerdem mit einem Ansaugluft-Temperatursensor 14 für eine Ausgabe einer Information über die Ansauglufttemperatur Ta versehen. Außerdem sind ein Kühlmittel- Temperatursensor 11 für eine Erfassung der als Aufwärmtemperatur des Motors dienenden Kühlmitteltemperatur, ein Motordrehzahlsensor 12 zur Erfassung der Motordrehzahl auf der Basis von Zündimpulsen, ein Batteriesensor 20 zur Erfassung einer Batteriespannung VB und ein Klopfsensor 21 für eine Ausgabe einer Klopfinformation vorgesehen. Zusätzlich ist an dem Ausgleichsbehälter 9 ein Unterdrucksensor 10 für eine Ausgabe einer Information über den Ansaugleitungsdruck Pb angebracht.
In einem Zylinderkopf 13 des Motors E sind Ansaugkanäle und Auslaßkanäle ausgebildet, die mit den jeweiligen Zylindern verbunden sind. Die einzelnen Kanäle werden durch entsprechende Einlaß- oder Auslaßventile geschlossen oder geöffnet, die nicht gezeigt sind.
Das in Fig. 1 gezeigte Ventilsystem ist mit einem Ventilstoppmechanismus ausgestattet, der die nicht gezeigten Einlaß- und Auslaßventile mittels Niedrigdrehzahlnocken oder Hochdrehzahlnocken (nicht gezeigt) antreibt, um einen Betrieb in einem Niedrigdrehzahlmodus M-1 oder einem Hochdrehzahlmodus M-2 zu erhalten. Darüber hinaus stoppt der Ventilstoppmechanismus die einzelnen Ventile eines ersten Zylinders (#1) und eines vierten Zylinders (#4), die wahlweise deaktiviert werden, wohingegen ein zweiter Zylinder (#2) und ein dritter Zylinder (#3) normalerweise in Betrieb sind, wodurch ein Betrieb in einem Teilzylindermodus M-3 ermöglicht wird. Der Ventilstoppmechanismus für das Ventilsystem wird dadurch gebildet, daß jeder Kipphebel (nicht gezeigt) mit einem hydraulischen Niedrigdrehzahl-Umschaltmechanismus K1 versehen ist, der den Betrieb des entsprechenden Niedrigdrehzahlnockens der Einlaß- und Auslaßventile zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt stoppen kann, und außerdem mit einem hydraulischen Hochdrehzahl-Umschaltmechanismus K2 versehen ist, der den Betrieb des entsprechenden Hochdrehzahlnockens für die Einlaß- und Auslaßventile zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt stoppen kann.
Jeder Umschaltmechanismus K1 oder K2 ist auf bekannte Weise so aufgebaut, daß der entsprechende Kipphebel und eine zugeordnete Kipphebelwelle (beide nicht gezeigt) wahlweise in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden können, wozu abwechselnd einer von Kupplungsstiften (nicht gezeigt) durch einen hydraulischen Zylinder bewegt wird.
Jeder Niedrigdrehzahl-Umschaltmechanismus K1 wird über ein erstes Elektromagnetventil 26 aus einem Hydraulikkreis 22 mit Drucköl versorgt, wohingegen jeder Hochdrehzahl-Umschaltmechanismus K2 über ein zweites Elektromagnetventil 31 aus einem Hydraulikkreis 30 mit Drucköl versorgt wird. Der Betrieb in dem Niedrigdrehzahlmodus M-1 mittels der Niedrigdrehzahlnocken wird dann erreicht, wenn die Elektromagnetventile 26, 31, die jeweils ein Dreiwegeventil sind, abgeschaltet sind. Ein Betrieb in dem Hochdrehzahlmodus M-2 durch die Hochdrehzahlnokken wird dann erreicht, wenn das erste und das zweite Elektromagnetventil 26, 31 jeweils eingeschaltet sind. Der Betrieb in dem Teilzylindermodus M-3 wird dann erreicht, wenn das erste Elektromagnetventil 26 eingeschaltet ist und das zweite Elektromagnetventil 31 ausgeschaltet ist. Diese Elektromagnetventile 26, 31 werden von einer Motorsteuereinheit (ECU) 15 angetrieben und gesteuert, die nachstehend beschrieben wird. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Druckölquelle
An dem Zylinderkopf 13 in Fig. 1 sind Injektoren 17 für eine Einspritzung von Kraftstoff in zugeordnete Zylinder angebracht. Aus einer Kraftstoffzufuhrquelle 19 empfängt jeder Injektor Kraftstoff, dessen Druck durch eine Kraftstoffdruck- Reguliereinrichtung 18 auf eine vorherbestimmte Höhe reguliert wurde.
An dem in Fig. 1 gezeigten Zylinderkopf 13 sind Zündkerzen 23 für die einzelnen Zylinder angbracht. Beide Zündkerzen 23 für die normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 sind miteinander verbunden und dann mit einer Zündeinrichtung 24 verbunden, wohingegen die Zündkerzen 23 für die wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 miteinander verbunden sind und dann mit einer Zylindereinrichtung 25 verbunden sind. Diese Zündeinrichtungen sind in einer einzigen Zündtreiberschaltung angeordnet. Die Zündkerzen 23 und die Zündtreiberschaltung bilden eine Zündtreibereinrichtung. Die Zündtreiberschaltung weist außerdem ein Paar von Zündzeitpunkt-Steuerschaltungen 36 (von denen in Fig. 2 nur eine gezeigt ist) in der ECU 15 und ein Paar von Öffnungs/Schließ-Treiberschaltungen 241, 251 auf, die jeweils an den Seiten der Zündeinrichtungen 24, 25 angeordnet sind. Mit den jeweiligen Öffnungs/Schließ-Treiberschaltungen 241, 251 sind Leistungstransistoren 38, 38 verbunden, die ihre Öffnungs-/Schließzeitpunkte und die aktivierten Zeitabschnitte steuern. Zündspulen 37, 37 sind jeweils mit den Leistungstransistoren 38, 38 verbunden.
Die Zündzeitpunkt-Steuerschaltungen 36 sind jeweils für die Gruppe der wahlweise deaktivierten Zylinder #l, #4 und die Gurppe der normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 angeordnet und werden beide durch ein Referenzsignal (eco des Kurbelwinkels) von einem Kurbelwinkelsensor 34 und Kurbelwinkelsignalen [Impulse der Einheit 1º oder 2º (Δθc)] von einem Einheitskurbelwinkelsensor 33 angetrieben. In Fig. 2 ist nur die Zündzeitpunkt-Steuerschaltung für die Gruppe der wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 gezeigt, und die für die Gruppe der normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 ist hier weggelassen. Das Referenzsignal θco wird hier an eine Einkreisschaltung 362 abgegeben und ist so aufgebaut, daß die Einkreisschaltung 362 zum Zeitpunkt des Normalbetriebs durch das Referenzsignal (ein-aus) bei θco (z.B. 75º) vor dem oberen Totpunkt ausgelöst wird und ein Zündzeitpunktsignal (Deaktivierungssignal) ausgibt, nachdem eine zuvor bestimmte Anzahl von Kurbelwinkelsignalen (Impulse der Einheit 1º oder 2º) gezählt wurde (Verhinderungszeit t1 gleichbedeutend dem Zündzeitpunkt, θco - θadv) [siehe Fig. 3(a)-(c)]. In diesem Fall wurde der Sollzündzeitpunkt θadv in Schritt p12 des Flußdiagramms von Fig. 8 erhalten, das nachfolgend beschrieben wird.
Eine Einkreisschaltung 361 ist so aufgebaut, daß sie durch das Deaktivierungssignal ausgelöst wird und nach Zählen einer vorherbestimmten Anzahl von Kurbelwinkelsignalen - die jeweils äquivalent zu dem Schließwinkel θd sind (der der Schließwinkel-Kennlinie in Fig. 6 entsprechend erhalten wurde) - ein Aktivierungsstartsignal ausgibt.
Ein Flip-Flop 363 wird durch das Aktivierungsstartsignal von der Einkreisschaltung 361 gesetzt und durch das Deaktivierungssignal von der Einkreisschaltung 362 zurückgesetzt. Wenn der Flip-Flop 363 gesetzt ist, schaltet der Öffnungs/Schließ- Treiberkreis 251 den Leistungstransistor 38 an, so daß ein Strom durch die Zündspule 37 strömt. Wenn der Leistungstransistor 38 ausgeschaltet wird, induziert die Zündspule 37 auf der Sekundärseite einen Hochspannungsstrom, und dieser Strom wird zu den Zündkerzen 23 für die wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 übertragen, um eine Zündung in der Gruppe der wahlweise deaktivierten Zylinder durchzuführen.
Die Zeitpunktssteuerschaltung (nicht gezeigt) für die normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 ist ähnlich aufgebaut. Ansprechend auf eine Ansteuerung des Öffnungs/Schließ-Treiberkreises 241 und des Leistungstransistors 38 wird ein Hochspannungsstrom auf der Sekundärseite der Zündspule 37 zu dem Sollzündzeitpunkt θadv den Zündkerzen 23 für die wahlweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 zugeführt, so daß eine Zündung in der Gruppe der in normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder durchgeführt wird.
Der Zündzeitpunkt für die Gruppe der wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 und die Zündung der Gruppe der normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 wird abwechselnd in einem Kurbelwinkelintervall von ungefähr 180º durchgeführt.
Ein wesentlicher Teil der Motorsteuereinheit (ECU) 15 wird von einem Mikrocomputer gebildet und führt abhängig von einer Betriebsinformation des Motors E die nachfolgend beschriebene Hauptroutine aus, und führt außerdem bekannte Steuerungen durch, wie eine bekannte Kraftstoffeinspritz-Mengensteuerung und verschiedene Steuerungen in der Zündzeitpunkt-Berechnungsroutine und der Zündsteuerroutine.
Die ECU 15 erfaßt eine Kühlmitteltemperatur Tw, eine Drosselposition θs, eine Ansauglufttemperatur Ta, eine Batteriespannung VB und ein Klopfsignal Kn von einem Kühlmitteltemperatursensor 11, einem Drosselpositionssensor 8, einem Ansauglufttemperatursensor 14, einem Batteriesensor 20 und einem Klopfsensor 21, und speichert diese jeweils in vorherbestimmten Datenspeicherbereichen.
Die ECU 15 berechnet eine Motordrehzahldifferenz ΔNe, die die Differenz zwischen einer tatsächlichen Motordrehzahl Nen und einer durch Glätten der Motordrehzahlen erhaltenen geglätteten Motordrehzahl Neln zum Zeitpunkt des Leerlaufs des Motors ist, holt die Betriebsmodussignale (M-1, M-2, M-3) ein, setzt eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge Δθ, die der Motordrehzahldifferenz ΔNe entspricht, zum Zeitpunkt des Teilzylindermodus größer als zum Zeitpunkt des Vollzylindermodus, setzt den absoluten Wert einer vorverlegungsseitigen Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zur Zeit des Teilzylindermodus größer als eine zurücknahmeseitige Zündzeitpunkt-Korrekturmenge, berechnet einen einem Ansaugleitungsunterdruck Pb und einer Motordrehzahl Ne entsprechenden Grundzündzeitpunkt θb, gibt Signale aus, die der Last des Motors entsprechen, korrigiert den Grundzündzeitpunkt θb mittels der Grundzündzeitpunkts-Korrekturmenge Δθ, die dem relevanten Betriebsmodus entspricht, um einen Sollzündzeitpunkt θadv zu berechnen, und treibt dann zu dem Sollzeitpunkt θadv die Zündkerzen 23 und die als Zündtreibereinrichtung für die einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors dienenden Zündtreiberschaltungen (die Zeitpunktssteuerschaltungen 36 und die jeweiligen Zündeinrichtungen 24, 25) an.
Wenn die Bedingungen für ein Umschalten von dem Vollzylinderbetrieb auf den Teilzylinderbetrieb beim Leerlauf erfüllt sind, erhöht die ECU 15, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, die Luftmenge in dem Leerlaufdrehzahlsteuersystem und verhindert jede Korrektur des Zündzeitpunkts, d.h. in diesem Fall jede Zurücknahme auf der Basis der Erhöhung der Luftmenge. Diese Steuerung wird durchgeführt, um bei dem Verbrennungs- und Expansionshub ein Abfallen der Ausgangsleistung aufgrund der Zurücknahme des Zündzeitpunkts zu verhindern und außerdem eine Erhöhung der Motordrehzahl zu vereinfachen.
Die Verhinderungsdauer für die Zündzeitpunktkorrektur wird so gesetzt, daß sie andauert, bis eine Erhöhung der Luftmenge in dem Leerlaufdrehzahl-Steuersystem durchgeführt wurde, d.h. mit anderen Worten, bis eine Leerlaufdrehzahl zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebs erreicht ist.
Die ECU 15 hat deshalb die Funktionen einer Grundzündzeitpunkts-Berechnungseinrichtung 151, einer Motordrehzahldifferenz-Berechnungseinrichtung 152, einer Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153, einer Zündzeitpunkt-Korrektursteuereinrichtung 154, einer Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 155 und einer Zündsteuereinrichtung 156.
Die Grundzündzeitpunkts-Berechnungseinrichtung 151 berechnet einen Grundzündzeitpunkt θb auf der Basis einer Motorlast und einer Motordrehzahl. Die Motordrehzahldifferenz-Berechnungseinrichtung 152 berechnet die Differenz ΔNe zwischen einer Motordrehzahl Nen und einer geglätteten Motordrehzahl Neln, die durch Glättung der Motordrehzahlen erhalten wurde. Die Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 berechnet eine Zündzeitpunkt-Korrekturmenge Δθ entsprechend der Differenz ΔNe wenigstens zum Zeitpunkt des Leerlaufs.
Die Zündzeitpunkt-Korrektursteuereinrichtung 154 steuert außerdem die Betriebsweise der Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 beim Umschalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb und/oder im Teilzylinderbetrieb. Die Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 155 berechnet den Sollzündzeitpunkt θadv auf der Basis des Grundzündzeitpunktes Δb und der Zündzeitpunkt-Korrekturmenge Δθ. Die Zündsteuereinrichtung 156 treibt die Zündtreibereinrichtung ij des jeweiligen Zylinders des Motors zu dem Sollzündzeitpunkt θadv an.
Besonders die Zündzeitpunkt-Korrektursteuereinrichtung 154 genauer beschreibend, ist die Zündzeitpunkt-Korrektursteuereinrichtung 154 folgendermaßen aufgebaut:
(1) Sie ist so aufgebaut, daß sie zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebs auf unterschiedliche Weise arbeitet wie zum Zeitpunkt des Vollzylinderbetriebs.
(2) Sie ist so aufgebaut, daß sie die Betriebsweise der Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 so steuert, daß die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zum Zeitpunkt des Zeitzylinderbetriebes größer gesetzt ist als zum Zeitpunkt des Vollzylinderbetriebes.
(3) Sie ist so aufgebaut, daß sie die Betriebsweise der Zündzeitpunkt-Steuermengenberechnungseinrichtung 153 so steuert, daß die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebes größer gesetzt wird als zum Zeitpunkt des Vollzylinderbetriebes, und zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebes die vorverlegungsseitige Zündzeitpunkt-Korrekturmenge in ihrem absoluten Wert größer gesetzt wird als eine zurücknahmeseitige Zündzeitpunkt-Korrekturmenge.
(4) Sie ist so aufgebaut, daß sie die Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 beim Umschalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb im wesentlichen außer Betrieb setzt.
(5) Sie ist so ausgebildet, daß sie die Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 beim Umschalten von dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb im wesentlichen außer Betrieb setzt, wobei sie so gesetzt ist, daß die Leerlaufdrehzahl während des Teilzylinderbetriebes größer ist als während des Vollzylinderbetriebes.
(6) Sie ist so aufgebaut, daß sie die Betriebsweise der Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 so steuert, daß die Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 beim Umschalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb im wesentlichen außer Betrieb gesetzt wird und die Zündzeitpunkt- Korrekturmenge während des Teilzylinderbetriebes größer gesetzt wird als während des Vollzylinderbetriebes.
(7) Sie ist so aufgebaut, da sie die Betriebsweise der Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung 153 so steuert, daß die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge während des Teilzylinderbetriebes in ihrem absoluten Wert auf der Vorverlegungsseite größer gesetzt wird als auf der Rücknahmeseite.
Nachstehend wird der Betrieb der einen Ausführungsform der Erfindung gemäß der Steuerprogramme (Flußdiagramme) von Fig. 7 bis Fig. 9 erläutert.
Wenn ein Schlüssel eines nicht gezeigten Hauptschalters eingeschaltet wird, beginnt die ECU 15 eine Steuerung entsprechend der Hauptroutine von Fig. 7 durchzuführen.
Als erstes wird ein Anfangssetzen von Funktionen, wie z.B. die überprüfung einzelner Funktionen und das Setzen von Anfangswerten durchgeführt, woraufhin das Lesen verschiedener Betriebsinformationen des Motors (Schritt sl) folgt. Die Routine geht dann zu dem Schritt 52 weiter. Genauer gesagt wird bestimmt, ob Regelbedingungen für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eingehalten sind oder nicht. Zum Zeitpunkt eines übergangsbetriebsbereiches, wie z.B. einem Leistungsbetriebsbereich oder zu einem Zeitpunkt vor Vollendung des Aufwärmens, werden in Schritt 53 ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KMAP, der einer aktuellen Betriebsinformation (Pb, Ne) entspricht, und gemäß einer geeigneten Aufwärmerhöhungs-Korrekturkoeffizientberechnungskennlinie ein Aufwärmerhöhungs-Korrekturkoeffizient Ka berechnet, der einer Kühlmitteltemperatur Tw entspricht. Diese Werte werden in einem Speicherbereich einer Adresse KAF gespeichert, und die Routine geht dann zu Schritt s6 weiter.
Wenn die Regelbedingungen für das Luft-/Kraftstoffverhältnis in Schritt 52 als erfüllt betrachtet werden, wird ein der aktuellen Betriebsinformation (Pb, Ne) entsprechendes Soll-Luft- /Kraftstoffverhältnis berechnet. In Schritt 54 wird ein Kraftstoffmengen-Korrekturkoeffizient KFB berechnet, mit dem das Luft-/Kraftstoffverhältnis erreicht werden kann. In Schritt s5 wird der Kraftstoffkorrekturkoeffizient KFB in einem anderen Speicherbereich der Adresse KAF gespeichert, und die Routine geht dann zu Schritt s6 weiter.
Hier werden andere Parameter, wie z.B. ein Kraftstoffeinspritzimpulslängen-Korrekturkoeffizient KDT und ein Korrekturwert TD für die Totzeit der Kraftstoffeinspritzventile entsprechend den Betriebsbedingungen gesetzt und außerdem einzelne Korrekturkoeffizienten berechnet, die zur Berechnung des Sollzündzeitpunkts θadv verwendet werden. Die hier berechneten Korrekturwerte umfassen einen Kühlmitteltemperatur-Korrekturwert ewt für eine Vorverlegung des Zündzeitpunkts, wenn die Kühlmitteltemperatur abfällt, eine Beschleunigungszurücknahme -θacc, die einem Differential Δθs entspricht, das durch Differenzierung einer Drosselventilposition θs erhalten wurde, einen Ansauglufttemperatur-Korrekturwert θat zur Vorverlegung des Zündzeitpunkts, wenn die Temperatur der Ansaugluft abfällt, und einen Klopfrücknahmewert -θk, der erforderlich ist, wenn das Klopfsignal Kn ansteigt. Es wird außerdem ein Ratteriekorrekturwert tb berechnet, um die Aktivierungszeit zu erhöhen, wenn die Batteriespannung VB abfällt. Es wird außerdem ein einer Zündaktivierungszeit entsprechender Schließwinkel θd gemäß der Schließwinkel-Berechnungskennlinie von Fig. 6 berechnet, so daß der Schließwinkel mit der Motordrehzahl Ne ansteigt.
In dem Schritt S7 wird als nächstes bestimmt, ob sich der Motor derzeit in dem Vollzylinderbetrieb befindet oder nicht. Diese Bestimmung wird beispielsweise durch Überprüfung des aktuellen Betriebsmodus auf der Grundlage geprüft, ob die niedrigen oder hohen Elektromagnetventile 26, 31 ein- oder ausgeschaltet sind.
Wenn sich der Motor in dem Vollzylinderbetrieb befindet, wird dann in Schritt 58 bestimmt, ob Bedingungen für einen Teilzylinderbetrieb erfüllt sind oder nicht. Diese Bestimmung wird durchgeführt, indem aus einer Betriebsinformation des Motors, insbesondere der Motordrehzahl Ne und dem Kurbelwellenmoment Te (das aus Pb und Ne gemäß einer anderen Routine berechnet wurde), besonders auf der Grundlage von Schwellwerten Ne2 und Te2 überprüft wird, ob sich der Betrieb in einem solchen Teilzylinderbetriebsbereich A1 befindet, wie er in Fig. 5 gezeigt ist.
Wenn die Bedingungen für einen Teilzylinderbetrieb nicht erfüllt sind, wird eine Verarbeitung zur Fortführung des Vollzylinderbetriebs angewendet. In Schritt 59 wird eine ISC-Ventilposition P1 für den Vollzylinderbetrieb gesetzt. In Schritt s10 wird ein Merker für eine Verhinderung einer Leerlauf-Zündzeitpunktkorrektur gesetzt. Dann wird in Schritt sil bestimmt, ob der Betriebsmodus der Niedrigdrehzahlmodus M-1 ist oder nicht. Wenn sich in Schritt s11 herausgefunden hat, daß die Motordrehzahl Ne geringer ist als Ne1 (siehe Fig. 5), wird bestimmt, daß der Betriebsmodus der Niedrigdrehzahlmodus M-1 ist. Sonst wird bestimmt, daß der Betriebsmodus nicht der Niedrigdrehzahlmodus ist, d.h. daß er der Hochdrehzahlmodus M-2 ist.
Wenn sich herausgestellt hat, daß der Betriebsmodus der Niedrigdrehzahlmodus M-1 ist, werden beide Elektromagnetventile 26, 31 in Schritt s12 abgeschaltet, so daß alle Zylinder in dem Niedrigdrehzahlmodus betrieben werden. Wenn sich herausgestellt hat, daß der Betriebsmodus der Hochdrehzahlmodus M-2 ist, werden die Elektromagnetventile 26, 31 dahingegen in Schritt 13 eingeschaltet, so daß alle Zylinder in dem Hochdrehzahlmodus betrieben werden.
Andere Steuerungen in der Hauptroutine, wie z.B. eine Kraftstoffzufuhrsteuerung, werden danach in Schritt 514 durchgeführt, und die Routine kehrt dann zurück.
Die Kraftstoffzufuhrsteuerung, die während der Hauptroutine durchgeführt wird, kann beispielsweise durch die bekannte Injektortreibersteuerung bewirkt werden, bei der eine Grundkraftstoffimpulslänge auf der Basis der Ansaugluftmenge berechnet wird, der Grundkraftstoffimpuls mit dem Luft-/Kraftstoffverhältnis und andere Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, um eine Injektorantriebszeit zu bestimmen, und während des Teilzylinderbetriebs (bei Empfang eines Injektorstoppbefehls) nur die Injektoren 17 für die sich normalerweise in Betrieb befindenden Zylinder #2, #3 und nicht der wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 angetrieben werden, oder während des Vollzylinderbetriebs die Injektoren 17 für alle Zylinder angetrieben werden.
Wenn sich in Schritt 58 herausgestellt hat, daß die Bedingungen für den Teilzylinderbetrieb erfüllt sind, wird als nächstes in Schritt s15 bestimmt, ob sich der Motor im Leerlauf befindet oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird dann in Schritt s16 bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne höher ist als eine Motordrehzahl A zur Bestimmung eines Umschaltens in den Teilzylinderbetrieb oder nicht (diese Motordrehzahl A zur Bestimmung des Umschaltens in den Teilzylinderbetrieb wurde als ein Wert gesetzt, der etwas geringer ist als die Sollmotordrehzahl für den Teilzylinderbetrieb). Wenn die Motordrehzahl Ne gleich oder geringer ist als die Motordrehzahl A zur Bestimmung des Umschaltens in den Teilzylinderbetrieb, ist es erforderlich, eine Übergangsverarbeitung für ein Umschalten von dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb anzuwenden. Es wird daher die folgende Verarbeitung angewendet.
In Schritt 517 wird eine Ventilposition P2 gesetzt, um die Öffnung des ISC-Ventils zu vergrößern, und in Schritt 518 wird ein Verhinderungsmerker für eine Leerlauf-Zündzeitpunktkorrektur gesetzt. Folglich wird dem Leerlaufdrehzahl-Steuersystem ein Befehl zur Erhöhung der Öffnung des ISC-Ventils 4 ausgegeben, so daß die Luftmenge erhjht wird. Gleichzeitig mit dieser Erhöhung der Öffnung des ISC-Ventils 4 wird ein Zündzeitpunkt Korrekturverhinderungsbefehl an einen Verteiler ausgegeben. Als Gegenmaßnahme gegen Vibrationen während des Teilzylinder- Leerlaufbetriebs und als Maßnahme zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs während des Vollzylinderleerlaufs wird eine Sollmotordrehzahl für den Teilzylinderleerlauf bei dieser Ausführungsform höher gesetzt als für den Vollzylinderleerlauf. Außerdem wird die Ventilposition P2 für eine größere ISC-Öffnung gesetzt, so daß während des Umschaltens von dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb sich die Leerlaufdrehzahl sofort der Sollmotordrehzahl für den Teilzylinderbetrieb annähert.
Wenn sich herausgestellt hat, daß der Betriebsmodus der Niedrigdrehzahlmodus M-1 ist, werden die Verarbeitungen der Schritte s12 und s14 dann durchgeführt. Wenn sich herausgestellt hat, daß der Betriebsmodus der Hochdrehzahlmodus M-2 ist, werden die Verarbeitungen der Schritte s13 und s14 dann durchgeführt.
Folglich wird während der Übergangszeit des Umschaltens von dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb ein Verbrennungs- und Expansionshub mit einer erhöhten Luftmenge zu einem Zündzeitpunkt durchgeführt, der dem für einen Normalbetrieb in jedem Zylinder ähnlich ist, indem der Verbrennungsund Expansionshub durchgeführt wird, woraus sich eine sofortige Leistungserhöhung und außerdem eine sofortige Erhöhung der Motordrehzahl ergibt.
Wenn als Folge die Motordrehzahl Ne größer wird als die Motordrehzahl A zur Bestimmung eines Umschaltens in den Teilzylinderbetrieb, wird die JA-Route in Schritt s16 gewählt, eine ISC-Ventilposition P3 für den Teilzylinderbetrieb in Schritt s19 gesetzt, in Schritt s20 ein Verhinderungsmerker für eine Leerlauf-Zündzeitpunktkorrektur rückgesetzt und nur das erste Elektromagnetventil 26 in Schritt s21 angeschaltet, so daß der erste und vierte Zylinder #1, #4 in ihren wahlweise deaktivierten Modus umgeschaltet werden. Folglich wird der Betrieb in den Teilzylinderbetrieb verändert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verhinderung der Korrektur des Leerlauf zündzeitpunkts ebenfalls freigegeben. Die Beziehung der Größe der oben genannten Ventilpositionen P1, P2 und P3 ist P2> P1> P3.
Folglich werden bei Fortführung des Teilzylinderbetriebs die NEIN-Wege in Schritt s7 und s22 gewählt, denen die Verarbeitungen der Schritte ss19 bis s21 bzw. s14 folgen.
Wenn dann die Bedingungen für den Vollzylinderbetrieb während dieses Teilzylinderbetriebs erfüllt sind, werden die Verarbeitungen für den Vollzylinderbetrieb angewendet. Nachdem der JA- Weg in Schritt s22 genommen wurde, wird die ISC-Ventilposition P1 für den Vollzylinderbetrieb in Schritt s9 gesetzt. In Schritt slo wird der Verhinderungsmerker für die Leerlauf- Zündzeitpunktkorrektur rückgesetzt, die Elektromagnetventile in dem Niedrigdrehzahlmodus oder dem Hochdrehzahlmodus entsprechend gesetzt, die anderen Steuerungen in der Hauptroutine, wie z.B. eine Kraftstoffzufuhr-Steuerverarbeitung, durchgeführt, und die Routine kehrt dann zurück (Schritte s11 bis s14).
Während einer solchen Durchführung der Hauptroutine werden die Zündzeitpunkt-Berechnungsroutine von Fig. 8 und die Zündsteuerung von Fig. 9 durchgeführt.
Die Zündzeitpunkt-Berechnungsroutine von Fig. 8 wird auf der Grundlage einer Änderung des Referenzsignals θco von AUS in EIN durchgeführt, die jedesmal stattfindet, wenn der Zylinder 75º vor dem oberen Totpunkt (75º BTDC) erreicht (Kurbelwinkel: 180º). Es werden ein Ansaugleitungsunterdruck Pb und eine Motordrehzahl Ne auf der Basis von Erfassungssignalen des Unterdrucksensors 10 und des Motordrehzahlsensors 12 in Schritt p1 berechnet. In Schritt p2 wird dann ein dem aktuellen Ansaugleitungsunterdruck Pb und der Motordrehzahl Ne entsprechender Grundzündzeitpunkt θb gemäß einem Grundzündzeitpunkts-Berechnungskennfeld berechnet, das im voraus gesetzt wurde.
Die Routine geht dann zu Schritt p3 weiter, in dem bestimmt wird, ob die Motordrehzahl Nen geringer ist als ein Leerlaufbestimmungswert Ne, ein vorherbestimmter Wert oder nicht. Wenn sie höher ist, erreicht die Routine dann den Schritt p4, in dem der Korrekturverstärkungsfaktor Kinj für eine Nicht-Leerlaufzeit auf einen vorherbestimmten Wert gesetzt wird (z.B. null bei dieser Ausführungsform), und die Routine geht dann zu Schritt p11 weiter.
Wenn sich in Schritt p3 herausgestellt hat, daß der Betrieb ein Leerlaufbetrieb ist, wird dahingegen dann in Schritt p3-2 bestimmt, ob der Verhinderungsmerker für die Leerlauf-Zündzeitpunktkorrektur gesetzt wurde oder nicht. Wenn sich herausgestellt hat, daß sich der Motor in der Übergangszeit des Umschaltens zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb befindet, wird die Verarbeitung von Schritt p4 immer noch durchgeführt, da der Verhinderungsmerker für eine Leerlauf-Zündzeitpunktkorrektur gesetzt wurde. Folglich wird eine Korrektur des Leerlaufzündzeitpunkts in der oben genannten Übergangszeit des Umschaltens verhindert.
Nach Vollendung der Übergangsverarbeitung für das Umschalten wird die NEIN-Route in Schritt p3-2 gewählt und die Verarbeitung von Schritt pS angewendet. Genauer gesagt wird, wenn die Routine den Schritt pS erreicht, die aktuelle Motordrehzahl Nen mit einer vorherbestimmten Lesegeschwindigkeit a bis zur letzten Erfassung der Motordrehzahl in die geglättete Motordrehzahl Nel(n-1) eingelesen, so daß die aktuelle geglättete Motordrehzahl Neln neu berechnet wird. Als nächstes wird gemäß der Formel (2) die Motordrehzahldifferenz ΔNe zwischen der geglätteten Motordrehzahl Neln und der aktuellen Motordrehzahl Nen berechnet [siehe Fig. 4(a) und 4(b)].
Neln = Ne1(n-1) x α + (1-α) x Nen ... (1)
ΔNe = Neln - Nen ... (2)
Die Routine geht dann zu Schritt p6 weiter, in dem bestimmt wird, ob sich der Betrieb in dem Teilzylindermodus M-3 befindet oder nicht. Wenn sich herausgestellt hat, daß sich der Betrieb nicht in dem Teilzylindermodus befindet, d.h. sich in dem Niedrigdrehzahl- oder Hochdrehzahlmodus (M-1 oder M-2) befindet, geht die Routine zu Schritt p8 weiter, in dem ein Voll zylinder-Zeitkorrekturverstärkungs faktor Kinja (ein vorherbestimmter Wert) gewählt wird, und die Routine geht dann zu Schritt pH weiter.
Wenn sich in dem Schritt p6 dahingegen herausgestellt hat, daß sich der Betrieb in dem Teilzylindermodus befindet, geht die Routine zu Schritt p7 weiter. Hier wird bestimmt, ob die aktuelle Motordrehzahldifferenz ΔNe positiv oder negativ ist. Wenn die Motordrehzahldifferenz ΔNe positiv ist, wird angenommen, daß die Motordrehzahl abgefallen ist (d.h. in einem Bereich B liegt, der durch die durchgehende Kurve in Fig. 4 angedeutet ist), und die Routine geht dann zu Schritt p10 weiter, um einen vorverlegungsseitigen Korrekturverstärkungsfaktor Kinjb zu wählen. Wenn die Motordrehzahldifferenz ΔNe negativ ist, wird angenommen, daß sich die Motordrehzahl erhtht hat (d.h. sich in einem Bereich R befindet, der durch die gestrichelte Zweipunktkurve in Fig. 4 angedeutet ist), und die Routine geht dann zu Schritt p9 weiter, um einen zurücknahmeseitigen Korrekturverstärkungsfaktor Kinjr zu wählen. Welcher Verstärkungsfaktor auch gewählt wird, die Routine geht dann zu Schritt p11 weiter.
Der Korrekturverstärkungsfaktor Kinja für die Vollzylinderzeit als auch der vorverlegungsseitige Korrekturverstärkungsfaktor Kinjb und der zurücknahmeseitige Korrekturverstärkungsfaktor Kinjr werden den entsprechenden Betriebsdaten des Motors entsprechend gewählt. Beispielsweise können sie auf der Grundlage des in Fig. 11 gezeigten Zündzeitpunkt-Motordrehzahl-Kennliniendiagramms für die Leerlaufzeit passend gesetzt werden. Besonders bei dieser Ausführungsform sind die absoluten Werte des vorverlegungsseitigen Korrekturverstärkungsfaktors Kinjb (= Δθb/ΔNe) und des zurücknahmeseitigen Kinir für den Teilzylinderbetrieb ausreichend größer gesetzt als der Korrekturverstärkungsfaktor Kinia (= Δθa/ΔNe) der Vollzylinderzeit. Außerdem ist der vorverlegungsseitige Korrekturverstärkungsfaktor Kiflib (= Δθb/ANE) in seinem absoluten Wert größer gesetzt als der zurücknahmeseitige Korrekturverstärkungsfaktor Kinir während des Teilzylinderbetriebs.
Bei der Korrektur jeder Abweichung der Motordrehzahl während des Leerlaufs wird daher während des Teilzylinderbetriebs der Grad der Korrektur des Zündzeitpunkts zur Beseitigung der Abweichung der Motordrehzahl deshalb größer gemacht, als dies beim Vollzylinderbetrieb der Fall ist, weshalb der Zündzeitpunkt auf die Vorverlegungsseite oder Rücknahmeseite korrigiert wird. Hierdurch wurde es ermöglicht, eine Verringerung des Ansprechverhaltens zur Korrektur der Leerlaufdrehzahl wäh rend des Teilzylinderbetriebs zu vermeiden und außerdem mit gutem Ansprechverhalten jede Abweichung der Leerlaufdrehzahl während des Teilzylinderbetriebs zu korrigieren. Insbesondere ist das Ausmaß der vorverlegungsseitigen Korrektur größer gesetzt als das der rücknahmeseitigen Korrektur während des Teilzylinderbetriebs, so daß bei einem Abfall der Leerlaufdrehzahl die Leerlaufdrehzahl mit einem guten Ansprechverhalten erhöht wird, um ein Fehlverhalten des Motors zu verhindem.
In Schritt pH werden die zu diesem Zeitpunkt gewählten Korrekturverstärkungsfaktoren Kinja, Kinjb, Kinjr als aktuelle Korrekturverstärkungsfaktoren Kinj eingelesen, und dieser Kinj mit der Motordrehzahldifferenz ΔNe mulitpliziert, um die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge Δθ zu berechnen. Die Routine geht dann zu Schritt p12 weiter.
In Schritt p12 werden dann der Grundzündzeitpunkt θb, der Kühlmitteltemperatur-Korrekturwert ewt, die Beschleunigungsrücknahme -θacc, der Ansauglufttemperatur-Korrekturwert θat zur Vorverlegung des Zündzeitpunkts, wenn die Ansauglufttemperatur abfällt, und die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge Δθ eingelesen, und eine Berechnung des Sollzündzeitpunkts θadv entsprechend der folgenden Formel (3) wird durchgeführt:
θadv = θb + θwt + θat + Kinj X ΔNe - θacc ... (3)
In Schritt p13 wird dann der Sollzündzeitpunkt θadv um einen Klopfberücksichtigungswert -θk abhängig von einer Erhöhung des Klopfsignals Kn zurückgenommen. In Schritt p14 wird der Speicherbereich der letzten geglätteten Motordrehzahl Nel(n-1) durch die aktuelle geglättete Motordrehzahl Neln aktualisiert, und die Hauptroutine kehrt zurück. Ein Klopfzurücknahme-Kennfeld wird im voraus gesetzt.
Die Zündsteuerungsroutine von Fig. 9 wird durchgeführt, indem eine Unterbrechung der Hauptroutine auf der Basis einer Veränderung des Referenzsignals θco von AUS in EIN erzeugt wird, die jedesmal stattfindet, wenn ein Zylinder 75º vor dem oberen Totpunkt (75º BTC) (Kurbelwinkel: 180º) während der Hauptroutine erreicht. In Schritt q1 der Zündsteuerroutine werden vorherbestimmte Daten eingelesen. In Schritt q2 werden in jeder Zeitpunktsteuerschaltung 36 der letzte Sollzündzeitpunkt eadv und der letzte Schließwinkel ed gesetzt, und die Routine kehrt zu der Hauptroutine zurück.
Die Zündung der Gruppe der sich normalerweise in Betrieb befindlichen Zylinder #2, #3 und die Zündung der Gruppe der wahlweise deaktivierten Zylinder #1, #4 werden durch Antrieb der Zündeinrichtungen 24 bzw. 25 bewirkt. Nach Antrieb der einzelnen Zündeinrichtungen bei jedem Kurbelwinkel von 180º werden die Zylinder in einer der Gruppen und die Zylinder in der anderen Gruppe abwechselnd nahe des oberen Totpunktes der Kompression bzw. nahe des oberen Totpunktes des Auslasses gezündet.
Bei einer Korrektur jeder Abweichung der Leerlaufdrehzahl während des Leerlaufs ist es deshalb möglich, den absoluten Wert der Zündzeitpunkt-Korrekturmenge pro Einheits-Motordrehzahlabweichung in dem Teilzylindermodus größer zu setzen als in dem Vollzylindermodus. Folglich ist es möglich, das geringe Ansprechverhalten zum Zeitpunkt einer Korrektur einer Abweichung der Leerlaufdrehzahl aufgrund einer unzureichenden Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zum Zeitpunkt des Teilzylinderbetriebes zu kompensieren. Es wird insbesondere das Ausmaß der Vorverlegungswinkelkorrektur während des Teilzylinderbetriebes größer gesetzt als das Ausmaß der entsprechenden Zurücknahmewinkelkorrektur, so daß bei einem Abfall der Leerlaufdrehzahl die Leerlaufdrehzahl mit einem guten Ansprechvermögen erhöht werden kann, um ein Fehlverhalten des Motors zu vermeiden. Deswegen kann auch die Leerlaufdrehzahl mit einem gute Ansprechvermögen konstant gehalten werden.
Beim Umschalten von dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb während des Leerlaufs kann das Umschalten in den Teilzylinderbetrieb nach Erhöhung der Ansaugluftmenge durchgeführt werden, um die Motordrehzahl zu erhöhen, und diese Erhöhung der Motordrehzahl wird außerdem dadurch unterstützt, daß eine Korrektur des Zündzeitpunkts verhindert wird, die zur Verringerung eines Drehmomentstoßes aufgrund der Erhöhung der Motordrehzahl durchgeführt wird. Hierdurch ist es möglich, einen plötzlichen Abfall der Leerlaufdrehzahl zu verhindern, wenn der Betrieb in den Teilzylinderbetrieb geändert wird.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Wie obenstehend beschrieben wurde, kann die Erfindung Motordrehzahlen nach einem Umschalten zwischen einem Vollzylinderbetrieb und einem Teilzylinderbetrieb sofort konstant halten, indem die Betriebsweise, die zur Berechnung einer Zündzeitpunkt-Korrekturmenge durchgeführt wird, bei einem Umschalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb und/oder bei dem Teilzylinderbetrieb gesteuert wird, und außerdem kann die Leerlaufdrehzahl mit einem guten Ansprechvermögen durch Korrektur des Zündzeitpunkts konstant gehalten werden. Diese Erfindung ist deshalb für eine Verwendung in einem Steuersystem geeignet, das besonders unter Berücksichtigung des Leerlaufs eines Motors entwickelt wurde, der an einem Kraftfahrzeug angebracht werden kann und die Zufuhr von Kraftstoff zu einigen seiner Zylinder stoppen kann, um einen Teilzylinderbetrieb in einem bestimmten Betriebszustand durchzuführen

Claims

1. Steuersystem für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor (E), bei dem wenigstens während des Leerlaufs zwischen einem Vollzylinderbetrieb, in dem alle Zylinder in Betrieb sind, und einem Teilzylinderbetrieb umgeschaltet wird, in dem einige Zylinder abgeschaltet sind, und die Zündzeitpunkte auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors gesteuert werden, mit:

- einer Einrichtung (151) zur Berechnung von Grundzündzeitpunkten auf der Basis der Last an dem Verbrennungsmotor (E) und der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors E;

- einer Einrichtung (152) zur Berechnung der Differenz zwischen einer geglätteten Motordrehzahl, die durch eine Glättung von Motordrehzahlen des Verbrennungsmotors erhalten wurde, und der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors;

- einer Einrichtung (153) zur Berechnung einer Zündzeitpunkt-Korrekturmenge auf der Basis der Differenz und eines vorher bestimmten Korrekturverstärkungsfaktors (Kinj) wenigstens während des Leerlaufs;

- einer Zündzeitpunktkorrektur-Steuereinrichtung (154) zur Veränderung des vorher bestimmten Korrekturverstärkungsfaktors (Kinj) beim Schalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb, so daß die Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zur Zeit des Teilzylinderbetriebs größer eingestellt ist als zur Zeit des Vollzylinderbetriebs;

- einer Einrichtung (155) zur Berechnung von Sollzündzeitpunkten auf der Basis der Grundzündzeitpunkte und der Zündzeitpunkt-Korrekturmenge, und

- einer Einrichtung (156) für einen Antrieb von Zündtreibereinrichtungen (23, 36, 241, 251) für die jeweiligen Zylinder in dem Verbrennungsmotor (E) zu den Sollzündzeitpunkten.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Zündzeitpunktkorrektur-Steuereinrichtung (154) so aufgebaut ist, daß sie den vorher bestimmten Korrekturverstärkungsfaktor so verändert, daß der absolute Wert einer frühseitigen Zündzeitpunkt-Korrekturmenge zur Zeit des Teilzylinderbetriebs größer eingestellt ist als eine spätseitige Zündzeitpunkt-Korrekturmenge

3. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zündzeitpunkt-Korrektureinrichtung (154) so ausgebildet ist, daß sie die Zündzeitpunkt-Korrekturmengenberechnungseinrichtung (153) beim Schalten zwischen dem Vollzylinderbetrieb und dem Teilzylinderbetrieb im wesentlichen außer Betrieb setzt.

4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Leerlaufdrehzahl in dem Teilzylinderbetrieb schneller eingestellt wird als in dem Vollzylinderbetrieb.

5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das außerdem eine Einrichtung (4) für eine zeitweilige Erhöhung der Ansaugluftmenge zu dem Verbrennungsmotor (E) nach dem Schalten aus dem Vollzylinderbetrieb in den Teilzylinderbetrieb umfaßt.