DE10137851B4 - Kraftstoffeinspritzregelsystem für einen direkt einspritzenden Motor - Google Patents

Kraftstoffeinspritzregelsystem für einen direkt einspritzenden Motor Download PDF

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Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11), der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit:
einer Einstelleinrichtung (106–110) für ein erforderliches Drehmoment zum Einstellen eines erforderlichen Drehmoments; und
einer Umschalteinrichtung (121) zum Umschalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart, wenn ermittelt wird, dass eine Kraftstoffeinspritzzeit (TAU) durch ein Kraftstoffeinspritzventil (28) kürzer als ein Minimalwert (TAUmin) der Kraftstoffeinspritzzeit ist, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil (28) eine stabile Kraftstoffeinspritzung durchführt, basierend darauf, dass ein durch die Einstelleinrichtung (101) für das erforderliche Drehmoment eingestelltes erforderliches Drehmoment niedriger als ein unterer Grenzwert bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzregelsystem eines direkt einspritzenden Motors.
  • Herkömmlich wird Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingespritzt, ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch wird nur in der Umgebung einer Zündkerze bei einem Verbrennungshub erzeugt und eine schichtgeladene Verbrennung wird ausgeführt. Bei einer derartigen herkömmlichen Regelung wird bei einer Anforderung einer Schubabschaltung oder Kraftstoffabsperrung die Kraftstoffeinspritzmenge von normalen Betriebszuständen auf Null eingestellt, so dass ein Drehmomentstoß auftritt. Auch nach der Wiederherstellung von einer Kraftstoffabsperrung tritt ein Drehmomentstoß auf, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge auf ein Solldrehmoment eingestellt wird.
  • Aus dem Dokument US 6026779 A ist ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor bekannt, der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit einer Einstelleinrichtung für ein erforderliches Drehmoment zum Einstellen eines erforderlichen Drehmoments, und einer Umschalteinrichtung zum Umschalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart.
  • Gemäß dem Dokument JP H03-70 836 A wird bei einer Brennkraftmaschine, die bei einer gleichförmigen oder homogenen Verbrennung geregelt wird, bei dem Ermitteln einer Wiederzuführmenge des Kraftstoffs nach der Wiederherstellung von einer Kraftstoffabsperrung durch Vermindern einer Einspritzmenge, Verzögern der Zündung und dergleichen ein Drehmomentstoß nach der Wiederherstellung von der Kraftstoffabsperrung unterdrückt.
  • Das Dokument JP H09-21 369 A widmet sich dem Problem, dass die Kraftstoffeinspritzmenge nicht mit hoher Genauigkeit geregelt werden kann, wenn eine bei dem Unterdrücken des Drehmoments eingestellte Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, da die Kraftstoffeinspritzzeit kürzer wird. Wenn eine erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, wird eine Einspritzzeit durch Vermindern des Kraftstoffdrucks erhöht. Auf diese Weise wird die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeit erzielt.
  • Wenn jedoch die in dem Dokument JP H03-70 836 A offenbarte Technik angewandt wird auf eine Brennkraftmaschine, die bei einer schichtgeladenen Verbrennung geregelt wird, wird die Einspritzzeit kürzer als ein unterer Grenzwert, bei dem die Eigenschaften einer Einspritzeinrichtung erzielt werden, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge nach der Wiederherstellung von einer Kraftstoffabsperrung vermindert wird, da die Kraftstoffeinspritzmenge ursprünglich klein ist für die Schichtladung. Wenn die Einspritzzeit kürzer als der untere Grenzwert wird, wird die Kraftstoffeinspritzzeit auf den unteren Grenzwert eingestellt, um die Einspritzeinrichtungseigenschaften zu erzielen. Insbesondere hängt ein Drehmoment bei der Betriebsart der schichtgeladenen Verbrennung von der Kraftstoffeinspritzmenge ab. Wenn die Kraftstoffeinspritzzeit auf den unteren Grenzwert eingestellt ist, ist es somit möglich, dass das erforderliche Drehmoment nicht erzielt werden kann und ein Drehmomentstoß auftritt.
  • Um die Kraftstoffeinspritzzeit zu erzielen, wird nach dem Dokument JP H09-21 369 A der Kraftstoffdruck vermindert und der Kraftstoff wird eingespritzt. Wenn jedoch der Kraftstoffdruck vermindert wird, wird der Partikeldurchmesser des Strahls größer und verschlechtert die Verbrennungseigenschaften. Somit besteht die Möglichkeit von Fehlzündungen oder Absterben des Motors. Des Weiteren benötigt es eine Zeit, den Kraftstoffdruck zu vermindern, so dass es unmöglich ist, den Kraftstoffdruck tatsächlich zu vermindern.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Kraftstoffeinspritzmengenregelsystems für einen direkt einspritzenden Motor, das in der Lage ist, das Auftreten von Drehmomentschwankungen und Fehlzündungen zu verhindern, selbst wenn eine Drehmomentreduktion gefordert wird bei der Betriebsart mit der schichtgeladenen Verbrennung.
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet, wenn ein erforderliches Drehmoment, das durch eine Einstelleinrichtung für das erforderliche Drehmoment eingestellt wird, niedriger als ein unterer Grenzwert wird bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart.
  • Wenn das erforderliche Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist, wird somit eine Regelung in der gleichförmigen Ladungsverbrennungsbetriebsart ausgeführt. Da bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart eine Regelung mit einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird, kann das erforderliche Drehmoment niedriger werden als der untere Grenzwert. Bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ist jedoch die Einspritzkraftstoffmenge größer als bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart. Deshalb fällt die Kraftstoffeinspritzmenge nicht unter den unteren Grenzwert und ein erforderliches Drehmoment wird verwirklicht. Bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart wird das erforderliche Drehmoment nicht durch die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, sondern durch eine Motorlast, wie beispielsweise ein Ansaugluftvolumen. Aus den zwei oben genannten Gründen wird die Regelung mit hoher Präzision ausgeführt.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Drehmoment durch eine Drehmomentunterdrückungseinrichtung unterdrückt, wenn eine Drehmomentunterdrückungsanforderung vor dem Ausführen einer Kraftstoffabsperrung durchgeführt wird unmittelbar nach der Wiederherstellung oder dergleichen bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart. Wenn dabei das durch die Unterdrückung des Drehmoments schließlich eingestellte Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist, wird die Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet.
  • Wenn das Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist, wird somit eine Regelung in der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ausgeführt. In jedem der Betriebszustände wird eine Regelung in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart mit einer kleineren Kraftstoffeinspritzmenge als der bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart durchgeführt. Wenn das Drehmoment durch die Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert wird, kann eine Anforderung einer Drehmomentunterdrückung nicht ausreichend erfüllt werden. Die Verbrennungsbetriebsart wird deshalb zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet. Bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart wird ein Drehmoment nicht durch die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt sondern in Übereinstimmung mit einer Last des Motors, wie beispielsweise einem Ansaugluftvolumen. Somit wird die Kraftstoffeinspritzmenge nicht niedriger als der untere Grenzwert und eine sehr genaue Regelung wird durchgeführt.
  • Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet, wenn in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart die Kraftstoffeinspritzzeit, die das erforderliche Drehmoment erfüllt, das eingestellt wird durch die Einstelleinrichtung für die erforderliche Einspritzzeit, kürzer ist als die untere Grenze der Einspritzzeit.
  • Durch diesen Vorgang kann, wenn die Kraftstoffeinspritzzeit kürzer als der untere Grenzwert ist, eine Regelung in der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ausgeführt werden. Da eine Regelung mit einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart durchgeführt wird, kann die Kraftstoffeinspritzzeit kürzer sein als der untere Grenzwert, bei dem die Kraftstoffeinspritzventilleistung erzielt wird. In der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ist die Einspritzkraftstoffmenge größer als die in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und bei gewöhnlichen Betriebszuständen wird die Kraftstoffeinspritzzeit nicht kürzer als der untere Grenzwert. In der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart wird das Drehmoment nicht durch die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, sondern in Übereinstimmung mit einer Last des Motors, wie beispielsweise einem Ansaugluftvolumen, so dass das Solldrehmoment verwirklicht werden kann und eine Steuerung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann.
  • Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine zweite Kraftstoffeinspritzzeit in Übereinstimmung mit einer Drehmomentunterdrückung eingestellt, wenn in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart eine Drehmomentunterdrückungsanforderung vor der Kraftstoffabsperrung, unmittelbar nach der Wiederherstellung oder dergleichen durchgeführt wird, um das Solldrehmoment zu erfüllen, indem eine erste Kraftstoffeinspritzzeit gekürzt wird. Wenn die zweite Kraftstoffeinspritzzeit kürzer als der untere Grenzwert ist, wird die Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart in die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet.
  • Selbst wenn die zweite Kraftstoffeinspritzzeit kürzer als der untere Grenzwert wird, um die Einspritzeinrichtungsleistung bei der Anforderung der Drehmomentunterdrückung zu erzielen, wird somit die Steuerung durchgeführt während die Verbrennungsbetriebsart in die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet wird. Da eine Steuerung in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart mit einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird, kann die Kraftstoffeinspritzzeit kürzer als der untere Grenzwert werden, bei dem die Kraftstoffeinspritzventilleistung erzielt wird. In der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ist die Einspritzkraftstoffmenge größer als die in der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und das Drehmoment wird nicht durch die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, sondern gemäß einer Last des Motors, wie beispielsweise einem Ansaugluftvolumen. Somit wird ein abschließendes Drehmoment verwirklicht, das der Anforderung der Drehmomentunterdrückung zugeteilt ist. Deshalb wird ein Drehmomentstoß unterdrückt.
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzregelsystems (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 2 zeigt einen Verlauf zum Wählen einer Verbrennungsbetriebsart auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und eines Solldrehmoments (erstes Ausführungsbeispiel)
  • 3 zeigt einen Verlauf von Grundeigenschaften eines Kraftstoffeinspritzventils (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 4 zeigt ein Regelblockschaltbild (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm der Regelung (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 6 zeigt ein Kennfeld, das verwendet wird zum Einstellen einer Grundkraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Solldrehmoments (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 7 zeigt ein Kraftstoffdruckkorrekturkennfeld zum Einstellen einer Korrekturmenge für einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffeinspritzventils (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Berechnen eines Zündverzögerungsbetrags und eines Einspritzverzögerungsbetrags (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 9 zeigt ein Diagramm, das verwendet wird zum Erhalten des Zündverzögerungsbetrags aus der Solleinspritzzeit (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 10 zeigt ein Diagramm, das verwendet wird zum Erhalten des Einspritzverzögerungsbetrags aus dem Zündverzögerungsbetrag (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Berechnen des Zündzeitpunkts (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Berechnen der Einspritzzeitgebung (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 13A bis 13E zeigen Zeitdiagramme (Stand der Technik);
  • 14A bis 14E zeigen Zeitdiagramme (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 15A bis 15D zeigen Zeitdiagramme einer Transportverzögerung eines Ansaugluftvolumens (erstes Ausführungsbeispiel); und
  • 16 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Schaltregelung (zweites Ausführungsbeispiel).
  • ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Eine schematische Konfiguration eines Motorregelsystems bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Bei dem obersten Strömungsteil einer Ansaugleitung 12 eines direkt einspritzenden Motors 11 ist ein Luftreiniger 13 vorgesehen. Bei der stromabwärtigen Seite des Luftreinigers 13 ist eine Drosselklappe 15 vorgesehen, deren Winkel durch einen Gleichstrommotor 14 (Drosselsteuereinrichtung) eingestellt wird. Wenn der Gleichstrommotor 14 angetrieben wird auf der Grundlage eines Ausgangssignals von einer elektronischen Regeleinheit des Motors 16 (die nachfolgend als ECU bezeichnet wird), wird der Winkel (Drosselwinkel) der Drosselklappe gesteuert und ein Volumen der Ansaugluft in jeden Zylinder hinein wird eingestellt in Übereinstimmung mit dem Drosselwinkel. In der Nähe der Drosselklappe 15 ist ein Drosselsensor 17 zum Erfassen des Drosselwinkels vorgesehen.
  • Bei der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 15 ist ein Windkessel 19 vorgesehen und ein Ansaugkrümmer 20 zum Einführen von Luft in jeden der Zylinder des Motors 11 hinein ist mit dem Windkessel 19 verbunden. Mit dem Ansaugkrümmer 20 von jedem Zylinder ist eine erste Ansaugbahn 21 und eine zweite Ansaugbahn 22 gekoppelt mit zwei Öffnungen 23, die in jedem der Zylinder des Motors 11 ausgebildet sind.
  • In der zweiten Ansaugbahn 22 von jedem Zylinder ist ein Drallsteuerventil 24 angeordnet. Das Drallsteuerventil 24 von jedem Zylinder ist mit einem Schrittmotor 26 gekoppelt über eine gemeinsame Welle 25. Durch Antreiben des Schrittmotors 26 auf der Grundlage eines Ausgangssignals von der ECU 16 wird der Winkel des Drallsteuerventils 24 gesteuert und die Stärke des Dralls in jedem Zylinder wird eingestellt in Übereinstimmung mit dem Winkel. Bei dem direkt einspritzenden Motor wird das Drallsteuerventil 24 bei der Öffnungsseite gesteuert, um das Ansaugluftvolumen bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart zu gewährleisten, und wird geschlossen zum Einspritzen von Kraftstoff in der Umgebung der Zündkerze bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, wodurch ein Drall erzeugt wird. An dem Schrittmotor 26 ist ein Drallsteuerventilsensor 27 angebracht zum Erfassen des Winkels des Drallsteuerventils 24.
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil 28 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder ist an dem oberen Teil von jedem der Zylinder des Motors 11 angebracht. Der von einem Kraftstofftank 43 zu einer Kraftstoffzuführleitung 30 gelieferte Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 29 hindurch wird durch das Kraftstoffeinspritzventil 28 von jedem Zylinder in den Zylinder direkt eingespritzt und mit einer Ansaugluft gemischt, die von der Ansaugöffnung 23 eingeführt wird, wodurch ein Luftkraftstoffgemisch erzeugt wird.
  • Des Weiteren ist in dem Zylinderkopf des Motors 11 eine (nicht gezeigte) Zündkerze für jeden Zylinder angebracht und das Luftkraftstoffgemisch in dem Zylinder wird durch eine Funkenabgabe von jeder Zündkerze gezündet. Ein Zylinderermittlungssensor 32 erzeugt einen Ausgangsimpuls, wenn ein spezifischer Zylinder (beispielsweise der erste Zylinder) einen oberen Totpunkt des Ansaugtakts (Ansaug-OT) erreicht. Ein Kurbelwinkelsensor 33 erzeugt einen Ausgangsimpuls jedes Mal, wenn die Kurbelwelle des Motors 11 sich um einen vorgegebenen Winkel (beispielsweise 30 DEG KW) dreht. Durch die Ausgangsimpulse werden der Kurbelwinkel und die Motordrehzahl Ne erfasst, um die Zylinderbestimmung durchzuführen.
  • Ein von den Auslassöffnungen 35 in den Motor 11 abgegebenes Abgas wird in einer einzelnen Abgasleitung 37 über einen Abgaskrümmer 36 zusammengeführt. In der Abgasleitung 37 sind ein Dreiwegekatalysator 38 zum Behandeln des Abgases, welches ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis hat, und ein NOx-Katalysator 39 der NOx-Adsorptionsart in Reihe angeordnet. Der NOx-Katalysator 39 adsorbiert NOx aus dem Abgas während eines mageren Betriebs, bei dem die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu der fetten Seite hin umgeschaltet wird, und die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas sich vermindert, reduziert der NOx-Katalysator 39 die adsorbierten NOx und gibt die reduzierten NOx ab.
  • Zwischen der stromaufwärtigen Seite des Dreiwegekatalysators 38 in der Abgasleitung 37 und dem Windkessel 19 ist eine EGR-Leitung 40 verbunden zum Rückführen eines Teil des Abgases in ein Luftansaugsystem. Innerhalb der EGR-Leitung 40 ist ein EGR-Ventil 41 vorgesehen. Der Winkel des EGR-Ventils 41 wird gesteuert auf der Grundlage eines Ausgangssignals von der ECU 16 und die EGR-Menge wird in Übereinstimmung mit dem Winkel eingestellt. Ein Gaspedal 18 ist mit einem Gaspedalsensor 42 zum Erfassen der Gaspedalposition versehen.
  • Zwischen einem Behälter 44 zum Adsorbieren von Dampf aus dem Kraftstofftank 43 und der Ansaugleitung 12 ist des weiteren eine Spülleitung 45 zum Spülen (Abgeben) des adsorbierten Kraftstoffdampfs in das Luftansaugsystem hinein angeschlossen. Ein Spülventil 46 zum Einstellen eines Volumens (Spülvolumen) des Kraftstoffdampfes, das zu dem Luftansaugsystem in Übereinstimmung mit seinem Winkel gespült wird, ist innerhalb der Spülleitung 45 vorgesehen.
  • Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren werden zu der ECU 16 zugeführt. Die ECU 16 umfasst hauptsächlich einen Mikrocomputer. Gemäß einem in einem eingebauten ROM (Speichermedium) gespeichertem Steuerprogramm auf der Grundlage der Ausgänge der verschiedenen Sensoren steuert die ECU 16 die Betriebe des Gleichstrommotors 14, des Schrittmotors 26, des Kraftstoffeinspritzventils 28, der Zündkerze, des EGR-Ventils 41 und des Spülventils 46.
  • Die ECU 16 schaltet eine Verbrennungsbetriebsart um zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart in Übereinstimmung mit einer Verbrennungsbetriebsartschaltanweisung während dem Betrieb des Motors 11. Bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart wird eine kleine Kraftstoffmenge direkt in einen Kompressionshub hinein eingespritzt, wobei ein fetteres Gemisch als bei anderen Abschnitten teilweise in der Umgebung der Zündkerze erzeugt wird und ein mageres Gemisch verbrannt wird. Bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Umgebung des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder etwas fetter als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, wobei der Kraftstoff in einem Ansaughub eingespritzt wird und das gleichförmige Gemisch verbrannt wird.
  • Steuerblöcke, die durch die ECU 16 durchgeführt werden, werden nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Zuerst wird ein erforderliches Drehmoment aus zwei Parametern der Gaspedalposition und der Motordrehzahl Ne eingestellt durch eine Einstelleinheit 50 für ein erforderliches Drehmoment. Das erforderliche Drehmoment kann eingestellt werden unter Verwendung eines zweidimensionalen Kennfelds der Gaspedalposition und der Motordrehzahl Ne oder durch einen arithmetischen Vorgang. In einer Berechnungseinheit 51 für einen Drehmomentreduktionsbetrag wird ein erforderlicher Drehmomentreduktionsbetrag gemäß den Betriebsbedingungen eingestellt auf der Grundlage einer Kraftstoffabsperr(F/C)-Vor/-Nachverarbeitungsanforderungseinheit 52, einer Traktionsreduktionsanforderungseinheit 53, einer Schaltanforderungseinheit 54 und dergleichen. Ein Solldrehmoment wird aus einem Drehmoment eingestellt, das durch die Einstelleinheit 50 für das erforderliche Drehmoment und einem Drehmoment eingestellt wird, das durch die Berechnungseinheit 51 für den Drehmomentreduktionsbetrag und zugeführt zu einer Verbrennungsbetriebsart-Einstelleinheit 55 eingestellt wird.
  • In der Verbrennungsbetriebsart-Einstelleinheit 55 wird entweder die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart oder die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart auf der Grundlage des eingestellten Solldrehmoments eingestellt. Ein Einstellverfahren, wie beispielsweise ein Verfahren zum Einstellen der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart oder der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart aus einem Kennfeld auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und dem Solldrehmoment kann verwendet werden, wie in 2 gezeigt ist. Anstelle des Drehmoments kann die Kraftstoffeinspritzmenge oder die Kraftstoffeinspritzzeit verwendet werden. Wenn die Verbrennungsbetriebsart auf eine derartige Weise eingestellt ist und beispielsweise die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart gewählt wird, wandelt die Einstelleinheit 56 für die Einspritzmenge das eingestellte Solldrehmoment in die Kraftstoffeinspritzmenge um. In einer Einstelleinheit 57 für die Einspritzzeit wird die durch die Einstelleinheit 56 für die Kraftstoffeinspritzmenge eingestellte Kraftstoffeinspritzmenge umgewandelt in eine Kraftstoffeinspritzzeit auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks. Des Weiteren wird die Einspritzzeit mit TAUmin verglichen, um zu ermitteln, ob die Einspritzzeit länger als TAUmin ist oder nicht. Wie in 3 gezeigt ist, bezeichnet TAUmin den minimalen Wert der Kraftstoffeinspritzzeit, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 28 eine stabile Kraftstoffeinspritzung durchführt.
  • Wenn die Kraftstoffeinspritzzeit TAU durch das Kraftstoffeinspritzventil 28 kürzer als TAUmin ist, wird die Verbrennungsbetriebsart wieder durch die Einstelleinheit 55 für die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet und die Kraftstoffeinspritzmenge für die gleichförmige Verbrennung wird berechnet durch die Einstelleinheit für die Einspritzmenge 56. Durch eine Parametereinstelleinheit 58 werden Steuerparameter der Einspritzzeitgebung, des Drosselwinkels, des EGR Ventils 41, eines variablen Ventilsteuerzeitmechanismus und dergleichen eingestellt. Die Parameter werden von einer Ausgangsstufe 59 abgegeben.
  • Die Kraftstoffeinspritzregelung, die durch die Steuerblöcke gezeigt ist, wird detailliert unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 5 beschrieben. In dem Ablaufdiagramm von 5 werden zunächst beim Schritt 101 die Motordrehzahl Ne und das erforderliche Drehmoment aufgerufen und das Programm schreitet zum Schritt 102 fort. Beim Schritt 101 ist es auch möglich, das erforderliche Drehmoment und einen Drehmomentreduktionsbetrag abzurufen, wie durch die Steuerblöcke in 4 gezeigt ist, und das Solldrehmoment abzuleiten, das schließlich aus den beiden Drehmomenten bestimmt wird.
  • Beim Schritt 102 wird auf der Grundlage der abgerufenen Motordrehzahl Ne und des Solldrehmoments die Verbrennungsbetriebsart aus dem Kennfeld eingestellt, das in 2 gezeigt ist. Wenn eine Last hoch ist, wird als die Verbrennungsbetriebsart die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart eingestellt. Wenn eine Last niedrig ist, wird die schichtgeladene Verbrennungsbetriebsart eingestellt.
  • Beim Schritt 103 wird die Verbrennungsbetriebsart bestimmt, die wie vorstehend beschrieben eingestellt wird. Wenn die Betriebsart als die schichtgeladene Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird, schreitet das Programm zum Schritt 104 fort. Wenn andererseits die Betriebsart als die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird, schreitet das Programm zum Schritt 110 fort.
  • Beim Schritt 104 wird die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge kann durch das Kennfeld eingestellt werden, das erhalten wird aus der Motordrehzahl Ne und dem Solldrehmoment, wie in 6 gezeigt ist, oder kann berechnet werden durch einen arithmetischen Vorgang. Nach dem Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge auf eine derartige Weise schreitet das Programm zum Schritt 105 fort, wobei die Kraftstoffeinspritzzeit TAU berechnet wird. Bei der Berechnung der Kraftstoffeinspritzzeit TAU wird eine Korrektur unter Verwendung des Kraftstoffdrucks durchgeführt, da die Kraftstoffeinspritzmenge von dem Kraftstoffdruck abhängt. Ein Kraftstoffdruckkorrekturfaktor wird so eingestellt, dass je höher der Kraftstoffdruck ist, umso kürzer die Kraftstoffeinspritzzeit TAU ist, wie in 7 gezeigt ist, und je niedriger der Kraftstoffdruck ist, umso länger die Kraftstoffeinspritzzeit TAU ist. Angesichts der Kraftstoffdruckkorrektur, der Eigenschaften der Einspritzeinrichtung und der ungültigen Einspritzzeit wird eine Kraftstoffeinspritzmenge TAU berechnet (= (Qstrt × Einspritzeigenschaften + ungültige Einspritzzeit) × Kraftstoffdruckkorrekturfaktor).
  • Beim Schritt 106 wird bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzzeit, die wie vorstehend beschrieben berechnet wird, länger als TAUmin ist oder nicht. Wenn die Kraftstoffeinspritzzeit TAU länger als TAUmin ist, um eine Steuerung bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart auszuführen, schreitet das Programm zum Schritt 107 fort. Da es beim Schritt 107 unnötig ist, die Verbrennungsbetriebsart umzuschalten, wird die TAUmin Schaltanforderung gelöscht (ausgeschaltet), die Steuerung wird bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart beim Schritt 108 ausgeführt und die Routine wird beendet.
  • Wenn andererseits die Kraftstoffeinspritzzeit TAU kürzer als TAUmin ist beim Schritt 106, wenn die Kraftstoffeinspritzzeit TAU durch TAUmin reguliert wird, weicht das Drehmoment von dem Solldrehmoment ab und die Fahrbarkeit verschlechtert sich. Um deshalb die Betriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umzuschalten, wird eine Anforderung durchgeführt (eingeschaltet) zum Umschalten von TAUmin für die gleichförmige Verbrennung, um TAUmin für die gleichförmige Verbrennung beim Schritt 109 einzurichten, und das Programm schreitet zum Schritt 110 fort.
  • Um beim Schritt 110 eine Steuerung bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart auszuführen, wie herkömmlich bekannt ist, wird die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart gewählt. Die Kraftstoffeinspritzmenge für die gleichförmige Verbrennung wird beim Schritt 111 berechnet und die Routine wird beendet. Die Kraftstoffeinspritzmenge für die gleichförmige Verbrennung wird berechnet auf der Grundlage der Betriebszustände, wie beispielsweise des Ansaugluftvolumens und der Motordrehzahl Ne. Da die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart eine größere Kraftstoffeinspritzmenge benötigt zum Füllen eines Zylinders in der Brennkraftmaschine mit einem gleichförmigen Luftkraftstoffgemisch im Vergleich mit der schichtgeladenen Verbrennung ungeachtet von TAUmin, ist das erforderliche Drehmoment erfüllt. Die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge für die gleichförmige Verbrennung kann ausgeführt werden beispielsweise mit einer herkömmlich bekannten Technik.
  • Ein Verfahren zum Einstellen des Zündverzögerungsbetrags SArtd und eines Einspritzverzögerungsbetrags AIrtd für eine Drehmomentunterdrückungssteuerung, die durch die TAUmin Schaltanforderung ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 8 beschrieben. Diese Routine wird separat von der Hauptroutine von 5 ausgeführt.
  • Zunächst wird beim Schritt 121 bestimmt, ob die TAUmin Schaltanforderung durchgeführt wird oder nicht (eingeschaltet). Wenn die TAUmin Schaltanforderung durchgeführt wird (eingeschaltet), schreitet das Programm zum Schritt 122 fort. Beim Schritt 122 wird bestimmt, ob der Schaltvorgang von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart beendet ist oder nicht. Die Ermittlung wird bei dem Zeitpunkt durchgeführt, bei dem die Betriebsart umgeschaltet wird von der schichtgeladenen Verbrennung zu der gleichförmigen Verbrennung. Wenn ermittelt wird, dass der Schaltvorgang noch nicht beendet ist, schreitet das Programm zum Schritt 122 fort, bei dem der Zündverzögerungsbetrag SArtd berechnet wird. Der Zündverzögerungsbetrag SArtd kann berechnet werden, wie beispielsweise in 9 gezeigt ist, auf der Grundlage eines Kennfelds, in dem sich der Zündverzögerungsbetrag SArtd erhöht, wenn sich TAU erhöht, oder auf der Grundlage eines arithmetischen Vorgangs. Nachdem der Zündverzögerungsbetrag SArtd wie vorstehend beschrieben berechnet ist, wird beim Schritt 124 ein Einspritzverzögerungsbetrag AIrtd auf ähnliche Weise berechnet. Dabei wird die Einspritzzeitgebung von dem Kompressionshub zu dem Ansaughub gewechselt. Der Einspritzverzögerungsbetrag kann berechnet werden, wie beispielsweise in 10 gezeigt ist, auf der Grundlage eines Kennfelds, in dem sich der Einspritzverzögerungsbetrag AIrtd erhöht, wenn sich der Zündverzögerungsbetrag SArtd erhöht, oder auf der Grundlage eines arithmetischen Vorgangs.
  • Eine Zündzeitpunktberechnungsroutine wird unter Verwendung des Ablaufdiagramms von 11 beschrieben. In der Routine wird der Zündzeitpunkt angesichts des Zündverzögerungsbetrags SArtd eingestellt, der in dem Ablaufdiagramm von 8 bezüglich des Grundzündzeitpunkts eingestellt ist.
  • Zunächst werden beim Schritt 131 die Motordrehzahl Ne und das Solldrehmoment gelesen und das Programm schreitet zum Schritt 132 fort. Beim Schritt 132 wird bestimmt, ob die momentane Verbrennungsbetriebsart die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart ist oder nicht. Wenn die momentane Verbrennungsbetriebsart als die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird, schreitet das Programm zum Schritt 133 fort. Beim Schritt 133 wird ein Grundzündzeitpunkt SAbase bestimmt durch ein Kennfeld für die schichtgeladenen Verbrennung, das aus der Motordrehzahl Ne und dem erforderlichen Drehmoment eingestellt wird, das beim Schritt 131 gelesen wird. Nach dem Einstellen des Grundzündzeitpunkts SAbase, wie vorstehend beschrieben ist, schreitet das Programm zum Schritt 134 fort. Da die Steuerung durchgeführt wird durch den Drosselwinkel und die Kraftstoffeinspritzmenge bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, wird 0 eingestellt als jeder der verschiedenen Korrekturfaktoren für den Zündzeitpunkt und das Programm schreitet zum Schritt 137 fort.
  • Wenn andererseits beim Schritt 132 bestimmt wird, dass die Verbrennungsbetriebsart die gleichförmige Verbrennungsbetriebsart ist, schreitet das Programm zum Schritt 135 fort, bei dem der Grundzündzeitpunkt SAbase eingestellt wird durch das Kennfeld für die gleichförmige Verbrennung, das bestimmt wird durch die Motordrehzahl Ne und das erforderliche Drehmoment, das beim Schritt 131 abgerufen wird. Beim Schritt 136 werden verschiedene Korrekturbeträge in Übereinstimmung mit einer Abweichung zwischen dem Sollluftkraftstoffverhältnis und einem Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und anderen verschiedenen Betriebsbedingungen eingestellt und das Programm schreitet zum Schritt 137 fort.
  • Beim Schritt 137 wird der Zündzeitpunkt SA (= SAbase + verschiedene Korrekturbeträge + SArtd) bei jeder aus der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart eingestellt. Beim Einstellen beim Schalten von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart, wenn die TAUmin Schaltanforderung durchgeführt wird, wird der Zündverzögerungsbetrag SArtd widergespiegelt, der beim Schritt 123 in dem Ablaufdiagramm in 8 eingestellt wird. Danach wird die Routine beendet.
  • Auf ähnliche Weise wird die Einspritzzeitgebungs-Berechnungsroutine unter Bezugnahme auf das in 12 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Bei der Routine wird angesichts des Einspritzzeitgebungs-Verzögerungsbetrags AIrtd, der durch das Ablaufdiagramm von 8 für die Grundeinspritzzeitgebung eingestellt wird, die Einspritzzeitgebung eingestellt.
  • Zunächst werden beim Schritt 141 die Motordrehzahl Ne und das Solldrehmoment eingelesen und das Programm schreitet zum Schritt 142 fort. Beim Schritt 142 wird ermittelt, ob die momentane Verbrennungsbetriebsart die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart ist oder nicht. Wenn die Verbrennungsbetriebsart als die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird, schreitet das Programm zum Schritt 143 fort. Beim Schritt 143 wird die Grundeinspritzzeitgebung AIbase bestimmt durch das Kennfeld für die schichtgeladenen Verbrennung, das aus der Motordrehzahl Ne und dem erforderlichen beim Schritt 141 eingelesenen Drehmoment eingestellt wird. Nach dem Einstellen der Grundeinspritzzeitgebung AIbase schreitet das Programm zum Schritt 144 fort. Da die Steuerung durchgeführt wird unter Verwendung des Drosselwinkels und der Kraftstoffeinspritzmenge bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, wird 0 als jeder der verschiedenen Korrekturfaktoren für die Einspritzzeitgebung eingegeben und das Programm schreitet zum Schritt 147 fort.
  • Wenn andererseits die Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird als eine gleichförmige Verbrennungsbetriebsart beim Schritt 142, schreitet das Programm zum Schritt 145 fort, bei dem die Grundeinspritzzeitgebung AIbase aus dem Kennfeld für die gleichförmige Verbrennung eingestellt wird, das bestimmt wird durch die Motordrehzahl Ne und das erforderliche Drehmoment, das beim Schritt 141 aufgerufen wird. Beim Schritt 146 werden verschiedene Korrekturbeträge in Übereinstimmung mit der Abweichung zwischen dem Sollluftkraftstoffverhältnis und dem Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den anderen verschiedenen Betriebsbedingungen eingestellt und das Programm schreitet zum Schritt 147 fort.
  • Beim Schritt 147 wird der Zündzeitpunkt AI (= AIbase + verschiedene Korrekturbeträge + AIrtd) bei jeder aus der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart eingestellt. Beim Einstellen beim Schalten von der schichtgeladenen Verbrennung zu der gleichförmigen Verbrennung, wenn die TAUmin Schaltanforderung durchgeführt wird, wird der Einspritzverzögerungsbetrag AIrtd widergespiegelt, der beim Schritt 124 in dem Ablaufdiagramm von 8 eingestellt wird, und die Routine wird beendet.
  • Eine derartige Steuerung wird beschrieben unter Verwendung des Zeitdiagramms von 14 im Vergleich mit dem Zeitdiagramm der herkömmlichen Technik von 13A bis 13E.
  • Als ein Beispiel wird die Verbrennungsbetriebsart als die schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart gesteuert, wie in 13E gezeigt ist, und eine Kraftstoffabsperranforderung wird durchgeführt in Übereinstimmung mit der Gaspedalposition. Die Kraftstoffabsperrung wird angefordert, wenn sich das Gaspedal in der vollständig geschlossenen Position befindet, ein Leerlaufschalter eingeschaltet ist und die Motordrehzahl gleich oder niedriger als eine vorgegebene Drehzahl ist.
  • 13A deutet die Gaspedalposition an. Wenn die Motordrehzahl Ne gleich oder niedriger als die vorgegebene Drehzahl wird in Übereinstimmung mit der Gaspedalposition, wie in 13B gezeigt ist, wird eine F/C-Marke eingestellt, die eine Kraftstoffabsperranforderung anzeigt, wie in 13D gezeigt ist. Wenn die F/C-Marke eingestellt ist, wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf 0 eingestellt, um dadurch den Kraftstoff abzusperren. Danach wird die F/C-Marke in 13D gelöscht. Dabei wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU kurz eingestellt, um den Drehmomentstoß durch eine Drehmomentunterdrückungsanforderung zu unterdrücken. Somit wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU kürzer als TAUmin, eine stabile Verbrennung kann nicht erzielt werden und es treten Fehlzündungen auf.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel werden durch Schalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart Fehlzündungen des Motors verhindert bei der Kraftstoffeinspritzzeit TAU, die herkömmlich kürzer als TAUmin ist. Dies wird unter Verwendung des Zeitdiagramms beschrieben, das in 14A bis 14E gezeigt ist (Beschreibung derselben Teile wie jene von 13A bis 13E wird nicht wiederholt).
  • Wie in 14D gezeigt ist, wenn die F/C-Marke gelöscht ist, wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU zunächst eingestellt. Wenn die Kraftstoffeinspritzzeit TAU kürzer als TAUmin ist, wird die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart, wie in 14E gezeigt ist. Da eine größere Kraftstoffmenge bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart eingespritzt wird im Vergleich mit der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU nicht kürzer als TAUmin. Wenn danach die Kraftstoffeinspritzzeit TAU beim Ausführen einer Steuerung bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart länger als TAUmin wird, wird die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart. Durch Durchführen der Steuerung, wie vorstehend beschrieben ist, wie in 14B gezeigt ist, fällt die Motordrehzahl Ne nicht ab aufgrund von Fehlzündungen oder dergleichen. Somit wird die Steuerung ausgeführt ohne Verursachen der Drehmomentschwankung.
  • Die in den Ablaufdiagrammen von 8, 11 und 12 gezeigten Steuerungen werden nun beschrieben unter Verwendung des Zeitdiagramms von 15A bis 15D. Wenn die Verbrennungsbetriebsartschaltanweisung geschaltet wird von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart, wie in 15A gezeigt ist, wird der Drosselwinkel zu der Schließseite hin gesteuert, wie in 15B gezeigt ist, in Übereinstimmung mit dem Schaltvorgang. Da die Drosselklappe 15 eingestellt ist bei einem fast vollständig offenen Zustand bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und gesteuert wird durch die Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die Betriebsart geschaltet wird zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart, muss die Drosselklappe 15 zu der geschlossenen Seite hin gesteuert werden. Das Ansaugluftvolumen hat jedoch eine Transportverzögerung von dem Drosselwinkel, so dass eine Verzögerung auftritt bei einem tatsächlichen Ansaugluftvolumen. Wenn die Verbrennungsbetriebsart bei diesem Zustand geschaltet wird, wird die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt mit einem höheren Ansaugluftvolumen als notwendig und ein Drehmomentstoß tritt auf. Durch Verzögern einer tatsächlichen Schaltzeitgebung, wie in 15C gezeigt ist, und Verzögern der Zündung und Einspritzung bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart in der Periode von der Anforderung des Schaltvorgangs der Betriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart bis zu dem Moment, wenn die Betriebsart tatsächlich umgeschaltet wird zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart, wird die Drehmomentschwankung unterdrückt.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Solldrehmoment schließlich durch die Solldrehmomenteinstelleinheit 55 aus dem erforderlichen Drehmoment, das durch die Einstelleinheit 50 für das erforderliche Drehmoment eingestellt wird, wie in dem Steuerblock von 4 gezeigt ist, und dem Drehmomentreduktionsbetrag eingestellt, der berechnet wird durch die Drehmoment-Reduktionsbetrags-Berechnungseinheit 51. Wenn die für das Solldrehmoment erforderliche Kraftstoffeinspritzzeit kleiner als TAUmin wird, wird die Verbrennungsbetriebsart umgeschaltet. Alternativ kann das Anforderungsdrehmoment unmittelbar beschränkt werden, das durch die Einstelleinheit 50 für das erforderliche Drehmoment eingestellt wird.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen die Funktionen der Einstelleinrichtung für das erforderliche Drehmoment und der Solldrehmoment-Einstelleinrichtung dem Schritt 101 in dem Ablaufdiagramm von 5. Die Funktion der Umschalteinrichtung entspricht dem Schritt 202 in dem Ablaufdiagramm von 8. Die Funktion der Drehmomentunterdrückungseinrichtung entspricht dem Schritt 101 in dem Ablaufdiagramm von 5. Die Funktionen der Einstelleinrichtung für die erforderliche Einspritzzeit und der Unterdrückungseinrichtung für die Einspritzzeit entsprechen den Schritten 101 und 105 in 5.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel, das in dem Ablaufdiagramm von 5 gezeigt ist, bezüglich dessen, dass eine Steuerung des Schaltvorgangs der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart ausgeführt wird, wenn das Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist. Das zweite Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben, wobei dieselben Schritten wie jene bei dem Ablaufdiagramm von 5 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind (und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt).
  • Die Motordrehzahl Ne und ein Drehmoment werden beim Schritt 101 eingelesen. Beim Schritt 102 wird die Verbrennungsbetriebsart gewählt. Beim Schritt 103 wird die gewählte Verbrennungsbetriebsart bestimmt. Wenn die gewählte Verbrennungsbetriebsart als eine gleichförmige Verbrennungsbetriebsart bestimmt wird, schreitet das Programm zum Schritt 110 fort. Wenn die Verbrennungsbetriebsart als eine schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart beim Schritt 103 bestimmt wird, wird beim Schritt 200 bestimmt, ob das beim Schritt 101 eingelesene Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist oder nicht. Der untere Grenzwert kann ein Drehmoment sein, bei dem die Kraftstoffeinspritzeigenschaften der Einspritzeinrichtung gewährleistet werden können bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, was in einem Kennfeld eingestellt ist oder durch einen arithmetischen Vorgang berechnet werden kann.
  • Das beim Schritt 101 eingelesene Drehmoment wird verglichen mit dem unteren Grenzwert. Wenn das Drehmoment kleiner als der untere Grenzwert ist, schreitet das Programm zum Schritt 110 fort, um eine Steuerung bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu einer Steuerung bei der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart umzuschalten. Da die Vorgänge beim Schritt 110 und den folgenden Sehritten ähnlich wie jene des Ablaufdiagramms von 5 des ersten Ausführungsbeispiels sind, wird ihre Beschreibung nicht wiederholt. Wenn andererseits das Drehmoment größer als der untere Grenzwert ist, schreitet das Programm zum Schritt 104 fort. Beim Schritt 104 wird eine Kraftstoffeinspritzmenge berechnet auf der Grundlage des beim Schritt 101 gelesenen Drehmoments, um die Steuerung bei schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart durchzuführen und das Programm schreitet zum Schritt 105 fort. Beim Schritt 105 wird auf der Grundlage der beim Schritt 104 berechneten Kraftstoffeinspritzmenge die Kraftstoffeinspritzzeit berechnet und das Programm schreitet zum Schritt 108 fort. Beim Schritt 108 werden Parameter eingestellt, die notwendig sind für die Steuerung der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart, und die Routine wird beendet.

Claims (5)

  1. Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11), der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit: einer Einstelleinrichtung (106110) für ein erforderliches Drehmoment zum Einstellen eines erforderlichen Drehmoments; und einer Umschalteinrichtung (121) zum Umschalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart, wenn ermittelt wird, dass eine Kraftstoffeinspritzzeit (TAU) durch ein Kraftstoffeinspritzventil (28) kürzer als ein Minimalwert (TAUmin) der Kraftstoffeinspritzzeit ist, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil (28) eine stabile Kraftstoffeinspritzung durchführt, basierend darauf, dass ein durch die Einstelleinrichtung (101) für das erforderliche Drehmoment eingestelltes erforderliches Drehmoment niedriger als ein unterer Grenzwert bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart wird.
  2. Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11), der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit: einer Einstelleinrichtung (101) für ein erforderliches Drehmoment zum Einstellen eines erforderlichen Drehmoments; einer Drehmomentunterdrückungseinrichtung (101) zum Unterdrücken eines durch den Motor (11) erzeugten Drehmoments in Übereinstimmung mit einer Anforderung; einer Solldrehmoment-Einstelleinrichtung (101) zum Einstellen eines Solldrehmoments auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und einer Drehmomentunterdrückungsanforderung, die durch die Drehmomentunterdrückungseinrichtung (101) durchgeführt wird; und einer Umschalteinrichtung (106110) zum Umschalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart, wenn ermittelt wird, dass eine Kraftstoffeinspritzzeit (TAU) durch ein Kraftstoffeinspritzventil (28) kürzer als ein Minimalwert (TAUmin) der Kraftstoffeinspritzzeit ist, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil (28) eine stabile Kraftstoffeinspritzung durchführt, basierend darauf, dass das durch die Solldrehmoment-Einstelleinrichtung (101) eingestellte Solldrehmoment niedriger als ein unterer Grenzwert bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart wird.
  3. Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11), der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit: einer Einspritzimpuls-Einstelleinrichtung (105) zum Einrichten eines ersten Kraftstoffeinspritzimpulses auf der Grundlage eines erforderlichen Drehmoments; einer Reguliereinrichtung (106) für einen unteren Grenzwert zum Regulieren der Kraftstoffeinspritzzeit durch eine vorgegebene untere Grenze der Einspritzzeit, wenn der Kraftstoffeinspritzimpuls kürzer als die untere Grenze des Einspritzimpulses ist; und einer Schalteinrichtung (106110) zum Schalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Ladungsverbrennungsbetriebsart, wenn ein durch die Einstelleinrichtung für den erforderlichen Einspritzimpuls (105) eingerichteter Kraftstoffeinspritzimpuls kürzer wird als die untere Grenze der Einspritzzeit bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart.
  4. Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11), der Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, welches umschaltet zwischen einer schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart, mit: einer ersten Einspritzzeit-Einstelleinrichtung (105) zum Einrichten einer ersten Kraftstoffeinspritzzeit auf der Grundlage eines erforderlichen Drehmoments; einer Einspritzzeitverkürzungseinrichtung (105), wenn eine Drehmomentunterdrückungsanforderung durchgeführt wird bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zum Einrichten eines zweiten Kraftstoffeinspritzimpulses durch Verkürzen des ersten Kraftstoffeinspritzimpulses, der eingerichtet ist durch die erste Einspritzzeit-Einstelleinrichtung (105), um das Erzeugen eines Drehmoments zu unterdrücken; und einer Schalteinrichtung (106110) zum Schalten der Verbrennungsbetriebsart von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Ladungsverbrennungsbetriebsart, wenn der zweite Kraftstoffeinspritzimpuls kürzer wird als die untere Grenze der Einspritzzeit bei der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart.
  5. Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen direkt einspritzenden Motor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches des Weiteren Folgendes aufweist: eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (123) zum Steuern eines Zündzeitpunkts; und eine Einspritzzeitgebungs-Steuereinrichtung (124) zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung, wobei die Schalteinrichtung (106110) den durch die Zündzeitpunktsteuereinrichtung (123) gesteuerten Zündzeitpunkt und die durch die Einspritzzeitgebungs-Steuereinrichtung (124) gesteuerte Kraftstoffeinspritzzeitgebung verzögert während dem Umschalten von der schichtgeladenen Verbrennungsbetriebsart zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart.
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