DE10139058A1 - Steuer/Regelsystem und Verfahren für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Steuer/Regelsystem und Verfahren für einen Verbrennungsmotor

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DE10139058A1
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Toru Kimura
Yutaka Kohda
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Abstract

Ein Steuer/Regelsystem und Verfahren für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylinder-Kraftstoffeinspritztyps sind vorgesehen, welche geeignet sind, eine während eines Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzende Kraftstoffmenge und eine Periodendauer dieses Modus geeignet so zu bestimmen, dass eine stabile Verbrennung und glatter Übergang zwischen Verbrennungsmodi sichergestellt sind, um auf diese Weise eine ausgezeichnete Fahrbarkeit und Kraftstoffersparnis zu erreichen. Der Verbrennungsmodus des Motors wird zwischen einem homogenen Verbrennungsmodus, bei welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtverbrennungsmodus, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und dem Zweistufenkraftstoffeinpritzverbrennungsmodus umgeschaltet, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des Ansaugtakts und einmal während des Verdichtungstakts während des Übergangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird. Das Steuer/Regelsystem umfasst eine ECU und einen Kurbelwinkelsensor. Die ECU berechnet ein gefordertes Drehmoment PME, das von dem Motor gefordert wird und bestimmt, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als der Verbrennungsmodus des Motors ausgewählt werden sollte, basierend ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystem und ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylinder-Kraftstoffeinspritztyps, wobei der Motor betrieben wird, während ein Verbrennungsmodus davon zwischen einem homogenen Verbrennungsmodus, bei dem eine Kraftstoffeinsprit­ zung in jeden Zylinder während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtverbrennungsmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und einem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus umschaltet, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des An­ saugtakts und einmal während des Verdichtungstakts während eines Über­ gangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schicht­ verbrennungsmodus durchgeführt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlicherweise wurde ein Kraftstoffeinspritzsteuer/regelsystem der oben erwähnten Art beispielsweise durch die japanische Patentoffenle­ gungsschrift (Kokai) Nr. 11-82135 vorgeschlagen. Bei diesem Steuer/­ Regelsystem wird der Verbrennungsmodus des Motors aus dem Schicht­ verbrennungsmodus, dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsrnodus ausgewählt, abhängig von der Motordrehzahl und einem Solldrehmoment, und der Motor wird gesteu­ ert/geregelt, um in den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus überzugehen, wenn der Verbrennungsmodus zwischen dem Schichtver­ brennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, um Drehmomentstufen zu verringern. Bei dem Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus wird eine Endkraftstoffeinspritzmenge, welche die Gesamtsumme der zwei während des Verdichtungstakts bzw. während des Ansaugtakts einzuspritzenden Kraftstoffmengen ist, basierend auf der Ansaugluftmenge und der Motordrehzahl bestimmt und eine der zwei Mengen wird auf eine festgelegte Menge eingestellt, während die andere durch Subtrahieren der einen Menge (festgelegten Menge) von der End­ kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird. Dann wird die Kraftstoffeinsprit­ zung während des Verdichtungstakts und während des Ansaugtakts unter Verwendung der einen und der so bestimmten anderen Kraftstoffmenge durchgeführt.
Ein weiteres Steuer/Regelsystem derselben Art wird in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 11-93731 vorgeschlagen. Ein Ver­ brennungsmotor, in den dieses Steuer/Regelsystem eingebaut ist, umfasst ein Wirbelsteuer/regelventil zur Steuerung/Regelung eines Kraftstoffwirbels und ein EGR-Steuer/Regelventil zur Steuerung/Regelung der EGR-Rate. In diesem Steuer/Regelsystem wird ähnlich dem obigen Steuer/Regelsystem der Verbrennungsmodus des Motors aus dem Schichtverbrennungsmodus, dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus ausgewählt, abhängig von der Motordrehzahl und einer Sollkraftstoffeinspritzmenge (Solldrehmoment). Ferner wird der Motor gesteuert/geregelt, um in den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus überzugehen, wenn der Verbrennungsmodus zwischen dem Schichtverbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird und die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus wird basierend auf einer Differenz zwischen einem Sollwert des Wirbelsteuer/regelventilöffnungsgrads und einem tatsächlich erfassten Wert desselben bestimmt.
Noch ein anderes Steuer/Regelsystem derselben Art wurde in der japani­ schen Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 11-22508 vorgeschlagen. Ähnlich dem obigen Steuer/Regelsystem wählt dieses Steuer/Regelsystem auch den Schichtverbrennungsmodus oder den homogenen Verbrennungs­ modus abhängig von der Motordrehzahl und Motorlast aus und der Motor wird gesteuert/geregelt, um in den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus überzugehen, wenn der Verbrennungsmodus zwischen dem Schichtverbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird. In dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus wird das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (äquivalentes Verhält­ nis) progressiv zwischen einem fetten Wert für den homogenen Verbren­ nungsmodus und einem mageren Wert für den Schichtverbrennungsmodus unter Verwendung eines gewichteten Mittelwerts für das Soll-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis geändert. Ferner wird die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge in jeweilige Kraftstoffmengen für Einspritzungen während des Ansaugtakts und während des Verdichtungstakts so unterteilt, dass ein Verhältnis zwischen den geteilten Mengen auch progressiv geändert wird, um auf diese Weise Drehmomentstufen zu verringern.
Von den oben beschriebenen drei herkömmlichen Steuer/Regelsystemen setzt das zuerst erwähnte Steuer/Regelsystem eine der jeweiligen Kraft­ stoffmengen, die während des Verdichtungstakts und während des An­ saugtakts einzuspritzen sind, auf einen festen Wert in dem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus und wenn sich folglich ein Be­ triebszustand des Motors, insbesondere die Motordrehzahl, während dieses Modus geändert hat, wird der Strömungszustand der Luft innerhalb des Zylinders verändert, um die minimale Kraftstoffeinspritzmenge zu ändern, bei welcher eingespritzter Kraftstoff während des Verdichtungstakts gezün­ det werden kann, was manchmal die Ausbildung eines geeigneten Luft- Kraftstoff-Gemisches behindert. Als Ergebnis wird der Verbrennungszu­ stand des Motors instabil, um eine unerwünschte Veränderung der Motor­ leistung zu bewirken, welche die Fahrbarkeit und Kraftstoffersparnis her­ absetzt.
Wenn die EGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, hat die EGR-Rate im Allgemeinen einen wichtigen Einfluss auf die Verbrennung des Gemisches und es ist notwendig, die EGR-Rate passend zu steuern/regeln, um die Stabilität der Verbrennung des Motors sicherzustellen. Solange das von dem Motor geforderte Drehmoment gleich ist, werden im Allgemeinen auch der Öffnungsgrad eines Drosselventils und die durch das EGR-Steuer/Regel­ ventil eingestellte EGR-Rate auf jeweilige wesentlich größere Werte in dem Schichtverbrennungsmodus als in dem homogenen Verbrennungsmodus gesteuert/geregelt, sodass während des Übergangs von einem dieser Modi auf den anderen es Zeit benötigt, damit das EGR-Steuer/Regelventil, das für einen dieser Verbrennungsmodi auf einen Sollventilhubbetrag gesteuert/ge­ regelt wird, auf einen Sollventilhubbetrag für den anderen geändert wird. Das heißt, dass das EGR-Steuer/Regelventil das niedrigste Ansprechen aller Vorrichtungen besitzt, die unmittelbaren Bezug zur Kraftstoffverbrennung des Motors haben, und gleichzeitig den wichtigsten Einfluss darauf hat. Das als zweites erwähnte Steuer/Regelsystem bestimmt jedoch lediglich die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basie­ rend auf der Differenz zwischen dem Sollwert des Öffnungsgrads des Wirbelsteuer/regelventils und dem tatsächlich erfassen Wert desselben, sodass ein Mangel oder Übermaß der EGR-Rate infolge eines verzögerten Ansprechens des EGR-Steuer/Regelventils die Verbrennung nach der Been­ digung des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus instabil ma­ chen kann. Dies führt ähnlich dem Fall des erstgenannten Steuer/Regelsy­ stem zu einer herabgesetzten Kraftstoffersparnis und herabgesetzten Fahrbarkeit infolge unerwünschter Veränderungen der Motorleistung.
Ferner ändert das drittgenannte herkömmliche Steuer/Regelsystem nur progressiv das Soll-Luft-Krafstoff-Verhältnis in dem Zweistufenkraftstoff­ einsprützverbrennungsmodus zwischen dem fetten Wert, der für den homo­ genen Verbrennungsmodus geeignet ist, und dem mageren Wert, der für den Schichtverbrennungsmodus geeignet ist, sodass das tatsächlich er­ zeugte Drehmoment von einem Solldrehmoment abweichen kann, wenn ein Betriebszustand des Motors sich während des Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus geändert hat. Dies verursacht Drehmomentstufen bei der Beendigung des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, die zu einer herabgesetzten Fahrbarkeit führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Steuer/Regelsystem und ein Ver­ fahren für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die in der Lage sind, eine während eines Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzende Kraftstoffmenge und eine Periodendauer des Zweistufen­ kraftstoffverbrennungsmodus derart genau zu bestimmen, dass eine stabile Verbrennung und ein glatter Übergang zwischen den Verbrennungsmodi sichergestellt sind, um auf diese Weise eine ausgezeichnete Fahrbarkeit und Kraftstoffersparnis zu erreichen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfin­ dung ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylin­ der-Kraftstoffeinspritztyps vorgesehen, wobei der Motor betrieben wird, während ein Verbrennungsmodus davon zwischen einem homogenen Ver­ brennungsmodus, in welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtverbren­ nungsmodus, in welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder wäh­ rend eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und einem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus umgeschaltet wird, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des Ansaugtakts und einmal während des Verdichtungstakts während des Übergangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird.
Das Steuer/Regelsystem gemäß des ersten Aspekts der Erfindung ist da­ durch gekennzeichnet, dass es umfasst:
ein gefordertes-Drehmoment-Berechnungsmittel zur Berechnung eines geforderten Drehmoments, welches von dem Motor gefordert wird;
ein Motordrehzahlerfassungsmittel zur Erfassung einer Drehzahl des Motors;
ein Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel zur Bestimmung, basie­ rend auf dem berechneten geforderten Drehmoment, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als der Verbren­ nungsmodus ausgewählt sein sollte; und
ein Kraftstoffeinspritzmenge-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmenge, basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors.
Gemäß diesem Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmodus be­ stimmt das Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel basierend auf dem geforderten Drehmoment, das von dem Motor gefordert wird, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als der Verbren­ nungsmodus ausgewählt sein sollte. Wenn ferner der ausgewählte Ver­ brennungsmodus der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus ist, wird die während des Verdichtungstakts einzuspritzende Kraftstoffmenge durch das Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel basierend auf der Drehzahl des Motors, bestimmt. Dies ermöglicht es, die während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzmodus einzusprit­ zende Kraftstoffmenge auf den minimalen Wert zu setzen, in welchem der eingespritzte Kraftstoff gezündet werden kann, während eine durch eine Änderung der Drehzahl des Motors bewirkte Änderung der Luftströmung in dem Zylinder sogar dann berücksichtigt wird, wenn die Änderung der Luftströmung in dem Zylinder verursacht wird. Umgekehrt ist es möglich, solang wie möglich eine Kraftstoffeinspritzzeitperiode für den Ansaugtakt sicherzustellen, in welcher ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem leicht ent­ zündlichen Zustand erzeugt wird. Daher ist es möglich, eine stabile Ver­ brennung des in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus eingespritzten Kraftstoff und ausgezeichnete Kraftstoffersparnis und Fahr­ barkeit sicherzustellen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß einem zweiten Aspekt der Erfin­ dung ein Steuer-/Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor eines In- Zylinder-Kraftstoffeinspritztyps vorgesehen, wobei der Motor betrieben wird, während ein Verbrennungsmodus davon zwischen einem homogenen Verbrennungsmodus, in welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylin­ der während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtverbren­ nungsmodus, in welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder wäh­ rend eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und einem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus geschaltet wird, in welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des Ansaugtakts und einmal während des Verdichtungstakts während des Übergangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird.
Das Steuer/Regelverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst:
Berechnen eines geforderten Drehmoments, das von dem Motor gefordert wird;
Erfassen einer Drehzahl des Motors;
Bestimmen, basierend auf dem berechneten geforderten Drehmo­ ment, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schicht­ verbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus als der Verbrennungsmodus ausgewählt werden sollte; und
Bestimmen einer während des Verdichtungstakts in dem Zweistu­ fenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmen­ ge, basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors.
Dieses Steuer/Regelverfahren liefert dieselben vorteilhaften Effekte wie sie oben betreffend das Steuer/Regelsystem gemäß des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben sind.
Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Betriebszustands­ erfassungsmittel zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors, ein Speichermittel zum Speichern von Daten einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus und einer Kraftstoffeinspritzsteu­ erzeit für den Schichtverbrennungsmodus, die vorher in einer dem Betriebs­ zustand es Motors entsprechenden Weise gesetzt sind, und ein Kraftstoff­ einspritzsteuerzeitsetzmittel zum Setzen einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Ver­ brennungsmodus bzw. die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schicht­ verbrennungsmodus in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand des Motors.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Steuer/Regelsystems werden die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts und die während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus durch das Kraftstoffeinspritzsteuerzeit-Bestimmungsmittel auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungs­ modus und die für den Schichtverbrennungsmodus, die jeweils in dem Speichermittel gespeichert sind, in Abhängigkeit von dem erfassten Be­ triebszustand des Motors gesetzt. Dies ermöglicht es, die Kraftstoffein­ spritzung während des Ansaugtakts und die während des Verdichtungs­ takts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus mit jeweili­ gen geeigneten Steuerzeiten durchzuführen. Ferner ist es nicht notwendig, getrennt oder zusätzlich eine Vorrichtung zur Bestimmung dieser Kraftstoff­ einspritzsteuerzeiten in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus oder Software dafür bereitzustellen, sodass die Herstellungskosten in einem entsprechenden Ausmaß verringert werden können.
Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelverfahren ferner die Schritte, Daten einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus zu speichern, welche vorher in einer einem Betriebszustand des Motors entsprechenden Weise gesetzt sind, Erfassen des Betriebszustands des Motors und Setzen einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des An­ saugtakts und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Verdich­ tungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus bzw. die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus, ab­ hängig vom erfassten Betriebszustand des Motors.
Diese bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelverfahrens liefert dieselben vorteilhaften Effekte wie sie durch die entsprechende bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Zünd­ steuerzeit-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer Zündsteuerzeit für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, basierend auf der erfass­ ten Drehzahl des Motors und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus.
Wie vorangehend beschrieben, ist die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungs­ modus, während die Motordrehzahl einen wichtigen Einfluss auf die Stabili­ tät der Verbrennung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus hat. Der zu diesem Zeitpunkt eingespritzte Kraftstoff ist an der Zündung des gesamten eingespritzten Kraftstoffs beteiligt. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bestimmt das Zündsteuerzeit-Bestimmungsmittel die Zündsteuerzeit in dem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf der Motordrehzahl und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus. Dies ermöglicht es, die Zündsteuerzeit so einzustellen, dass eine stabile oder zuverlässige Zündung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmo­ dus sichergestellt werden kann, wodurch eine weitere stabile Verbrennung sichergestellt werden kann.
Besonders bevorzugt umfasst das Steuer/Regelverfahren ferner den Schritt, eine Zündsteuerzeit für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors und der Kraftstoff­ einspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus zu bestimmen.
Diese bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelverfahrens liefert dieselben vorteilhaften Effekte wie sie durch die entsprechende bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bereitgestellt werden.
Der Motor umfasst ein Einlasssystem und vorzugsweise umfasst das Steu­ er/Regelsystem ferner ein EGR-Steuer/Regelventil zum Steuern/Regeln einer EGR-Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem zurückgeführt werden, und ein Periodendauer-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Perioden­ dauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf einem Parameter, der das Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bestimmt das Periodendauer-Bestimmungsmittel die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus in Abhängigkeit von einem Parameter, der das Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt. Dies ermöglicht es, dass der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsrnodus fortgeführt wird, bis der tatsächliche Ventilhubbetrag des EGR-Steuer/Regelventils sich tatsächlich so geändert hat, dass er im We­ sentlichen gleich dem Sollventilhubbetrag des EGR-Steuer/Regelventils ist, der für einen Verbrennungsmodus folgend dem gegenwärtigen Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus gesetzt ist. Folglich kann die stabile Verbrennung nach der Beendigung des Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus sichergestellt werden, wodurch eine stabile Fahrbarkeit, bei der die Motorleistungsveränderung klein ist, sichergestellt werden kann. Da ferner die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus, wie oben beschrieben, bestimmt wird, kann sie auf die mini­ mal notwendige Zeitperiode verringert werden, wodurch die Herabsetzung der Kraftstoffersparnis verhindert werden kann.
Der Motor umfasst ein Einlasssystem und ein EGR-Steuer/Regelventil und vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelverfahren ferner die Schritte, eine EGR-Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem über das EGR-Steu­ er/Regelventil zurückgeführt werden, zu steuern/regeln und eine Perioden­ dauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf einem Parameter zu bestimmen, der ein Ansprechen des EGR-Steuer/Regel­ ventils anzeigt.
Diese bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelverfahrens liefert dieselben vorteilhaften Effekte, wie sie durch die entsprechende bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bereitgestellt werden.
Vorzugsweise setzt das Kraftstoffeinspritzmenge-Bestimmungsmittel die während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus einzuspritzende Kraftstoffmenge auf einen kleineren Wert, wenn die Drehzahl des Motors höher ist.
Vorzugsweise umfasst der Schritt der Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge das Setzen der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraft­ stoffmenge auf einen kleineren Wert, wenn die Drehzahl des Motors höher ist.
Höchst vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelsystem ein angewendeter- Modus-Änderungsmittel, um zu bewirken, dass eine Gesamtmenge an Kraftstoff für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus bei einer Einspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus eingespritzt wird, wenn eine Gesamtsumme aus der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmenge, die durch das Kraftstoffeinspritzmenge-Bestimmungs­ mittel bestimmt wird, und aus einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritz­ menge gleich oder kleiner als die gesamte Kraftstoffmenge ist.
Höchst vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelverfahren den Schritt, dass bewirkt wird, dass eine Gesamtmenge an Kraftstoff für den Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus bei einer Einspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus eingespritzt wird, wenn eine Gesamtsumme aus der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmenge, die durch den Schritt einer Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bestimmt wird, und aus einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge gleich oder kleiner als die gesamte Kraftstoffmenge ist.
Höchst vorzugsweise umfasst der homogene Verbrennungsmodus einen stöchiometrischen Verbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff- Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das gleich oder fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und einen Magerverbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und das Kraftstoffeinspritz­ steuerzeitsetzmittel setzt die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den stöchiometrischen Verbrennungs­ modus, wenn ein Verbrennungsmodus, der dem Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus vorausgeht, der stöchiometrische Verbrennungs­ modus ist und auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Magerverbren­ nungsmodus, wenn der Verbrennungsmodus, der dem Zweistufenkraft­ stoffeinspritzverbrennungsmodus vorausgeht, ein anderer als der stöchio­ metrische Verbrennungsmodus ist.
Höchst vorzugsweise umfasst der homogene Verbrennungsmodus einen stöchiometrischen Verbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff- Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das gleich oder fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und einen Magerverbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und der Schritt eines Setzens der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit ein Setzen der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den stöchiometri­ schen Verbrennungsmodus umfasst, wenn ein Verbrennungsmodus, der dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus vorausgeht, der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist, und auf eine Kraftstoffeinspritz­ steuerzeit für den Magerverbrennungsmodus, wenn der Verbrennungs­ modus, der dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus vor­ ausgeht, ein anderer als der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist.
Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelsystem ferner Betriebssteuer/regel­ wertesetzmittel zum Setzen wenigstens eines Soll-Luft-Kraftstoff-Verhält­ nisses, einer Soll-EGR-Rate, einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit und einer Einspritzsteuerzeit in Abhängigkeit des zur Auswahl bestimmten Verbren­ nungsmodus.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Steuer/Regelsystems setzt das Betriebssteuer/regelwertesetzmittel wenigstens ein Soll-Luft- Kraftstoff-Verhältnis, eine Soll-EGR-Rate, eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit und eine Zündsteuerzeit in Abhängigkeit des zur Auswahl bestimmten Verbrennungsmodus und daher ist es unter Verwendung dieser Parameter möglich, den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus und die Verbrennungsmodi vor und nach dem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus so zu steuern/regeln, dass das von dem Motor erzeugte Drehmoment gleich dem geforderten Drehmoment wird. Als ein Ergebnis ist es anders als beim Stand der Technik möglich, zu verhindern, dass Dreh­ momentstufen beim Start oder der Beendigung des Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus verursacht werden.
Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelverfahren ferner den Schritt, we­ nigstens ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine Soll-EGR-Rate, eine Kraft­ stoffeinspritzsteuerzeit und eine Zündsteuerzeit in Abhängigkeit des zur Auswahl bestimmten Verbrennungsmodus zu setzen.
Diese bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelverfahrens liefert dieselben vorteilhaften Effekte wie sie durch die entsprechende bevorzugte Ausführungsform des Steuer/Regelsystems bereitgestellt werden.
Der Motor umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraft­ stoffs in den Zylinder, wobei der Zylinder eine Deckwand aufweist, die zu einer Brennkammer weist, und vorzugsweise ist das Kraftstoffeinspritz­ ventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform können die vorteilhaften Effekte, welche durch das Steuer/Regelsystem und Verfahren gemäß den jeweiligen Aspekten der Erfindung und ihren oben beschriebenen bevor­ zugten Ausführungsformen bereitgestellt werden, in einer optimierten Weise erhalten werden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen ersichtlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Anordnung eines Verbrennungsmotors zeigt, in den ein Steuer/Regelsystem dafür gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist;
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Hauptprogramm für ein Kraft­ stoffeinspritzsteuer/regelverfahren zeigt, das von dem Steuer/Regelsystem der Fig. 1 ausgeführt wird;
Fig. 3 zeigt ein Kennfeld zur Verwendung bei der Bestimmung eines Wertes eines Monitors S_EMOD, der in einem Schritt S1 in Fig. 2 ver­ wendet wird;
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines stöchiometrischen Verbrennungsmodus-Steuer/Regelverfah­ rens zeigt, welches in einem Schritt S13 in Fig. 2 ausgeführt wird;
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Magerverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahrens zeigt, das in einem Schritt S14 in Fig. 2 ausgeführt wird;
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Schichtverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahrens zeigt, das in einem Schritt S15 in Fig. 2 ausgeführt wird;
Fig. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus-Steuer/­ Regelverfahrens zeigt, welches in einem Schritt S16 in Fig. 2 ausgeführt wird;
Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm für ein Tibase- Berechnungsverfahren zeigt, das in den Unterprogrammen in Fig. 4 bis Fig. 7 ausgeführt wird;
Fig. 9 ist ein Flussdiagram, das ein Unterprogramm für ein LCMD- Berechnungsverfahren zeigt, das in den Unterprogrammen in den Fig. 4 bis 7 ausgeführt wird;
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm für ein Kraftstoffeinspritzsteuerzeitberechnungsverfahren zeigt, das in den Unter­ programmen in den Fig. 4 bis 7 ausgeführt wird;
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer NE-ToutdbD-Tabelle;
Fig. 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Kraftstoffeinspritzbestimmungssteuerzeitberechnungsverfahr­ ens für einen stöchiometrischen Verbrennungsmodus zeigt, welcher in einem Schritt S132 in Fig. 10 ausgeführt wird;
Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer TW-IJTW-Tabelle;
Fig. 14 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Kraftstoffeinspritzbestimmungssteuerzeitberechnungsverfahr­ ens für einen Magerverbrennungsmodus zeigt, der in einem Schritt S135 in Fig. 10 ausgeführt wird;
Fig. 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Kraftstoffeinspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsver­ fahren für einen Schichtverbrennungsmodus zeigt, der in einem Schritt S136 in Fig. 10 ausgeführt wird;
Fig. 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines Kraftstoffeinspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsver­ fahrens für einen Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus zeigt, der in einem Schritt S140 in Fig. 10 ausgeführt wird;
Fig. 17 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines KCMD-Berechnungsverfahrens zeigt, das in einem Schritt S83 in Fig. 7 ausgeführt wird;
Fig. 18 ist ein Flussdiagramm, das ein Hauptprogramm zur Durch­ führung eines Kraftstoffeinspritzsteuerzeitsteuer/regelverfahrens zeigt;
Fig. 19 ist ein Flussdiagramm, das ein IGMAP-Berechnungsver­ fahren zeigt, das in einem Schritt S220 in Fig. 18 ausgeführt wird;
Fig. 20 ist ein Flussdiagramm, das ein IGMAPm-Abfrageverfahren für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus zeigt, das in einem Schritt S232 in Fig. 19 ausgeführt wird;
Fig. 21 ist ein Flussdiagramm, das ein IGMAPm-Abfrageverfahren für den Magerverbrennungsmodus zeigt, das in einem Schritt S234 in Fig. 19 ausgeführt wird;
Fig. 22 ist ein Flussdiagramm, das ein IGMAPm-Abfrageverfahren für den Schichtverbrennungsmodus zeigt, das in einem Schritt S235 in Fig. 19 ausgeführt wird;
Fig. 23 ist ein Flussdiagramm, das ein Korrekturtermberechnungs­ verfahren zeigt, das in einem Schritt S222 in Fig. 18 ausgeführt wird;
Fig. 24 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durch­ führung eines IGTWR-Berechnungsverfahrens zeigt, das in einem Schritt S285 in Fig. 23 ausgeführt wird;
Fig. 25 zeigt ein Beispiel einer TW-IGTWR-Tabelle zur Verwendung in einem IGTWR-Berechnungsverfahren in Fig. 24;
Fig. 26 ist ein Flussdiagramm, das eine Variation des IGTWR-Be­ rechnungsverfahrens zeigt, das in einem Schritt S285 in Fig. 23 ausge­ führt wird;
Fig. 27 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zur Durchführung eines Verbrennungsmodusübergangsbestimmungsverfahren zeigt; und
Fig. 28 ist ein Flussdiagramm, das eine Variation des Unterpro­ gramms zur Durchführung des Verbrennungsmodusübergangsbestimmungs­ verfahrens zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Erfindung wird nun detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform davon zeigen. Zuerst auf Fig. 1 bezugnehmend ist dort schematisch die Anordnung eines Steuer/Regelsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, umfasst das Steuer/Regelsystem 1 eine ECU 2. Die ECU 2 führt ein Kraftstoffeinspritz­ steuer/regelverfahren, ein Einspritzsteuerzeitssteuer/regelverfahren und ein Verbrennungsmodusübergangsbestimmungsverfahren für den Verbren­ nungsmotor 3 (nachfolgend einfach als "der Motor 3" bezeichnet) durch.
Der Motor 3 ist ein Reihenvierzylinderbenzinmotor eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugs. Der Motor 3 besitzt vier Zylinder (von denen nur einer gezeigt ist), in jedem von denen eine Brennkammer 3c zwischen dem Kol­ ben 3a und einem Zylinderkopf 3b ausgebildet ist. Der Kolben 3a ist in einen mittleren Abschnitt einer Oberfläche davon mit einer Ausnehmung 3d versehen. Der Zylinderkopf 3b weist ein Kraftstoffeinspritzventil 4 (nachfol­ gend einfach als "der Einspritzer 4" bezeichnet) und eine Zündkerze 5 auf, die darin so angebracht ist, dass sie zur Brennkammer 3c weist. Der Motor 3 ist ein sogenannter In-Zylinder-Kraftstoffeinspritztyp, bei dem Kraftstoff direkt in die Brennkammer 3c eingespritzt wird.
Der Einspritzer 4 ist in einem mittleren Abschnitt einer Deckwand der Brennkammer 3c angeordnet und mit einer Hochdruckpumpe 4b über eine Kraftstoffleitung 4a verbunden. Kraftstoff wird durch die Hochdruckpumpe auf einen hohen Druck gebracht und dann dem Einspritzer 4 in einem durch einen nicht gezeigten Regler geregelten Druckzustand zugeführt. Der Kraft­ stoff wird von dem Einspritzer 4 auf die Ausnehmung 3d des Kolbens 3a zu eingespritzt und trifft die Oberfläche des Kolbens 3a einschließlich der Ausnehmung 3d, um Kraftstoffjets auszubilden. Insbesondere in einem Schichtverbrennungsmodus, auf den nachfolgend Bezug genommen wird, trifft das meiste des durch den Einspritzer 4 eingespritzten Kraftstoffs die Ausnehmung 3d, um Kraftstoffjets auszubilden.
Ein Kraftstoffdrucksensor 20 ist in einem Abschnitt der Kraftstoffleitung 4a an einem Ort in der Nähe des Einspritzers 4 angebracht. Der Kraftstoff­ drucksensor 20 erfasst einen Kraftstoffdruck PF des durch den Einspritzer 4 eingespritzten Kraftstoffs und liefert ein Signal, das den erfassten Kraft­ stoffdruck PF anzeigt, an die ECU 2. Ferner ist der Einspritzer 4 elektrisch mit der ECU 2 verbunden und eine Endkraftstoffeinspritzzeitperiode Tout (d. h. Kraftstoffeinspritzmenge), während der der Einspritzer 4 offen ist, und eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj (d. h. eine Ventilöffnungssteuerzeit und eine Ventilschließsteuerzeit des Einspritzers 4) werden durch ein von der ECU 2 dem Einspritzer 4 zugeführtes Treibersignal gesteuert/geregelt, wie nachfolgend beschrieben.
Die Zündkerze 5 ist auch mit der ECU 2 verbunden und eine Hochspannung wird an die Zündkerze 5 bei einer Zündsteuerzeit IG, die durch ein von der ECU 2 geliefertes Treibersignal bezeichnet ist, zur elektrischen Entladung angelegt, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 3c verbrannt wird.
Der Motor 3 ist ein DOHC-Typ und umfasst eine Einlassnockenwelle 6 und eine Auslassnockenwelle 7. Die Einlass- und die Auslassnockenwelle 6 und 7 besitzen Einlassnocken 6a bzw. Auslassnocken 7a zum Öffnen und Schließen der Einlassventile 8 und Auslassventile 9. Die Einlass- und die Auslassnockenwelle 6, 7 sind mit einer Kurbelwelle 3e über einen nicht gezeigten Steuerriemen verbunden und jede dreht einmal für jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 3e. Die Einlassnockenwelle 6 ist an einem Ende davon mit einem Nockenphasenänderungsmechanismus (nachfolgend als "VTC" bezeichnet) 10 versehen.
Der VTC 10 wird durch Öldruck angetrieben, um kontinuierlich oder stufen­ los den Phasenwinkel (nachfolgend als "die Nockenphase CAIN" bezeich­ net) des Einlassnockens 6a relativ zur Kurbelwelle 3e vorzuverlegen oder zu verzögern, wodurch die Öffnungs/Schließ-Steuerzeit von jedem Einlass­ ventil 8 vorverlegt oder verzögert wird. Dies erhöht oder verringert eine Überschneidung der Ventilöffnungszeiten des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9, um auf diese Weise eine innere EGR-Rate zu erhöhen oder zu verringern und die Wechseleffizienz zu ändern. Der VTC 10 weist ein damit verbundenes Solenoidsteuer/regelventil 10a auf, welches durch ein Treibersignal von der ECU 2 betrieben wird, um den Öldruck von einer nicht gezeigten Hydraulikpumpe eines Schmiersystems des Motors 3 der VTC 10 zuzuführen, gemäß dem Tastverhältnis des Treibersignals. Somit wird die VTC 10 durch die ECU 2 über das Solenoidsteuer/regelventil 11 gesteuert/geregelt, um die Nockenphase CAIN vorzuverlegen oder zu verzögern.
Ein Nockenwinkelsensor 21 ist an dem anderen Ende der Einlassnocken­ welle 6 gegenüber dem einen Ende angeordnet, an welchem die VTC 10 angeordnet ist. Der Nockenwinkelsensor 21 umfasst z. B. einen Magnetro­ tor und einen MRE-(magnetisches Widerstandselement)Aufnehmer und liefert ein CAM-Signal, das ein Pulssignal ist, an die ECU 2, immer wenn die Einlassnockenwelle 6 um einen vorbestimmten Nockenwinkel (z. B. ein Grad) dreht. Die ECU 2 bestimmt die tatsächliche Nockenphase CAIN aus dem CAM-Signal und einem CRK-Signal, worauf nachfolgend Bezug ge­ nommen wird.
Ferner, obwohl in der Figur nicht gezeigt, bestehen der Einlassnocken 6a und der Auslassnocken 7a jeweils aus einem Niedergeschwindigkeitsnock­ en und einem Hochgeschwindigkeitsnocken mit einer höheren Nockennase als jener des Niedergeschwindigkeitsnockens. Ferner ist der Motor 3 mit einer Mehrzahl von Ventilsteuerzeitwechselmechanismen 11 (nachfolgend als "die VTEC's 11" bezeichnet) versehen. Jeder VTEC 11 schaltet jeden von dem Einlassnocken 6a und dem Auslassnocken 7a von jedem Zylinder zwischen dem Niedergeschwindigkeitsnocken und dem Hochgeschwindig­ keitsnocken, um auf diese Weise die Ventilsteuerzeit des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9 zwischen einer Niedergeschwindigkeitsventil­ steuerzeit (nachfolgend als "LO.VT" bezeichnet) und einer Hochgeschwin­ digkeitsventilsteuerzeit (nachfolgend als "HI.VT" bezeichnet) zu ändern. Während der HI.VT werden die Ventilöffnungszeitperioden, während denen das jeweilige Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 offen sind, und die Überschneidung der Ventilöffnungszeiten, während denen sie gleichzeitig offen sind, größer und ihre Ventilhubbeträge werden auch größer als wäh­ rend der LO.VT, um dadurch eine größere Ladungseffizienz zu realisieren. Der VTEC 11 wird auch durch Öldruck angetrieben, der über ein durch die ECU 2 angetriebenes VTEC-Solenoidsteuer/regelventil 11a zur Durchfüh­ rung der obigen Schaltvorgänge zugeführt wird.
Ferner ist die Ventilsteuerzeit auf LO.VT in einem Magerverbrennungs­ modus gesetzt, der in einem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und einem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus enthalten ist, auf die allesamt nachfolgend Bezug genom­ men wird, wohingegen er in einem stöchiometrischen Verbrennungsmodus und einem Fettverbrennungsmodus, die in dem homogenen Verbrennungs­ modus enthalten sind, auf den nachfolgend Bezug genommen wird, auf HI.VT gesetzt ist.
Die Kurbelwelle 3e weist einen daran angebrachten Magnetrotor 22a auf, der zusammen mit einem MRE-(magnetisches Widerstandselement)Auf­ nehmer 22b einen Kurbelwinkelpositionssensor 22 bildet. Der Kurbelwinkel­ positionssensor 22 (Motordrehzahlerfassungsmittel, Betriebszu­ standserfassungsmittel) liefert der ECU 2 das CRK-Signal und ein TDC- Signal, die beide Pulssignale sind, gemäß einer Drehung der Kurbelwelle 3e.
Jeder Puls des CRK-Signals (CRK-Signalpuls) wird erzeugt, wann immer die Kurbelwelle 3e um einen vorbestimmten Winkel (z. B. 30 Grad) dreht. Die ECU 2 bestimmt eine Drehzahl NE (Parameter weist auf einen Betriebs­ zustand des Motors hin, nachfolgend als "die Motordrehzahl NE" bezeich­ net) des Motors 3 basierend auf dem CRK-Signal. Das TDC-Signal (TDC- Signalpuls) zeigt eine vorbestimmte Kurbelwinkelposition jedes Zylinders in der Nähe einer oberen Totpunkt-(TDC)Position beim Start eines Ansaug­ takts des Kolbens 3a in dem Zylinder und jeder Puls des TDC-Signals wird erzeugt, wann immer die Kurbelwelle um 180 Grad dreht, im Fall eines Vierzylindermotors 3 gemäß der Ausführungsform. Ferner ist der Motor 3 mit einem nicht gezeigten Zylinderunterscheidungssensor versehen. Der Zylinderunterscheidungssensor erzeugt ein Zylinderunterscheidungssignal, das als ein Pulssignal zur Unterscheidung eines jeden Zylinders von den anderen dient, um das Signal der ECU 2 zuzuführen. Die ECU 2 bestimmt basierend auf dem Zylinderunterscheidungssignal, dem CRK-Signal und dem TDC-Signal, in welchem der Takte und welcher Kurbelwinkelposition in dem bestimmten Takt sich jeder Zylinder befindet.
Ein Motorkühlmitteltemperatursensor 23 (Betriebszustandserfassungsmit­ tel), der aus einem Thermistor besteht, ist in dem Zylinderblock des Motors 3 angebracht. Der Motorkühlmitteltemperatursensor 23 erfasst eine Motor­ kühlmitteltemperatur TW (Parameter weist auf einen Betriebszustand des Motors hin), welche eine Temperatur eines Motorkühlmittels ist, das inner­ halb des Zylinderblocks des Motors 3 zirkuliert, und liefert ein elektrisches Signal, das die erfasste Motorkühlmitteltemperatur zeigt, an die ECU 2.
Der Motor 3 besitzt ein Einlassrohr 12 mit einem darin angeordneten Dros­ selventil 13. Das Drosselventil 13 wird durch einen damit verbundenen Elektromotor 13a angetrieben, um seine Drosselventilöffnung (Grad der Öffnung des Drosselventils) TH zu verändern. Ferner ist an dem Drossel­ ventil 7 ein Drosselventilöffnungssensor 32 angebracht, der die Drosselven­ tilöffnung TH des Drosselventils 7 erfasst, und ein die erfasste Drossel­ ventilöffnung TH anzeigendes Signal an die ECU 2 liefert. Die ECU 2 steu­ ert/regelt die Drosselventilöffnung TH über den Elektromotor 13a in Ab­ hängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors 3, um auf diese Weise die dem Motor 3 zugeführte Einlassluftmenge zu steuern/regeln.
An einem Ort stromabwärts des in dem Einlassrohr 12 angeordneten Dros­ selventils 13 ist ein Einlassrohrabsolutdrucksensor 24 in einer in das Ein­ lassrohr 12 eingesetzten Weise angeordnet. Der Einlassrohrabsolutdruck­ sensor 24 ist beispielsweise von einem Halbleiterdrucksensor gebildet und erfasst einen Einlassrohrabsolutdruck PBA innerhalb des Einlassrohrs 12, um ein den erfassten Absolutdruck PBA anzeigendes Signal an die ECU 2 zu liefern. Ferner ist ein Einlasslufttemperatursensor 25 in das Einlassrohr 12 eingesetzt. Der Einlasslufttemperatursensor 25 ist von einem Thermistor gebildet und erfasst eine Einlasslufttemperatur TA innerhalb des Einlass­ rohrs 12, um ein die erfasste Einlasslufttemperatur TA anzeigendes Signal an die ECU 2 zu liefern.
Ferner weist der Motor 3 ein EGR-Rohr 15 auf, das zwischen einem Ab­ schnitt des Einlassrohrs 12 an einem Ort stromabwärts des Drosselventils und einem Abschnitt eines Auspuffrohrs 14 an einem Ort stromaufwärts einer nicht gezeigten katalytischen Einrichtung, die in dem Auspuffrohr 14 angeordnet ist, verbindet. Von dem Motor 3 ausgestoßene Abgase werden zu einer Einlassseite des Motors 3 durch das EGR-Rohr 15 zurückgeführt, um eine Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 3c zu ver­ ringern, wobei der EGR-Betrieb durchgeführt wird, um das in den Abgasen enthaltene NOx zu verringern.
Das EGR-Rohr 15 weist ein darin angebrachtes EGR-Steuer/Regelventil 16 auf. Das EGR-Steuer/Regelventil 16 ist von einem linearen Solenoidventil gebildet. Der Betrag des Ventilhubs (Ventilhubbetrag) des EGR-Steuer/­ Regelventils 15 wird linear in Reaktion auf ein Treibersignal von der ECU 2 geändert, wodurch das EGR-Rohr 15 geöffnet und geschlossen wird. Das EGR-Steuer/Regelventil 16 ist mit einem Ventilhubsensor 26 versehen, der einen tatsächlichen Ventilhubbetrag LACT des EGR-Steuer/Regelventils 16 erfasst, um ein den erfassten Ventilhubbetrag anzeigendes Signal der ECU 2 zuzuführen.
Die ECU 2 berechnet einen Sollventilhubbetrag LCMD (Soll-EGR-Rate) des EGR-Steuer/Regelventils 16 in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors 3 und steuert/regelt das EGR-Steuer/Regelventil 12 so, dass der tatsächliche Ventilhubbetrag LACT gleich dem Sollventilhubbetrag LCMD wird, um auf diese Weise die EGR-Rate zu steuern/regeln. Die Berechnung des Sollventilhubbetrags LCMD wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Ein LAF-Sensor 27 ist in dem Auspuffrohr 14 an einem Ort stromaufwärts der Katalysatoreinrichtung angeordnet. Der LAF-Sensor 27 besteht aus Zirkonoxid- und Platinelektroden und erfasst die Konzentration von Sauer­ stoff in Abgasen in einem breiten Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich von einem fetten Bereich zu einem mageren Bereich linear, um ein der erfassten Sauerstoffkonzentration proportionales Signal an die ECU 2 zu liefern. Ferner ist ein nicht gezeigter O2-Sensor in dem Auspuffrohr 14 an einem Ort stromabwärts der Katalysatoreinrichtung angeordnet, um eine Sauer­ stoffkonzentration von Abgasen an einer stromabwärtigen Seite der Kataly­ satoreinrichtung zu erfassen, um ein Signal mit einem der erfassten Sauer­ stoffkonzentration proportionalen Signalwert zu liefern.
Ferner weist der Motor 3 einen daran angebrachten Luftdrucksensor 28 auf. Der Luftdrucksensor 28 ist beispielsweise von einem Halbleiterdruck­ sensor gebildet und erfasst einen Luftdruck PA, um ein den erfassten Luftdruck PA anzeigendes Signal an die ECU 2 zu liefern. Ferner weist die ECU 2 einen mit ihr verbundenen Batteriespannungssensor 29 auf. Der Batteriespannungssensor 29 erfasst eine Spannung VB einer nicht gezeig­ ten Batterie, welche eine Treiberspannung den Einspritzern 4 zuführt, und liefert ein die erfasste Spannung VB anzeigendes Signal an die ECU 2.
Ein Gaspedalsensor 30 ist in ein Kraftfahrzeug eingebaut, in das der Motor 3 eingebaut ist. Der Gaspedalsensor 30 erfasst eine Gaspedalöffnung AP, die einen Betriebsbetrag oder Abstufungsbetrag eines nicht gezeigten Gaspedals darstellt, und liefert ein die erfasste Gaspedalöffnung AP anzei­ gendes Signal an die ECU 2. Ferner weist ein nicht gezeigtes Automatikge­ triebe des Motors 3 einen daran angebrachten Gangstufensensor 31 zur Erfassung einer Gangstufe NGAR des Automatikgetriebes auf, um ein die erfasste Gangstufe anzeigendes Signal an die ECU 2 zu senden.
Die ECU 2 (gefordertes-Drehmoment-Berechnungsmittel, Motordrehzah­ lerfassungsmittel, Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel, Kraftstoffein­ spritzmenge-Bestimmungsmittel, Betriebszustandserfassungsmittel, Kraftstoffeinspritzsteuerzeit-Bestimmungsmittel, Zündsteuerzeit-Be­ stimmungsmittel, Periodendauer-Bestimmungsmittel, Betriebssteuer/regel­ wertesetzmittel) ist von einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) gebildet, der eine CPU 2a, ein RAM 2b, ein ROM 2c und ein I/O-Interface (nicht gezeigt) umfasst. Die von den Sensoren 20 bis 32 an die ECU 2 eingegebenen Signale werden jeweils an das I/O-Interface zur A/D-Umwandlung und Wellenformformung geliefert und dann in die CPU 2a eingegeben. Die CPU 2a führt verschiedene Arten von arithmetischen Operationen basierend auf Steuer/Regelprogrammen, verschiedenen Tabellen und Kennfeldern, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, die in dem ROM 2c (Speichermittel) gespeichert sind, und verschiedenen Flags und Berechnungswerten, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, die in dem RAM 2b gespeichert sind, aus.
Insbesondere bestimmt die ECU 2 einen Betriebszustand des Motors aus verschiedenen Signalen von den oben beschriebenen und schaltet den Verbrennungsmodus (Modus der Verbrennung) des Motors 3 basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung, z. B. zum Schichtverbrennungsmodus, wenn der Motor unter einem sehr niedrigen Lastbetriebszustand z. B. während des Leerlaufs des Motors ist, und zum homogenen Verbrennungsmodus, wenn der Motor in einem Betriebszustand ist, der ein anderer als der sehr niedrige Lastbetriebszustand ist. Beim Umschalten des Verbrennungsmodus setzt die ECU 2 den Motor 3 auf den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus. Ferner steuert/regelt die ECU 2 in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmodus eine Endkraftstoffeinspritzperiode Tout und eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj für jeden Einspritzer 4, um dadurch das Kraftstoffeinspritzsteuer/regelverfahren einschließlich der Luft-Kraftstoff- Verhältnis-(A/F)Rückkopplungssteuerung/regelung durchzuführen und zur selben Zeit steuert/regelt sie die Zündsteuerzeit IG der Zündkerze 5 usw.
In dem Schichtverbrennungsmodus wird Kraftstoff in die Brennkammer 3c während des Verdichtungstakts so eingespritzt, dass das meiste des einge­ spritzten Kraftstoffs gegen die Ausnehmung 3d trifft, um auf diese Weise Kraftstoffjets auszubilden. Die Kraftstoffjets und eine von dem Einlassrohr 12 aufgenommene Luftströmung bilden ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kolben 3a im Verdichtungstakt nahe der oberen Totpunktposition, was bewirkt, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das wesentlich magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z. B. 27 zu 60) ist, ungleichmäßig in der Brennkammer verteilt wird, d. h. in der Nähe der Zündkerze 5 konzentriert wird, wodurch das Genmisch durch eine geschichtete Verbrennung verbrannt wird.
Andererseits wird Kraftstoff im homogenen Verbrennungsmodus in die Brennkammer 3c während des Ansaugtakts so eingespritzt, dass ein fetter­ es Luft-Kraftstoff-Gemisch (mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von bei­ spielsweise 12 zu 22) als ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Schichtver­ brennungsmodus durch Kraftstoffjets und eine Luftströmung ausgebildet und gleichmäßig in der Brennkammer 3c verteilt wird, wodurch das Ge­ misch durch homogene Verbrennung verbrannt wird.
Ferner wird in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus die Kraftstoffeinspritzung zweimal pro Zyklus des Motorbetriebs durchgeführt, mit einem Zeitintervall dazwischen, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen, das ein fetteres A/F (z. B. 12 zu 22) als in dem Schichtver­ brennungsmodus besitzt. Die zwei Kraftstoffeinspritzvorgänge werden während des Ansaugtakts bzw. während des Verdichtungstakts durch­ geführt.
Im Folgenden wird das Kraftstoffeinspritzsteuer/regelverfahren einschließ­ lich des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-(A/F)Rückkopplungssteuer/regelverfah­ rens, das von der ECU 2 ausgeführt wird, detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 17 beschrieben. Fig. 2 zeigt ein Hauptprogramm zur Durchführung dieses Steuer/Regelverfahrens, welches durch ein Unter­ brechungssteuerprogramm in Synchronisation mit einer Eingabe von jedem TDC-Signalpuls ausgeführt wird. Wie nachfolgend beschrieben, wird in dem Kraftstoffeinspritzsteuer/regelverfahren ein Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD in einem Schritt S1 bestimmt und dann werden verschiedene Korrekturkoeffizienten berechnet (Schritte S2 bis S9). Ferner wird abhängig von einem Wert einer Verbrennungsmodusübergangsflag F_CMOD und einem Wert des Verbrennungsmodusmonitors S_EMOD jedes Verbren­ nungsmodus-Steuer/Regelverfahren durchgeführt (Schritte S10 bis S16).
Als erstes wird in einem Schritt S1 der Verbrennungsmodus in der nach­ folgend beschriebenen Weise bestimmt und ein Wert des Verbrennungs­ modusmonitors S_EMOD, der den bestimmten Verbrennungsmodus an­ zeigt, wird gesetzt. Das heißt, ein gefordertes Drehmoment PME (gefor­ derte Leistung) wird durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf der Motordrehzahl NE und der Gaspedalöffnung AP bestimmt und basierend auf dem geforderten Drehnnoment PME und der Motordreh­ zahl NE wird ein in Fig. 3 gezeigtes Kennfeld durchsucht, um auf diese Weise einen Verbrennungsmodus zu bestimmen und einen Wert des Ver­ brennungsmodusmonitors S_EMOD zu setzen. Insbesondere wird unter Be­ zugnahme auf das Kennfeld der Fig. 3 bestimmt, dass der Schichtver­ brennungsmodus als der Verbrennungsmodus ausgewählt werden sollte, wenn der Betriebszustand des Motors in einem Schichtverbrennungsbereich ist, in welchem das geforderte Drehmoment PME und die Motordrehzahl NE beide niedrig sind, und der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD wird auf 2 gesetzt. Wenn der Betriebszustand des Motors in einem Magerverbren­ nungsbereich eines homogenen Verbrennungsbereichs ist, in welchem das geforderte Drehmoment PME und die Motordrehzahl NE höher sind als in dem Schichtverbrennungsbereich, wird bestimmt, dass der Magerverbren­ nungsmodus als der Verbrennungsmodus ausgewählt werden sollte und der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD wird auf 1 gesetzt. Wenn ferner der Betriebszustand des Motors in einem stöchiometrischen Verbrennungsbe­ reich des homogenen Verbrennungsbereichs ist, in welchem das geforderte Drehmoment PME und die Motordrehzahl NE immer noch höher als in dem Magerverbrennungsbereich sind, wird bestimmt, dass der stöchiometrische Verbrennungsmodus als der Verbrennungsmodus ausgewählt werden sollte und der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD wird auf 0 gesetzt. Es sollte bemerkt werden, dass der in dem Kennfeld gesetzte stöchiometrische Ver­ brennungsbereich nicht nur einen Bereich umfasst, in welchem im Wesent­ lichen ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrannt wird, sondern auch einen Bereich, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrannt wird, das fetter als das stöchio­ metrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Daher ist beabsichtigt, dass der nachfolgend verwendete Begriff "stöchiometrische Verbrennung" "fette Verbrennung" umfassen soll.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S2 weiter, in welchem ein Anfangswert eines Start-abhängigen Korrekturkoeffizienten KAST berech­ net wird. Der Start-abhängige Korrekturkoeffizient KAST wird verwendet, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, wenn der Motor 3 gestartet wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S3 weiter, in welchem ein Korrekturkoeffizient KOBSV auf einen Anfangswert davon gesetzt wird. Der Korrekturkoeffizient KOBSV ist ein Korrekturwert, der in einem A/F- Rückkopplungssteuer/regelverfahren verwendet wird (Schritte S26, S46, S66, S86), das nachfolgend beschrieben wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S4 weiter, in welchem die Verringerung des Start-abhängigen Korrekturkoeffizienten KAST, der in dem Schritt S2 bestimmt wird, durchgeführt wird, um den Grad einer durch den Start-abhängigen Korrekturkoeffizienten KAST bewirkten Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge mit der Zeit allmählich zu verringern, nachdem der Motor 3 in Umdrehungen versetzt wurde.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S5 weiter, in welchem eine Grundkraftstoffeinspritzzeitperiode Tist für den Start des Motors berechnet wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S6 weiter, in welchem ein Temperatur-abhängiger Korrekturkoeffizient KTW durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf der Motortemperatur TW und dem Einlassrohrabsolutdruck PBA bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S7 weiter, in welchem ein Atmotsphärendruck-abhängiger Korrekturkoeffizient KPA durch Durchsu­ chen einer nicht gezeigten Tabelle basierend auf dem Atmosphärendruck PA bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S8 weiter, in welchem ein KPF- Berechnungsverfahren durchgeführt wird, um einen Kraftstoffdruck-ab­ hängigen Korrekturkoeffizienten KPF zu bestimmen. Der Kraftstoffdruck­ abhängige Korrekturkoeffizient KPF wird durch Durchsuchen einer nicht ge­ zeigten Tabelle bestimmt, basierend auf einem Differenzdruck ΔPF zwi­ schen dem Kraftstoffdruck PF und einem In-Zylinderdruck PCYL. In diesem Fall wird der In-Zylinderdruck PCYL durch Durchsuchen einer nicht gezeig­ ten Tabelle unter Bezugnahme auf eine Kurbelwinkelposition von jedem Zylinder geschätzt.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S9 weiter, in welchem ein F/C- Betriebsbestimmungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Verfahren wird bestimmt, ob der Motor 3 in einem F/C-(Kraftstoffunterbrechung)­ Zustand ist oder nicht, basierend auf der Motordrehzahl NE und der Dros­ selventilöffnung TH, und eine Flag gesetzt, die das Ergebnis der Bestim­ mung anzeigt.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S10 weiter, in welchem be­ stimmt wird, ob die Verbrennungsmodusubergangsflag F_CMOD 1 annimmt oder nicht. Die Verbrennungsmodusübergangsflag F_CMD wird auf 1 gesetzt, wenn der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als der Verbrennungsmodus durch ein Verbrennungsmodusübergangsbe­ stimmungsverfahren (in Fig. 27 oder Fig. 28 gezeigt) ausgewählt ist, und auf 0, wenn ein anderer Verbrennungsmodus als der Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus durch das Verbrennungsmodusübergangs­ bestimmungsverfahren ausgewählt ist. Der Motor 3 wird gesteuert/gere­ gelt, um den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzustellen, wenn der Verbrennungsmodus einen Übergang zwischen dem Magerver­ brennungsmodus oder dem stöchiometrischen Verbrennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchmacht.
Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor in einem anderen Verbrennungsmodus als dem Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S11 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD, der in dem Schritt S1 gesetzt wird, 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, geht das Programm zu einem Schritt S13 weiter, in welchem ein stöchiometrischer Verbrennungsmodus- Steuer/Regelverfahren, das nachfolgend beschrieben wird, durchgeführt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S11 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor in einem anderen Verbrennungsmodus als dem stöchiometrischen Verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S12 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbren­ nungsmodusmonitor S_EMOD, der in dem Schritt S1 gesetzt wird, 1 an­ nimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor in dem Magerverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S14 weiter, in welchem ein Magerverbrennungsmodus- Steuer/Regelverfahren, das nachfolgend beschrieben wird, durchgeführt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S12 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S15 weiter, in welchem ein nach­ folgend beschriebenes Schichtverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahren durchgeführt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn ferner die Antwort auf die Frage des Schritts S10 positiv (JA) ist, d. h. wenn F_CMOD = 1 gültig ist, geht das Programm zu einem Schritt S16 weiter, in welchem ein Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus-Steuer/Regelverfahren durchgeführt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das stöchiometrische Verbrennungsmodus-Steuer/Regel­ verfahren, das in dem Schritt S13 in Fig. 2 ausgeführt wird, beschrieben. Wie in der Figur gezeigt, wird in diesem Verfahren zuerst ein Tibase-Be­ rechnungsverfahren in einem Schritt S20 durchgeführt, um eine Grund­ kraftstoffeinspritzzeitperiode Tibase zu berechnen. Details des Tibase- Berechnungsverfahrens werden nachfolgend beschrieben.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S21 weiter, in welchem ein LCMD-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Verfahren wird der Sollventilhubbetrag LCMD berechnet, wie nachfolgend beschrie­ ben wird.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S22 weiter, in welchem ein KEGR-Berechnungsverfahren durchgeführt wird, um einen EGR-abhängi­ gen Korrekturkoeffizienten KEGR zu bestimmen. In diesem Verfahren wird der EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEGR basierend auf dem in dem Schritt S1 bestimmten geforderten Drehmoment, der Motordrehzahl NE, dem in dem Schritt S22 bestimmten Sollventilhubbetrag LACT, dem durch den Ventilhubsensor 26 erfassten tatsächlichen Ventilhubbetrag LACT, den Einlassrohrabsolutdruck PBA und einen Kennfeldwert des Einlassrohrabso­ lutdrucks PBAm durch Durchsuchen dreier nicht gezeigter Kennfelder bestimmt. Der EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEGR kompensiert eine durch eine Änderung in der EGR-Rate verursachte Änderung der Einlass­ luftmenge.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S23 weiter, in welchem ein KCMD-Berechnungsverfahren durchgeführt wird, um einen Endsoll-Luft- Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD (Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) zu berechnen. Insbesondere wird zuerst ein Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Verhält­ niskoeffizient KBS durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf dem geforderten Drehmoment PME, das in dem Schritt S1 bestimmt wird, und der Motordrehzahl NE bestimmt. Dann wird der Grund­ soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KBS mit dem Kühlmitteltemperatur­ abhängigen Korrekturkoeffizienten KTW, der in dem Schritt S6 bestimmt wird, multipliziert, um den Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD zu berechnen. Der Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KBS und der Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD werden als äquivalente Verhältnisse ausgedrückt, die umgekehrt proportional zu jewei­ ligen entsprechenden Luft-Kraftstoff-Verhältnissen A/F sind.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S24 weiter, in welchem ein KTOTAL-Berechnungsverfahren berechnet wird, um einen Gesamtkorrek­ turkoeffizienten KTOTAL zu berechnen. Insbesondere wird der Gesamt­ korrekturkoeffizient KTOTAL durch die folgende Gleichung (1) berechnet:
KTOTAL = KAST × KTA × KPA × KEGR × KETC (1)
wobei KTA einen Einlassluft-abhängigen Korrekturkoeffizienten darstellt, der durch Durchsuchen einer nicht gezeigten Tabelle basierend auf der Ein­ lasslufttemperatur TA bestimmt wird, und KETC einen Ladegrad-abhängi­ gen Korrekturkoeffizienten darstellt, der durch Durchsuchen einer nicht gezeigten Tabelle basierend auf dem Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisko­ effizienten KCMD bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S25 weiter, in welchem ein KOBSV-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Verfahren wird ein Korrekturkoeffizient KOBSV, der in dem folgenden Schritt S26 ver­ wendet wird, durch Schätzen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einer Zylinder-an-Zylinder-Basis unter Verwendung einer Beobachtungsschaltung berechnet.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S26 weiter, in welchem das A/F-Rückkopplungssteuer/regelverfahren durchgeführt wird. In diesem Ver­ fahren wird die geschätzte Luft-Kraftstoff-Verhältnisrückführungssteue­ rung/regelung unter Verwendung des Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoef­ fizienten KCMD und des Korrekturkoeffizienten KOBSV, die in den jeweili­ gen Schritten S23, S26 berechnet werden, durchgeführt.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S27 weiter, in welchem ein KSTR-Berechnungsverfahren durchgeführt wird, um einen Rückkopplungs­ korrekturkoeffizienten KSTR zu berechnen. In diesem Verfahren wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR basierend auf dem Signal von dem LAF-Sensor 27 unter Verwendung einer nicht gezeigten adaptiven Steuer/Regeleinrichtung von einem selbstabstimmenden Steller/Regler-Typ bestimmt. Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR wird für die Grund­ kraftstoffeinspritzzeitperiode Tibase verwendet, um die Zeit dynamisch zu kompensieren, die das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis benötigt, um gleich dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu werden, infolge eines ver­ zögenten Ansprechens des Kraftstoffeinspritzsystems des Motors, um dadurch die Konvergenz der Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung/regelung zu erhören.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S28 weiter, in welchem ein DB- Kompensierungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Verfahren wird ein Korrekturwert TiDB berechnet, der eine große Änderung der Motordrehzahl NE kompensiert. Der Korrekturwert TiDB wird als ein positiver oder negati­ ver Wert berechnet.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S29 weiter, in welchem ein Verfahren zur Berechnung eines Direktverhältnisses Ae und eines Abfuhr­ verhältnisses Be durchgeführt wird. In diesem Verfahren werden das Di­ rektverhältnis Ae und das Abfuhrverhältnis Be als Kraftstoffverhaltens­ parameter basierend auf der Motordrehzahl NE dem Einlassrohrabsolutdruck PBA und anderen Parametern, die Betriebszustände des Motors anzeigen, berechnet.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S30 weiter, in welchem ein Tout-Berechnungsverfahren durchgeführt wird, um die Endkraftstoffein­ spritzzeitperiode Tout zu berechnen. Insbesondere wird die wie oben be­ schrieben berechnete Grundkraftstoffeinspritzzeitperiode Tibase mit dem Gesamtkorrekturkoeffizienten KTOTAL, dem Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhält­ niskoeffizienten KCMD und dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR multipliziert und der Korrekturwert TiDB wird zu dem Produkt der obigen Multiplikation addiert, um eine geforderte Kraftstoffeinspritzzeitpe­ riode Tcyl(i) auf einer Zylinder-an-Zylinder-Basis zu bestimmten (Tcyl(i) = Tibase × KTOTAL × KCMD × TSTR + TiDB). Es sollte bemerkt werden, dass das Symbol i in der geforderten Kraftstoffeinspritzzeitperiode Tcyl(i) eine Zylinderzahl darstellt.
Als nächstes wird unter Verwendung des Kraftstoffdruck-abhängigen Korrekturkoeffizienten KPF, des Direktverhältnisses Ae und des Abfuhrver­ hältnisses Be, die wie oben beschrieben bestimmt werden, die Endkraft­ stoffeinspritzzeitperiode Tout(i) auf einer Zylinder-an-Zylinder-Basis durch die folgende Gleichung (2) berechnet:
Tout(i) = ((Tcyl(i) - Be × TWP(i)/Ae) × KPF + TiVB (2)
Der Tout(i)-Wert entspricht einer Ventilöffnungszeitperiode, über welche jeder Einspritzer für den entsprechenden Zylinder offen ist und stellt daher eine Kraftstoffmenge dar, die tatsächlich in den Zylinder einzuspritzen ist. In der Gleichung stellt TiVB eine unwirksame-Zeit-Korrekturzeit dar, die basierend auf der Batteriespannung bestimmt wird und TWP(i) einen an­ haftende-Kraftstoffmenge-Äquivalentwert (Zeit) entsprechend einer an jedem Zylinder anhaftenden Kraftstoffmenge. Der anhaftende-Kraftstoff­ menge-Äquivalentwert TWP(i) wird in einem TWP(i)-Berechnungsverfahren bestimmt, das durch ein anderes Programm ausgeführt wird, unter Ver­ wendung der folgenden Gleichung (3):
TWP(i)n = ((Tout(i) - TiVB/KPF) × (1 - Ae) + (1 - Be) × TWP(i)n-1 (3)
in welcher TWP(i)n und TWP(i)n-1 den vorhandenen Wert und den un­ mittelbar vorangehenden Wert des anhaftende-Kraftstoffmenge-Äquival­ entwerts TWP(i) darstellen.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S31 weiter, in welchem die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj durch das Kraftstoffeinspritzsteuerzeit­ berechnungsverfahren berechnet wird. Details dieses Verfahrens werden nachfolgend beschrieben.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S32 weiter, in welchem ein Entleerungssteuer/regelverfahren durchgeführt wird, gefolgt von der Been­ digung des Programms. In diesem Verfahren wird in einem Kanister eines Entleerungssystems absorbierter Verdunstungskraftstoff zu dem Einlassrohr 12 befördert und die Entleerungsmenge, d. h. die Flussrate des Verdun­ stungskraftstoffs wird gesteuert/geregelt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen das Magerverbrennungsmodus-Steuer/Regelver­ fahren und das Schichtverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahren, die in den jeweiligen Schritten S14 und S15 in Fig. 2 ausgeführt werden. Wie in den Figuren gezeigt, sind die Schritte S40 bis S52 und die Schritte S60 bis S72 dieselben wie die Schritte S20, S32 des oben beschriebenen stöchio­ metrischen Verbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahrens und daher wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
Ferner zeigt Fig. 7 das in dem Schritt S16 in Fig. 2 ausgeführte Zwei­ stufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahren. Die Schritte S80 bis S92 sind dieselben wie die Schritte S20 bis S32 des oben beschriebenen stöchiometrischen Verbrennungsmodus-Steuer/Regelverfah­ rens mit Ausnahme von Details des in einem Schritt S83 ausgeführten KCMD-Berechnungsverfahrens und daher wird eine detaillierte Beschrei­ bung der Schritte, die von diesem verschieden sind, weggelassen. Die Details des KCMD-Berechnungsverfahrens in Schritt S83 werden nachfol­ gend beschrieben.
Als nächstes wird das Tibase-Berechnungsverfahren in den Schriften S20, S40, S60, S80 unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird bei diesen Verfahren in einem Schritt S100 zuerst bestimmt, ob eine VTEC-Erlaubnisflag F_VTEC 1 annimmt. Die VTEC-Erlaubnisflag F_VTEC wird auf 1 gesetzt, wenn die Ventilsteuerzeit auf HI.VT gesetzt ist, wohingegen dieselbe auf 0 gesetzt wird, wenn die Ventilsteuerzeit auf LO.VT gesetzt ist. Es sollte bemerkt werden, dass in dem Magerverbren­ nungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und dem Zweistufenkraft­ stoffeinspritzverbrennungsmodus F_VTEC = 0 gültig ist, da die Ventil­ steuerzeit in diesen Modi auf LO.VT gesetzt ist.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S100 positiv ist (JA), d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf HI.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S101 weiter, in welchem ein Multiplikationsterm Ati durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf der Motordreh­ zahl NE und der tatsächlichen Nockenphase CAIN bestimmt wird.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S102 weiter, in welchem ein Addendenterm Bti für HI.VT durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf der Motordrehzahl NE und der tatsächlichen Nock­ enphase CAIN bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S103 weiter, in welchem die Grundkraftstoffeinspritzzeitperiode Tibase für HI.VT berechnet wird durch die folgende Gleichung (4):
Tibase = Ati × PBA + Bti (4)
gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S100 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf LO.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S104 weiter, in welchem ein Multiplikation­ sterm Ati für LO.VT in derselben Weise wie in dem Schritt S101 unter Verwendung eines anderen Kennfelds bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S105 weiter, in welchem ein Addendenterm Bti für LO.VT in derselben Weise wie im Schritt S102 unter Verwendung eines anderen Kennfelds bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu dem Schritt S103 weiter, in welchem die Grundkraftstoffeinspritzzeitperiode Tibase für LO.VT berechnet wird durch die folgende Gleichung:
Tibase = Ati x PBA + Bti (4)
gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das LCMD-Berechnungsverfahren (Schritte S21, S41, S61, S81) zur Berechnung des Sollventiilhubbetrags LCMD unter Bezug­ nahme auf Fig. 9 beschrieben. Wie in der Figur gezeigt, wird in diesem Verfahren zuerst in einem Schritt S110 bestimmt, ob eine EGR-Erlaubnis­ flag F_EGR 1 annimmt oder nicht. Die EGR-Erlaubnisflag F_EGR ist auf 1 gesetzt, wenn der EGR-Betrieb durch Öffnen des EGR-Steuer/Regelventils 16, das über dem EGR-Rohr 15 angeordnet ist, ausgeführt wird, und auf 0, wenn der EGR-Betrieb durch Schließen des EGR-Steuer/Regelventils 16 unterbunden ist.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S110 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, wird das vorhandene Pro­ gramm beendet, wohingegen wenn die Antwort auf dieselbe Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb ausgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S111 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbren­ nungsmodusmonitor S_EMOD 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem stöchiometri­ schen Verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S112 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die VTEC-Erlaubnisflag F_VTEC 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Ventil­ steuerzeit auf HI.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S113 weiter, in welchem ein Kennfeldwert LMAP für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus und HI.VT durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds bestimmt wird, basierend auf der Motordrehzahl NE und dem geforderten Drehmoment PME. Dann geht das Programm zu einem Schritt S114 weiter, in welchem der Kennfeldwert LMAP, der in dem Schritt S113 bestimmt wird, auf den Sollventilhubbetrag LCMD gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S112 negativ (NEIN) ist, geht das Programm zu einem Schritt S115 weiter, in welchem ähnlich dem Schritt S113 ein Kennfeldwert LMAP für den stöchiometri­ schen Verbrennungsmodus und LO.VT durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds bestimmt wird, basierend auf der Motordrehzahl NE und dem geforderten Drehmoment PME. Dann wird der Schritt S114 aus­ geführt, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S111 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem stöchiometrischen Ver­ brennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S116 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor in dem Magerverbrennungsmodus ist, geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S117 weiter, in welchem ein Kennfeldwert LMAP für den Magerverbrennungsmodus in derselben Weise wie in den Schritten S113, S115 bestimmt wird. Dann wird der Schritt S114 ausgeführt, ge­ folgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S116 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S118 weiter, in welchem bestimmt wird, ob eine Leerlaufflag F_IDLE 1 annimmt oder nicht. Die Leerlaufflag F_IDLE ist auf 1 gesetzt, wenn der Motor 3 im Leerlauf ist, und auf 0 gesetzt, wenn der Motor 3 nicht im Leerlauf ist.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S119 weiter, in welchem der Kennfeldwert LMAP für eine geschichtete Verbrennung und Leerlauf in derselben Weise wie im Schritt S113 bestimmt wird. Dann wird der Schritt S114 ausgeführt, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S118 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor nicht im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S120 weiter, in welchem der Kennfeld Wert LMAP für geschichtete Ver­ brennung und kein Leerlauf in derselben Weise wie im Schritt S113 be­ stimmt wird. Dann wird der Schritt S114 ausgeführt, gefolgt von der Beendigung des Programms. Es sollte bemerkt werden, dass in dem LCMD- Berechnungsverfahren im Schritt S81 in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus der Sollventilhubbetrag LCMD in Abhängigkeit von Werten der Flags F_EGR, F_VTEC, F_IDLE und dem angenommenen Ver­ brennungsmodusmonitor S_EMOD vor dem Übergang zum Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus bestimmt wird.
Als nächstes wird das in jedem der vorangehend beschriebenen Verbren­ nungssteuer/regelverfahren (Schritte S31, S51, S71, S91) ausgeführte Kraftstoffeinspritzsteuerzeitberechnungsverfahren unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 15 beschrieben. In diesen Verfahren werden wie nach­ folgend beschrieben die Einspritzbeendigungssteuerzeit und die Einspritz­ startsteuerzeit der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj für jeden Verbrennungs­ modus auf einer Zylinder-an-Zylinder-Basis berechnet. Wie in Fig. 10 gezeigt, wird zuerst in einem Schritt S130 bestimmt, ob die Verbrennungs­ modusübergangsfiag F_CMOD 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn F_CMOD = 0 gültig ist, was bedeutet, dass der Motor nicht in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S131 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD 0 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn S_EMOD = 0 gültig ist, was bedeutet, dass der Motor 3 in dem stöchiometrischen Ver­ brennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S132 weiter, in welchem ein Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausgeführt wird. In diesen Ver­ fahren wird eine Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH (Einspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus) berechnet.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S133 weiter, in welchem ein Einspritzstartsteuerzeitberechnungsverfahren für den homogenen Verbren­ nungsmodus durchgeführt wird, gefolgt von der Beendigung des Pro­ gramms. In diesen Verfahren wird eine Einspritzstartsteuerzeit für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus aus der Einspritzbeendigungssteu­ erzeit IJLOGH, die im Schritt S132 berechnet wird, unter Verwendung der in dem Schritt S30 berechneten Endkraftstoffeinspritzzeitperiode Tout zurückgerechnet. Die Einspritzstartsteuerzeit und die Einspritzbeendigungs­ steuerzeit IJLOGH werden als jeweilige Kurbelwinkelpositionen unter Be­ zugnahme auf die TDC-Position in dem Ansaugtakt berechnet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S131 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem stöchiometrischen Ver­ brennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S134 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Magerverbrennungsmodus ist, geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S135 weiter, in welchem ein Einspritzbeendigungs­ steuerzeitberechnungsverfahren für den Magerverbrennungsmodus, das nachfolgend detailliert beschrieben wird, durchgeführt wird um eine Ein­ spritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für den Magerverbrennungsmodus (Kraftstoffeinspritzsteuerz 67857 00070 552 001000280000000200012000285916774600040 0002010139058 00004 67738eit für den Magerverbrennungsmodus) zu berech­ nen.
Dann geht das Programm zu dem Schritt S133 weiter, in welchem die Einspritzstartsteuerzeit für den Magerverbrennungsmodus basierend auf der Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH und der Endkraftstoffein­ spritzzeitperiode Tout, die in den jeweiligen Schritten S135 und S50 be­ rechnet werden, berechnet, gefolgt von der Beendigung des Programms. Die Einspritzstartsteuerzeit und die Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für den Magerverbrennungsmodus werden beide als jeweilige Kurbelwinkel­ positionen unter Bezugnahme auf die TDC-Position im Ansaugtakt berech­ net, ähnlich jenen für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus, die oben beschrieben sind.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S134 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S136 weiter, in welchem ein Ein­ spritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den Schichtverbren­ nungsmodus durchgeführt wird, um eine Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD für den Schichtverbrennungsmodus (Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus) zu berechnen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S137 weiter, in welchem ähn­ lich zum Schritt S133 die Einspritzstartsteuerzeit für den Schichtverbren­ nungsmodus basierend auf der Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD und der Endkraftstoffeinspritzzeitperiode Tout, die in den jeweiligen Schritten S136 und S70 berechnet werden, berechnet, gefolgt von der Beendigung des Programms. Die Einspritzstartsteuerzeit und die Einspritzbeendigungs­ steuerzeit IJLOGD werden beide als jeweilige Kurbelwinkelpositionen unter Bezugnahme auf die TDC-Position im Verdichtungstakt berechnet, abwei­ chend von jenen für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus und den Magerverbrennungsmodus.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S130 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S138 weiter, in welchem eine NE-ToutdbD-Tabelle, von der ein Beispiel in Fig. 11 gezeigt ist, basierend auf der Motordrehzahl NE abgesucht wird, um eine Verdichtungstakteinspritzzeitperiode ToutdbD zu bestimmen.
Die Verdichtungstakteinspritzzeitperiode ToutdbD ist eine Einspritzzeitpe­ riode (zweite Einspritzzeitperiode) in dem Verdichtungstakt, die eine der Einspritzzeitperioden für die jeweils zwei Einspritzungen in dem Zweistu­ fenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus ist und der Grund für die Bestim­ mung der Zeitperiode ToutdbD, wie oben beschrieben, ist wie folgt: In dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, in welchem Kraftstoff zweimal eingespritzt wird, d. h. während des Ansaugtakts und während des Verdichtungstakts, ist bevorzugt, dass zur Sicherstellung der Stabilität der Verbrennung soviel Kraftstoff wie möglich in dem Ansaugtakt einge­ spritzt wird und zur selben Zeit, um eine ausgezeichnete Kraftstoffökono­ mie und Abgasemissionen sicherzustellen, ist die im Verdichtungstakt eingespritzte Kraftstoffmenge auf eine so kleine Menge wie möglich (mini­ male Kraftstoffeinspritzmenge) begrenzt, in welcher eingespritzter Kraft­ stoff gezündet werden kann. Ferner ändert sich die minimale Kraftstoffein­ spritzmenge, in welcher eingespritzter Kraftstoff während des Verdich­ tungstakts gezündet werden kann, da sich der Strömungszustand der Luft innerhalb des Zylinders mit der Motordrehzahl NE ändert und daher ist es erforderlich, einen Betrag dieser Änderung der minimalen Kraftstoffein­ spritzmenge zu kompensieren. Daher wird, wie oben beschrieben, die Ver­ dichtungstaktkraftstoffeinspritzzeitperiode ToutdbD unabhängig von der Motordrehzahl NE bestimmt, wodurch es möglich ist, eine Stabilität der Verbrennung sicherzustellen. Ferner ist die NE-ToutdbD-Tabelle so kon­ figuriert, dass die Verdichtungstakteinspritzzeitperiode ToutdbD kleiner wird, je höher die Motordrehzahl NE ist. Der Grund hierfür ist, dass bei höherer Motordrehzahl NE das Gemisch leichter zu zünden ist, infolge einer günstigen Strömung des Gemisches innerhalb des Zylinders, welche eine Verminderung der minimalen Kraftstoffeinspritzmenge, bei welcher einge­ spritzter Kraftstoff gezündet werden kann, erlaubt.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S139 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die in dem Schritt S90 bestimmte Endkraftstoffeinspritz­ zeitperiode Tout länger als die Summe der Verdichtungstakteinspritzzeitpe­ riode ToutdbD und einer vorbestimmten Zeitperiode X_Toutdb ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn Tout ≦ ToutdbD + X_Toutdb gültig ist, werden die Schritte S136, S137 ausgeführt, gefolgt von der Beendigung des Programms. Das heißt, sogar wenn der Motor 3 in den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus gesetzt ist, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, wird der Kraftstoff nicht zweimal pro Zyklus des Motorbetriebs eingespritzt, sondern ähnlich dem Schichtver­ brennungsmodus wird nur allein die Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstakts durchgeführt. Der Grund hierfür ist, dass die Endkraft­ stoffeinspritzzeitperiode Tout so kurz ist, dass nur die minimale Kraftstoff­ einspritzmenge, bei der eingespritzter Kraftstoff während des Verdichtungs­ takts gezündet werden kann, sichergestellt werden kann, was es schwierig macht, die Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtakts durchzuführen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S139 positiv (JA) ist, d. h. wenn Tout < ToutdbD + X_Toutdb gültig ist, geht das Programm zu einem Schritt S140 weiter, in welchem zwei Einspritzbeendigungssteu­ erzeiten IJLOGH, IJLOGD (während des Ansaugtakts und während des Verdichtungstakts) für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus in einem Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus unter Verwendung der in den jeweiligen Schritten S90 und S138 berechneten Endkraftstoff­ einspritzzeitperiode Tout und der Verdichtungstakteinspritzzeit ToutdbD berechnet werden.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S141 weiter, in welchem zwei Einspritzstartsteuerzeiten für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus basierend auf einer Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für eine erste-Stufe-Einspritzung (während des Ansaugtakts) und einer Kraft­ stoffeinspritzzeitperiode ToutH für die erste-Stufe-Einspritzung, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, und einer Einspritzbeendigungsteuer­ zeit IJLOGD für eine zweite-Stufe-Einspritzung (während des Verdichtungs­ takts) und einer Kraftstoffeinspritzzeitperiode ToutD für die zweite-Stufe- Einspritzung, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, berechnet wer­ den, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus, der in dem Schritt S132 in Fig. 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. In dem Verfahren wird, wie unten beschrieben, die Einspritzbeendigungs­ steuerzeit IJLOGH für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus berech­ net.
In dem Verfahren wird zuerst in einem Schritt S150 ein Kühlmitteltempe­ raturabhängiger Korrekturterm IJTW (voreingestellte Kraftstoffeinspritz­ steuerzeit für homogene Verbrennung) bestimmt. Insbesondere wird der Kühlmitteltemperaturabhängige Korrekturterm IJTW durch Durchsuchen einer TW-IJTW-Tabelle, von welcher ein Beispiel in Fig. 13 gezeigt ist, basierend auf der Motorkühlmitteltemperatur TW bestimmt. Wie in der Figur gezeigt, wird in der TW-IJTW-Tabelle der Kühlmitteltemperaturab­ hängige Korrekturterm IJTW auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW höher ist. Der Korrekturterm IJTW wird gesetzt, um wirksam ein Drehmoment zu erzeugen, indem die Einspritz­ beendigungssteuerzeit IJLOGH der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj vorver­ legt wird, da in die Brennkammer 3c eingespritzter Kraftstoff leichter zu zünden ist, wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW höher ist und folglich wird die homogene Verbrennung wirksamer durchgeführt.
Dann wird in einem Schritt S151 bestimmt, ob die VTEC-Erlaubnisflag F_VTEC 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf HI.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S152 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die EGR-Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S153 weiter, in welchem eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF (vorgesetzte Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für homogene Verbrennung) für HI.VT und EGR-Betrieb durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds bestimmt wird, basierend auf der Motordrehzahl NE und der in dem Schritt S30 erhaltenen Endkraftstoffeinspritzzeitperiode Tout.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S155 weiter, in welchem die Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH auf einen Wert gesetzt wird, der durch Addieren des in dem Schritt S150 berechneten Kühlmitteltempera­ turabhängigen Korrekturterms IJTW zu der Grundeinspritzbeendigungs­ steuerzeit INJMAPF erhalten wird, gefolgt von der Beendigung des Pro­ gramms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S152 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S154 weiter, in welchem eine Grundeinspritz­ beendigungssteuerzeit INJMAPF für HI.VT und nicht-EGR-Betrieb in der­ selben Weise wie im Schritt S153 bestimmt wird. Dann wird in dem Schritt S155 eine Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für HI.VT und nicht-EGR- Betrieb berechnet, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S151 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf LO.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S156 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die EGR-Erlaub­ nisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S157 weiter, in welchem auf dieselbe Weise wie im Schritt S153 eine Grund­ einspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für LO.VT und EGR-Betrieb be­ stimmt wird. Dann wird in dem Schritt S155 eine Einspritzbeendigungs­ steuerzeit IJLOGH für LO.VT und EGR-Betrieb berechnet, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S156 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S158 weiter, in welchem auf dieselbe Weise wie im Schritt S153 eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für LO.VT und nicht-EGR-Betrieb bestimmt wird. Dann geht das Programm zum Schritt S155 weiter, in welchem eine Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für LO.VT und nicht-EGR-Betrieb berechnet wird, gefolgt von der Beendigung des vorliegenden Programms.
Als nächstes wird das Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den Magerverbrennungsmodus, welcher in dem Schritt S135 in Fig. 10 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben. In diesem Verfahren wird in einem Schritt S160 zuerst, ähnlich zum Schritt S150, der Kühlmitteltemperatur-abhängige Korrekturterm IJTW bestimmt durch Durchsuchen der TW-IJTW-Tabelle der Fig. 13, basierend auf der Motor­ kühlmitteltemperatur TW.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S161 weiter, in welchem be­ stimmt wird, ob die EGR-Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S162 weiter, in welchem eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für EGR- Betrieb durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf der Motordrehzahl NE und der in dem Schritt S50 bestimmten Endkraft­ stoffeinspritzzeitperiode Tout bestimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S163 weiter und die Einspritz­ beendigungssteuerzeit IJLOGH wird auf einen Wert gesetzt, der durch Addieren des in dem Schritt S160 berechneten Kühlmitteltemperatur-ab­ hängigen Korrekturterms IJTW zu der Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF erhalten wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S161 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S164 weiter, in welchem eine Grundeinspritz­ beendigungssteuerzeit INJMAPF für nicht-EGR-Betrieb in derselben Weise wie im Schritt S162 bestimmt wird. Dann wird im Schritt S163 eine Ein­ spritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für nicht-EGR-Betrieb berechnet, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den Schichtverbrennungsmodus, der in dem Schritt S135 in Fig. 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben. In diesem Verfahren wird anders als die Einspritzbeendigungssteuerzeit für den stö­ chiometrischen Verbrennungsmodus und den Magerverbrennungsmodus die Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD als eine Kurbelwinkelposition nach TDC des Verdichtungstakts berechnet.
In dem Verfahren wird zuerst in einem Schritt S170 bestimmt, ob die EGR- Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S171 weiter, in welchem eine Grundeinspritz­ beendigungssteuerzeit INJMAPF (voreingestellte Kraftstoffeinspritzsteuer­ Zeit für den Schichtverbrennungsmodus) für EGR-Betrieb basierend auf der Motordrehzahl NE und der in dem Schritt S70 bestimmten Endkraftstoffein­ spritzzeitperiode Tout bestimmt.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S172 weiter, in welchem die Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF auf die Einspritzbeendi­ gungssteuerzeit IJLOGD für EGR-Betrieb gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S170 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S173 weiter, in welchem eine Grundeinspritz­ beendigungssteuerzeit INJMAPF für nicht-EGR-Betrieb in derselben Weise wie im Schritt S171 bestimmt wird. Dann wird im Schritt S172 die Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF auf eine Einspritzbeendi­ gungssteuerzeit IJLOGD für nicht-EGR-Betrieb gesetzt, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, der in dem Schritt S140 in Fig. 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben. In diesem Verfahren, wie detailliert nachfolgend beschrieben wird, werden zwei Einspritzbeendigungssteuerzeiten IJLOGH, IJLOGD der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj für den Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus berechnet. In diesem Fall wird die erste-Stufe-Einspritz­ beendigungssteuerzeit IJLOGH als eine Kurbelwinkelposition nach TDC im Ansaugtakt berechnet und die zweite-Stufe-Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD wird als eine Kurbelwinkelposition nach TDC in dem Verdichtungs­ takt berechnet.
In diesem Verfahren wird in einem Schritt S180 ähnlich den Schritten S150, S160 zuerst der Kühlmitteltemperatur-abhängige Korrekturkoeffizient IJTW durch Durchsuchen der TW-IJTW-Tabelle bestimmt.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S181 weiter, in welchem ein durch Subtrahieren der in dem Schritt S138 bestimmten Verdichtungs­ takteinspritzzeitperiode ToutdbD von der in dem Schritt S90 bestimmten Endkraftstoffeinspritzzeitperiode Tout für den Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus erhaltener Wert auf die erste-Stufe-Einspritzzeitperiode ToutH (Kraftstoffeinspritzzeitperiode während des Ansaugtakts für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus) gesetzt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S182 weiter, in welchem die Verdichtungstakteinspritzzeitperiode ToutdbD auf die zweite-Stufe-Ein­ spritzzeitperiode ToutD (Einspritzzeitperiode während des Verdichtungs­ takts für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus) gesetzt wird.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S183 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der unmittelbar vorangehende Wert S_EMODn-1 des Verbrennungsmodusmonitors 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Verbrennungsmodus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus der stö­ chiometrische Verbrennungsmodus ist, werden ähnlich zu den Schritten S156 bis S158 des Einspritzbeendigungssteuerzeitberechnungsverfahren für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus die folgenden Schritte S184 bis S186 ausgeführt.
Insbesondere wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S184 positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb ausgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S185 weiter, in welchem ein Kennfeld, das in dem Schritt S157 verwendet wird, basierend auf der Motordrehzahl NE und der in dem Schritt S181 bestimmten erste-Stufe-Einspritzzeitperiode ToutH abgesucht wird, um eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus und EGR-Betrieb zu bestimmen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S184 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S186 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S185 eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus und nicht-EGR-Betrieb unter Verwendung des in dem Schritt S158 verwendeten Kennfelds bestimmt wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S183 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Verbrennungsmodus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus nicht der stöchiome­ trische Verbrennungsmodus ist, werden die folgenden Schritte S187 bis S189 entsprechend den Schritten S161, S162, S164 des Einspritzbeendi­ gungssteuerzeitberechnungsverfahrens für den Magerverbrennungsmodus durchgeführt.
Insbesondere wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S187 positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S188 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S185 eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den Magerverbrennungsmodus und EGR-Betrieb unter Verwendung des in dem Schritt S162 verwendeten Kennfelds bestimmt wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S187 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S189 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S185 eine Einspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den Magerverbrennungsmodus und nicht-EGR-Betrieb unter Verwendung des in dem Schritt S164 verwendeten Kennfelds bestimmt wird.
Folgend einem der Schritte S185, S186, S188 und S189 geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S190 weiter, in welchem ein durch Addieren des Temperatur-abhängigen Korrekturterms IJTW zu der Grundeinspritzbeen­ digungssteuerzeit INJMAPF erhaltener Wert auf die erste-Stufe-Einspritz­ beendigungssteuerzeit IJLOGH gesetzt wird.
Als nächstes werden die folgenden Schritte S191 bis S194 entsprechend den Schritten S170 bis S173 des Einspritzbeendigungssteuerzeitberech­ nungsverfahrens für den Schichtverbrennungsmodus durchgeführt. Ins­ besondere wird in einem Schritt S191 bestimmt, ob F_EGR 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S192 weiter, in welchem eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den Schichtverbrennungsmodus und EGR-Betrieb durch Durchsuchen des in dem Schritt S171 verwendeten Kennfelds, basierend auf der Motor­ drehzahl NE und der in dem Schritt S182 bestimmten zweite-Stufe-Ein­ spritzzeitperiode ToutD bestimmt wird. Dann geht das Programm zu einem Schritt S193 weiter, in welchem die Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den Schichtverbrennungsmodus und EGR-Betrieb auf die zweite-Stufe-Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S191 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S194 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S192 eine Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den Schichtverbrennungsmodus und nicht EGR-Betrieb durch Durchsuchen des in Schritt S173 verwendeten Kennfelds bestimmt wird und dann geht das Programm zum Schritt S193 weiter, in welchem die Grundeinspritz­ beendigungssteuerzeit INJMAPF auf die zweite-Stufe-Einspritzbeendigungs­ steuerzeit IJLOGD gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Pro­ gramms.
Wie oben beschrieben, wird in den Schritten S180 bis S193 die Einspritz­ beendigungssteuerzeit im Ansaugtakt für den Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus auf die Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGH für den homogenen Verbrennungsmodus gesetzt, der von dem Kennfeld für den homogenen Verbrennungsmodus abgefragt wird, während die Einspritz­ beendigungssteuerzeit im Verdichtungstakt für denselben Modus auf die Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD für den Schichtverbrennungsmodus gesetzt wird, der aus dem Kennfeld für den Schichtverbrennungsmodus abgefragt wird. Daher ist es nicht notwendig, ein Kennfeld zusätzlich zu den Kennfeldern für den homogenen Verbrennungsmodus und den Schicht­ verbrennungsmodus bereitzustellen, wodurch die Zahl der ROMs 2c oder die Kapazität des ROM 2c verringert werden kann.
Als nächstes wird das KCMD-Berechnungsverfahren im Schritt S83 des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus-Steuer/Regelverfahrens der Fig. 7 unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben. Als erstes wird in einem Schritt S200 bestimmt, ob der unmittelbar vorangehende Wert S_EMODn-1 des Verbrennungsmodusmonitors 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Verbrennungs­ modus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist, geht das Pro­ gramm zu einem Schritt S201 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der unmittelbar vorangehende Wert des Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffi­ zienten KCMD, der in dem RAM 2b gespeichert ist, gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert KBSST ist oder nicht. Der vorbestimmte Wert KBSST wird auf einen Wert des Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizien­ ten KCMD entsprechend dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesetzt.
Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der un­ mittelbar vorangehende Wert des Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffi­ zienten KCMD auf einer mageren Seite bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, geht das Programm zu einem Schritt S202 weiter, in welchem bestimmt wird, ob eine Flag F_PRISM 1 annimmt oder nicht. Die Flag F_PRISM gibt an, ob die optimale A/F-Steuerung/Regelung, die auf das Signal von dem O2-Sensor anspricht (nachfolgend als "die O2.A/F-Steuerung/Regelung" bezeichnet) ausgeführt wird oder nicht und auf 1 gesetzt, wenn die O2.A/F-Steuerung/Regelung ausgeführt wird und auf 0, wenn dieselbe nicht ausgeführt wird.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die O2.A/F- Steuerung/Regelung ausgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S203 weiter, in welchem ein KCMD-Berechnungsverfahren für die O2.A/F-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, um den Endsoll-Luft-Kraftstoff- Verhältniskoeffizienten KCMD zu berechnen, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S202 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die O2.A/F-Steuerung/Regelung nicht durchgeführt wird, wird das Programm unmittelbar beendet, ohne den unmittelbar vor­ angehenden Wertdes Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD, der in dem RAM 2b gespeichert ist, zu aktualisieren.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S201 positiv (JA) ist, d. h. wenn der unmittelbar vorangehende Wert des Endsoll-Luft-Kraft­ stoff-Verhältniskoeffizienten KCMD auf einer fetten Seite bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, wird das Programm auch unmittelbar beendet, ohne diesen Wert zu aktualisieren.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S200 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Verbrennungsmodus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus nicht der stöchiome­ trische Verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S204 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der unmittelbar vorangehende Wert S_EMODn-1 des Verbrennungsmodusmonitors 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Verbrennungs­ modus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus der Magerverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S205 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die EGR-Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S206 weiter, in welchem ein Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KBS für den Magerverbrennungsmodus und EGR-Betrieb durch Durchsuchen eines nicht gezeigten Kennfelds basierend auf dem im Schritt S1 be­ stimmten geforderten Drehmoment PME und der Motordrehzahl NE be­ stimmt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S208 weiter, in welchem ein Wert, der durch Multiplizieren des Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisko­ effizienten KBS mit dem in dem Schritt S6 bestimmten Kühlmitteltemperatur­ abhängigen Korrekturkoeffizienten KTW erhaltener Wert auf den Endsoll- Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S205 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S207 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S206 ein Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KBS für den Magerverbrennungsmodus und nicht-EGR-Betrieb bestimmt wird. Als nächstes geht das Programm zum Schritt S208 weiter, in welchem der Endsoll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD berechnet wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S204 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Verbrennungsmodus vor dem Übergang zum Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus der Schichtverbrennungs­ modus ist, werden ähnlich den Schritten S205 bis S206, Schritte S209 bis S211 durchgeführt. Insbesondere wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, wird in derselben Weise wie im Schritt S206 ein Grundsoll-Luft-Kraft­ stoff-Verhältniskoeffizient KBS für den Schichtverbrennungsmodus und EGR-Betrieb in den Schritten S209, S210 bestimmt und dann wird der obige Schritt S208 durchgeführt, gefolgt von der Beendigung des Pro­ gramms. Wenn andererseits der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, wird in derselben Weise wie im Schritt S206 ein Grundsoll-Luft-Kraftstoff-Ver­ hältniskoeffizient KBS für den Schichtverbrennungsmodus und nicht EGR- Betrieb bestimmt (Schritte S209, S211) und dann wird der Schritt S208 ausgeführt, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Nachfolgend wird das Zündsteuerzeitsteuer/regelverfahren unter Bezug­ nahme auf die Fig. 18 bis 26 beschrieben. Fig. 18 zeigt ein Haupt­ programm für dieses Verfahren, das ausgeführt wird, wann immer das TDC-Signal erhalten wird, in einer dem oben beschriebenen Kraftstoffein­ spritzsteuer/regelverfahren folgenden Weise.
Bezugnehmend auf Fig. 18 wird zuerst in einem Schritt S220 ein nach­ folgend beschriebenes IGMAP-Berechnungsverfahren durchgeführt, um einen Kennfeldwert IGMAP für eine Einspritzsteuerzeit IG zu bestimmen. Dann geht das Programm zu einem Schritt S221 weiter, in welchem der im Schritt S220 bestimmte Kennfeldwert IGMAP auf eine Grundein­ spritzsteuerzeit IGBASi gesetzt wird.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S222 weiter, in welchem ein Korrekturtermberechnungsverfahren durchgeführt wird, um Korrekturterme zu berechnen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Dann geht das Programm zu einem Schritt S223 weiter, in welchem ein Gesamtkorrektur­ term IGCR berechnet wird durch Anwendung der in dem Schritt S222 bestimmten Korrekturterme auf die folgende Gleichung (5):
IGCR = IGTW + IGIDL - IGTA - IGACCR + IGWOT - IGTWR - IGATR (5)
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S224 weiter, in welchem eine Endeinspritzsteuerzeit IGABi berechnet wird durch Anwenden eines durch Addieren des gesamten Korrekturterms IGCR zu der Grundeinspritz­ steuerzeit IGBASi erhaltenen Werts IGLOG auf die folgende Gleichung (6):
IGABi = IGLOG + IGADJ = (IGBASi + IGCR) + IGADJ (6)
gefolgt von der Beendigung des Programms. Ein Treibersignal, das auf der Endeinspritzsteuerzeit IGABi basiert, wird der Zündkerze 5 als ein auf die Zündsteuerzeit IG hindeutendes Signal zugeführt. In der obigen Gleichung (6) stellt IGADJ einen Korrekturterm zur Korrektur von Fehlern bei den erfassten Werten der Drehwinkel der Kurbelwelle 3e und der Nockenwelle 6 dar, d. h. Abweichungen von den richtigen Werten davon, und zur Korrek­ tur von Signalverzögerungen von verschiedenen Sensoren dar und wird als ein positiver oder negativer Wert berechnet.
Danach wird das in dem Schritt S220 in Fig. 18 durchgeführte IGMAP- Berechnungsverfahren unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben. Zuerst wird in einem Schritt S230 bestimmt, ob die Verbrennungsmodusüber­ gangsflag F_CMOD 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Fragen negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S231 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungs­ modusmonitor S_EMOD 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn S_EMOD = 1 gültig ist, was bedeutet, dass der Motor 3 in dem stöchiometrischen Verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S232 weiter, in welchem ein IGMAPm-Abfrageverfahren für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus durchgeführt wird, um einen Grundkennfeldwert IGMAPm für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus zu bestimmen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S231 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem stöchiometrischen Ver­ brennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S233 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusmonitor S_EMOD 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Magerverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S234 weiter, in welchem ein IGMAPm-Ab­ frageverfahren für den Magerverbrennungsmodus, das nachfolgend be­ schrieben wird, durchgeführt wird, um einen Grundkennfeldwert IGMAPm für den Magerverbrennungsmodus zu bestimmen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S233 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn S_EMOD = 2 gültig ist, was bedeutet, dass der Motor 3 in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S235 weiter, in welchem ein IGMAPm-Abfrageverfahren für den Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird, um einen Grundkennfeld­ wert IGMAPm für den Schichtverbrennungsmodus zu bestimmen.
Folgend einem der IGMAPm-Abfrageverfahren in einem der Schritte S232, S234 und S235 geht das Programm zu einem Schritt S236 weiter, in welchem eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf dem EGR-abhängigen Korrekturkoeffizient KEGR (KEGR wird in einem der Schritte S22, S42 und S62 bestimmt) für den entsprechenden Verbrennungsmodus abgesucht wird, um einen KEGR-abhängigen Korrekturterm IGKEGR zu bestimmen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S237 weiter, in welchem eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf der tatsächlichen Nockenphase CAIN abgesucht wird, um einen VTC-abhängigen Korrekturterm IGVTC zu be­ stimmen.
Als nächstes geht das Programm zu dem Schritt S238 weiter, in welchem der KEGR-abhängige Korrekturterm IGKEGR und der VTC-abhängige Korrek­ turterm IGVTC zu dem Grundkennfeldwert IGMAPm addiert werden, der in einem der Schritte S232, S234 und S235 bestimmt wird, um auf diese Weise den Kennfeldwert IGMAB zu bestimmen, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S230 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S239 weiter, in welchem ein nicht gezeigtes Kennfeld basierend auf der Motordrehzahl NE und der zweite-Stufe-Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD (Einspritz­ beendigungssteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus) die in dem Schritt S193 bestimmt wird, abgesucht wird, um den Grundkennfeldwert IGMAPm zu bestimmen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S240 weiter, in welchem der Grundkennfeldwert IGMAPm auf den Kennfeldwert IGMAP gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms. Somit wird in dem Zweistu­ fenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus der Kennfeldwert IGMAP basie­ rend auf der Motordrehzahl NE und der Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD, d. h. der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj für den Schichtverbren­ nungsmodus bestimmt. In diesem Fall hat, wie nachfolgend beschrieben, die Motordrehzahl NE einen wichtigen Einfluss auf die Stabilität der Ver­ brennung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus und zur selben Zeit wird die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit θinj für den Schichtver­ brennungsmodus auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ver­ dichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus gesetzt. Der zu diesem Zeitpunkt eingespritzte Kraftstoff ist an der Zün­ dung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus beteiligt. Daher ist es möglich, die stabile Verbrennung des Motors sicherzustellen, indem der Kennfeldwert IGMAP auf einen solchen Wert gesetzt wird, der die stabile Verbrennung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus ermöglichen wird.
Als nächstes wird das IGMAPm-Abfrageverfahren für den stöchiometri­ schen Verbrennungsmodus, das in dem Schritt S232 in Fig. 19 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 20 beschrieben. In diesem Verfahren wird der Grundkennfeldwert IGMAPm bestimmt. Als erstes wird in einem Schritt S250 bestimmt, ob die VTEC-Erlaubnisflag F_VTEC 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf HI.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S251 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die EGR-Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S252 weiter, in welchem ein nicht gezeigtes Kennfeld basierend auf der Motor­ drehzahl NE und dem geforderten Drehmoment PME, die in dem Schritt S1 bestimmt wurden, abgesucht wird, um einen Grundkennfeldwert IGMAPm für HI.VT und EGR-Betrieb zu bestimmen, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S251 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S253 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S252 ein Grundkennfeldwert IGMAPm für HI.VT und nicht- EGR-Betrieb bestimmt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S250 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Ventilsteuerzeit auf LO.VT gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S254 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die Leerlaufflag F_IDLE 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S255 weiter, in wel­ chem eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf einer Sollleerlaufdrehzahl NOBJ abgesucht wird, um einen Kennfeldwert IGIDLn für Leerlaufbetrieb zu bestimmen. Dann geht das Programm zu einem Schritt S256 weiter, in welchem der Kennfeldwert IGIDLn für Leerlaufbetrieb auf den Grundkenn­ feldwert IGMAPm gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S254 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S257 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die EGR- Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S258 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S252 ein Grund­ kennfeldwert IGMAPm für LO.VT und EGR-Betrieb bestimmt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S257 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S259 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S252 ein Grundkennfeldwert IGMAPm für LO.VT und nicht- EGR-Betrieb bestimmt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Als nächstes wird das IGMAPm-Abfrageverfahren für den Magerverbren­ nungsmodus, das in dem Schritt S234 in Fig. 19 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 21 beschrieben. Als erstes wird in einem Schritt S260 bestimmt, ob die EGR-Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S261 weiter, in welchem ein nicht gezeigtes Kennfeld basierend auf der Motor­ drehzahl NE und dem geforderten Drehmoment, das in dem Schritt S1 bestimmt wird, abgesucht wird, um einen Grundkennfeldwert IGMAPm für EGR-Betrieb zu bestimmen, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S260 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S262 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S261 ein Grundkennfeldwert IGMAPm für nicht-EGR-Betrieb bestimmt wird, gefolgt von der Beendigung des vorliegenden Programms.
Als nächstes wird das IGMAPm-Abfrageverfahren für den Schichtverbren­ nungsmodus in dem Schritt S235 in Fig. 19 unter Bezugnahme auf Fig. 22 beschrieben. Zuerst wird in dem Schritt S270 bestimmt, ob die EGR- Erlaubnisflag F_EGR 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der EGR- Betrieb durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S271 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die Leerlaufflag F_IDLE 1 annimmt oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S272 weiter, in wel­ chem ein nicht gezeigtes Kennfeld basierend auf der Zündbeendigungs­ steuerzeit IJLOGD während des Verdichtungstakts, die in dem Schritt S172 oder in dem Schritt S193 bestimmt wird, und der Motordrehzahl NE abge­ sucht, um einen Kennfeldwert IGIDLn für Leerlaufbetrieb zu bestimmen. Dann geht das Programm zu einem Schritt S273 weiter, in welchem der Kennfeldwert IGIDLn für Leerlaufbetrieb auf den Grundkennfeldwert IG­ MAPm gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S271 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht im Leerlauf ist, geht das Programm zu einem Schritt S274 weiter, in welchem ein nicht gezeigtes Kennfeld, basierend auf der Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD während des Verdichtungstakts, die in dem Schritt S172 oder in dem Schritt S193 be­ stimmt wird, und der Motordrehzahl NE abgesucht, um einen Grundkenn­ feldwert IGMAPm für EGR-Betrieb zu bestimmen, gefolgt von der Beendi­ gung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S270 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der EGR-Betrieb nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S275 weiter, in welchem in derselben Weise wie im Schritt S274 ein Grundkennfeldwert IGMAPm für nicht-EGR-Betrieb basierend auf der Einspritzbeendigungssteuerzeit IJLOGD während des Verdichtungstakts, die in dem Schritt S172 oder dem Schritt S193 be­ stimmt wird, und der Motordrehzahl NE bestimmt, gefolgt von der Beendi­ gung des Programms.
Als nächstes wird das Korrekturtermberechnungsverfahren, das in dem Schritt S222 in Fig. 18 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben. Wie in der Figur gezeigt, wird in einem Schritt S280 zuerst ein IGTW-Berechnungsverfahren durchgeführt. Insbesondere wird eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf der Motorkühlmitteltemperatur TW abge­ sucht, um einen niedrige-Kühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturterm IGTW zu bestimmen.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S281 weiter, in welchem ein IGIDL-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Verfahren wird eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf der Motordrehzahl NE wäh­ rend eines Leerlaufbetriebs abgesucht, um einen leerlaufdrehungsabhängi­ gen Korrekturterm IGIDL zu bestimmen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S282 weiter, in welchem ein IGTA-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. Insbesondere wird eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf der Einlasslufttemperatur TA abge­ sucht, um einen Einlasslufttemperatur-abhängigen Korrekturterm IGTA zu bestimmen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S283 weiter, in welchem ein IGACCR-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. Insbesondere wird eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf einer Fahrzeugbeschleunigung ACCR abgesucht, um einen beschleunigungsabhängigen Korrekturterm IGACCR zu bestimmen.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S284 weiter, in welchem ein IGWOT-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. Insbesondere wird eine nicht gezeigte Tabelle in Abhängigkeit davon abgesucht, ob die von dem Drosselventilöffnungssensor 32 erfasste Drosselventilöffnung TH vollständig offen ist, um einen vollständig-offene-Drossel-abhängigen Korrekturterm IGWOT zu bestimmen.
Dann geht das Programm zu einem Schritt S285 weiter, in welchem ein IGTWR-Berechnungsverfahren durchgeführt wird. Details dieses Verfahrens werden nachfolgend beschrieben.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S286 weiter, in welchem ein IGATR-Berechnungsverfahren durchgeführt wird, gefolgt von der Been­ digung des vorliegenden Programms. In diesem Verfahren wird eine nicht gezeigte Tabelle basierend auf einer Gangstufe NGAR des automatischen Getriebes, welche durch den Gangstufensensor 31 erfasst wird, abgesucht, um einen AT-schaltabhängigen Korrekturterm IGATR zu bestimmen.
Als nächstes wird das IGTWR-Berechnungsverfahren, das im Schritt S285 in Fig. 23 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 24 beschrieben. Wie in der Figur gezeigt, wird in diesem Verfahren zuerst in einem Schritt S290 bestimmt, ob S_EMOD ≠ 2 gültig ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S291 weiter, in welchem eine TW-IGTWR-Tabelle, von der ein Beispiel in Fig. 25 gezeigt ist, basierend auf der Motorkühlmitteltemperatur TW abgesucht wird, um einen hohe-Motorkühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturterm IGTWR zu berechnen, gefolgt von der Beendigung des vorliegenden Pro­ gramms.
In der TW-IGTWR-Tabelle bezeichnet eine Kurve in der durchgezogenen Linie Tabellenwerte des hohe-Kühlmitteltemperatur-abhängigen Korrektur­ terms IGTWR und die Tabelle ist so aufgebaut, dass sich der Tabellenwert mit Erhöhung der Motorkühlmitteltemperatur TW erhöht, aus dem folgen­ den Grund: Wie in der im Schritt S223 verwendeten Gleichung (5) gezeigt, ist der hohe-Kühltemperatur-abhängige Korrekturterm IGTWR ein Subtra­ hententerm und folglich wird, wenn dieser Wert größer wird, die Endzünd­ steuerzeit IGABi, d. h. die Zündsteuerzeit IG verzögert. Andererseits wird bei der homogenen Verbrennung im Allgemeinen die Verbrennungstemperatur höher, wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW höher ist, was bewirkt, dass das Klopfen leichter auftritt. Daher wird die Zündsteuerzeit IG um einen größeren Grad durch Setzen des hohe-Kühlmitteltemperatur-abhängi­ gen Korrekturterms IGTWR auf einen größeren Wert verzögert, wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW höher ist, um auf diese Weise Klopfen zu verhindern.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S290 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Schichtverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S292 weiter, in welchem der hohe- Kühlmitteltemperatur-abhängige Korrekturterm IGTWR in derselben Weise wie in dem Schritt S291 berechnet wird, um den hohe-Kühlmitteltempera­ tur-abhängigen Korrekturterm IGTWR für den Schichtverbrennungsmodus zu berechnen, gefolgt von der Beendigung des Programms. In diesem Fall stellt eine durch eine unterbrochene Linie in Fig. 25 bezeichnete Kurve Tabellenwerte für den hohe-Kühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturterm IGTWR für den Schichtverbrennungsmodus dar. Wie aus der Figur ersicht­ lich ist, ist diese Tabelle so aufgebaut, dass der Tabellenwert eine Tendenz ähnlich zu der für den homogenen Verbrennungsmodus besitzt, aber kleiner als derselbe ist. Das heißt, dass der Verzögerungsbetrag der Zündsteuerzeit IG konfiguriert ist, um kleiner als der für den homogenen Verbrennungs­ modus zu sein, aus den folgenden Gründen (1) und (2):
(1) Erstens wird in dem Schichtverbrennungsmodus Kraftstoff in die Ausnehmung 3d des Kolbens 3a eingespritzt und der Kraftstoff wird durch thermischen Austausch mit diesem Abschnitt des Kolbens 3a verdampft, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, sodass dann, wenn die Motor­ kühlmitteltemperatur TW höher ist, die Verdampfung des Gemisches geför­ dert wird.
(2) Ferner wird in dem Schichtverbrennungsmodus das Luft-Kraft­ stoff-Gemisch zu dem Zeitpunkt des Erreichens der Nähe der Zündkerze 5 gezündet und das Gemisch ist zum Zeitpunkt der Zündung von Luft umge­ ben, sodass abweichend von dem Fall des homogenen Verbrennungsmodus Klopfen kaum vorkommt.
Es sollte bemerkt werden, dass das IGTWR-Berechnungsverfahren in einer in Fig. 26 veranschaulichten Weise durchgeführt werden kann. Wie in dieser Figur gezeigt, sind die Schritte S295, S296 dieses Verfahrens diesel­ ben wie die Schritte S290, S291 in Fig. 24 und folglich wird nur ein Schritt S297 beschrieben. In dem Schritt S297 wird der hohe Kühlmittel­ temperatur-abhängige Korrekturterm IGTWR für den Schichtverbrennungs­ modus auf einen Wert von 0 gesetzt. Das heißt, in diesem Verfahren wird die Verzögerung der Zündsteuerzeit durch den hohe-Kühlmitteltemperatur- abhängigen Korrekturterm IGTWR ausgelassen, wenn der Motor in dem Schichtverbrennungsmodus ist. Dies deswegen, da Klopfen in dem Schicht­ verbrennungsmodus, wie oben beschrieben, kaum vorkommt.
Als nächstes wird das Verbrennungsmodusübergangsbestimmungs­ verfahren, das für den Übergang zwischen dem homogenen Verbrennungs­ modus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 27 beschrieben. Dieses Verfahren wird durchge­ führt, wann immer eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 10 msec) vergeht, gemäß Einstellungen eines Programmzeitgebers.
Als erstes wird in einem Schritt S300 bestimmt, ob die Verbrennungs­ modusübergangsflag F_CMOD 0 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem Zwei­ stufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S301 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der unmittelbar vorangehende Wert S_EMODn-1 des Verbrennungsmodusmonitors S_EMOD 2 annimmt oder nicht und zur selben Zeit der vorhandene Wert S_EMODn nicht 2 annimmt oder nicht. Dies ist zur Bestimmung, ob sich der Betriebsbereich des Motors 3 von dem Schichtverbrennungsbereich zu dem in Fig. 3 gezeigten homogenen Verbrennungsbereich verlagert hat oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, wird beurteilt, dass der Betriebsbereich des Motors 3 in der vorhandenen Schleife sich von dem Schichtverbrennungsbereich zum homogenen Verbrennungsbereich ver­ lagen: hat, sodass der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus gestartet werden sollte und folglich geht das Programm zu einem Schritt S302 weiter, in welchem die Verbrennungsmodusübergangsflag F_CMOD, die auf diese Tatsache hindeutet, auf 1 gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S301 negativ (NEIN) ist, geht das Programm zu einem Schritt S303 weiter, in welchem bestimmt wird, ob der unmittelbar vorausgehende Wert S_EMODn-1 des Verbrennungsmodusmonitors S_EMOD nicht 2 annimmt, aber zur selben Zeit der gegenwärtige Wert S_EMODn 2 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, wird beurteilt, dass der Betriebs­ bereich des Motors 3 sich in der gegenwärtigen Schleife von dem homo­ genen Verbrennungsbereich zum Schichtverbrennungsbereich verlagert hat und folglich sollte der Motor 3 dazu veranlasst werden, in den Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzutreten, sodass das Programm zu einem Schritt S304 weitergeht, in welchem ähnlich zum Schritt S302 die Verbrennungsmodusübergangsflag F_CMOD auf 1 gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S303 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Betriebsbereich des Motors 3 sich nicht in der gegenwärtigen Schleife zwischen dem Schichtverbrennungsbereich und dem homogenen Verbrennungsbereich verlagert hat, geht das Programm zu einem Schritt S305 weiter, in welchem die Zählung tmCCMOD eines Zweistufenkraft­ stoffeinspritzverbrennungsmoduszeitgebers auf 0 gesetzt wird, gefolgt von der Beendigung des Programms. Der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmoduszeitgeber bestimmt die Beendigungssteuerzeit einer Perioden­ dauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S300 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus ist, geht das Programm zu einem Schritt S306 weiter, in welchem die Zählung tmCCMOD des Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmoduszeitgebers erhöht wird. Dann geht das Programm zu einem Schritt S307 weiter, in welchem die Zählung tmCCMOD, die im Schritt S306 erhöht wurde, eine vorbestimmte Zeitperiode X_TMCCMOD (Wert entspricht dieser Periode) überschritten hat. Die vorbestimmte Zeitperiode X_TMCCMOD (Parameter deutet auf das Ansprechen des EGR-Steuer/- Regelventils 16 hin) repräsentiert das Ansprechen des EGR-Steuer/Regel­ ventlls 16 und ist als eine Schließzeitperiode gesetzt, die das EGR-Ventil 16 benötigt, um von einem Ventilhubbetrag von 100% zu einem Ventilhubbe­ trag von 5% zu schließen.
Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn tmCCMOD ≦ X_TMCCMOD gültig ist, was bedeutet, dass die vorbestimmte Zeitpe­ riode X_TMCCMOD seit dem Start des Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus nicht vergangen ist, wird das vorliegende Programm sofort beendet, um den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus vorzusetzen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S307 positiv (JA) ist, d. h. wenn tmCCMOD < X_TMCCMOD gültig ist, was bedeutet, dass die vorbestimmte Zeitperiode X_TMCCMOD nach dem Start des Zweistu­ fenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus verstrichen ist, wird bestimmt, dass der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus beendet werden sollte, sodass das Programm zu einem Schritt S308 weitergeht, in wel­ chem die Verbrennungsmodusflag F_CMIOD auf 0 gesetzt wird, um die obige Tatsache anzudeuten, gefolgt von der Beendigung des Programms.
Wie oben beschrieben, wird die Periodendauer des Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus basierend auf der vorbestimmten Zeitperiode X_TMCCMOD bestimmt, welche die Schließzeitperiode ist, die das EGR- Steuer/Regelventil 16 zum Schließen benötigt. Wie oben beschrieben erhöht sich der Sollventilhubbetrag LCMD des EGR-Steuer/Regelventils 16 im Allgemeinen zwischen dem Schichtverbrennungsmodus und dem homo­ genen Verbrennungsmodus. Daher benötigt es während eines Übergangs zwischen diesen Modi Zeit für das EGR-Steuer/Regelventil 16 zum Soll­ ventilhubbetrag LCMD für den Modus nach dem Übergang zu wechseln. Daher kann durch Setzen der vorbestimmten Zeitperiode X_TMCCMOD, welche das Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils 16 berücksichtigt, auf die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, wie oben beschrieben, der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmo­ dus fortgesetzt werden, bis der Ventilhubbetrag des EGR-Steuer/Regelven­ tils 16 tatsächlich zu dem für den Verbrennungsmodus nach dem Zweistu­ fenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus geändert ist. Als ein Ergebnis kann die stabile Verbrennung auf die Beendigung des Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus sichergestellt werden, wodurch z. B. eine stabile Fahrbarkeit mit kleinen Änderungen der Motorleistung zwischen vor und nach dem Zweistufenkraftstoffeinsprützverbrennungsmodus sicherge­ stellt werden kann. Da ferner die Periodendauer des Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus, wie oben beschrieben, bestimmt wird, ist es möglich, die Periodendauer auf eine minimal benötigte Periode zu verrin­ gern, wodurch eine Verschlechterung von Abgasemissionscharakteristika in Folge einer NOx-Zunahme zum niedrigeren Niveau gesteuert/geregelt wer­ den kann.
Es sollte bemerkt werden, dass das Verbrennungsmodusübergangsbestim­ mungsverfahren durch ein in Fig. 28 veranschaulichtes Verfahren anstelle des oben beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden kann. Das in Fig. 28 veranschaulichte Verfahren bestimmt die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus unter Verwendung einer Differenz dLACT im Ventilhubbetrag anstelle der Zählung des Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmoduszeitgebers. Wie in Fig. 28 gezeigt, sind die Schritte S310 bis S314 dieselben wie die Schritte S300 bis S304 des Verfahrens der Fig. 27, sodass eine detaillierte Beschreibung der Schritte S310 bis S314 ausgelassen wird, sondern nur unterschiedliche Punkte beschrieben werden.
Wenn in dem Verfahren die Antwort auf die Frage des Schritts S313 nega­ tiv (NEIN) ist, d. h. wenn der Motor 3 nicht in dem Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus ist, wird das vorliegende Programm sofort been­ det.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S310 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn F_CMOD = 1 gültig ist, geht das Programm zu einem Schritt S315 weiter, in welchem die Differenz dLACT im Ventilhubbetrag berechnet wird. Die Differenz dLACT (Parameter, der auf das Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils 16 hindeutet) wird als der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Sollventilhubbetrag LCMD und dem von dem Ventilhubbetragsensor 26 erfassten tatsächlichen Ventilhubbetrag LACT berechnet.
Als nächstes geht das Programm zu einem Schritt S316 weiter, in welchem bestimmt wird, ob die in dem Schritt S315 berechnete Differenz dLACT kleiner als eine vorbestimmte Differenz X_DlactCM ist. Die vorbestimmte Differenz X_DlactCM ist ein Schwellenwert zur Bestimmung, ob der tat­ sächliche Ventilhubbetrag LACT des EGR-Steuer/Regelventils 16 zu dem Sollventilhubbetrag LCMD konvergiert oder geändert ist und stellt das Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils 16 dar.
Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn dLACT ≧ X_DlactCM gültig ist, wird beurteilt, dass der tatsächliche Hubbetrag LACT nicht nahe genug am Sollventilhubbetrag LACT ist, sodass das Programm sofort beendet wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S316 positiv (JA) ist, d. h. wenn dLACT < X_DlactCM gültig ist, wird beurteilt, dass der tatsächliche Ventilhubbetrag des EGR-Steuer/Regelventils 16 nahe genug an den Sollventilhubbetrag LCMD nach dem Start des Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus gekommen ist, so dass das Programm zur Beendigung des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus zu einem Schritt S317 weitergeht, in welchem die Verbrennungsmodusübergangsflag F_CMOD auf 0 gesetzt wird, um diese Tatsache anzuzeigen, gefolgt von der Beendigung des Programms. Wie oben beschrieben wird abhängig davon, ob die Differenz dLACT kleiner als die vorbestimmte Differenz X_DlactCM wurde, d. h. wenn der tatsächliche Ventilhubbetrag des EGR- Steuer/Regelventils 16 im Wesentlichen den Sollventilhubbetrag LCMD erreicht hat, die Beendigungssteuerzeit des Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus bestimmt, sodass dieselben vorteilhaften Effekte, wie sie durch das Verfahren der Fig. 27 erhalten werden, erhalten werden können.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem Steuer/Regelsystem 1 der vor­ liegenden Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzzeitperiode ToutD (= ToutdbD), die einem Kraftstoffeinspritzbetrag während des Verdichtungs­ takts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus entspricht, basierend auf der Motordrehzahl NE bestimmt. Dies ermöglicht es, dass die Kraftstoffeinspritzzeitperiode ToutD während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus auf die minimale Menge gesetzt wird, in welcher eingespritzter Kraftstoff gezündet werden kann, wohingegen sogar dann, wenn diese Änderung auftritt, eine Änderung im Strömungszustand der Luft innerhalb des Zylinders, die durch eine Ände­ rung der Motordrehzahl NE, die daraufhin zu reflektieren ist, verursacht wird. Umgekehrt ist es möglich, eine Kraftstoffeinspritzzeitperiode ToutH während des Ansaugtakts, in welchem ein Gemisch in einem leicht ent­ zündlichen Zustand erzeugt wird, so lang als möglich sicherzustellen. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine stabile Verbrennung des in dem Zwei­ stufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus eingespritzten Kraftstoff wie auch eine ausgezeichnete Kraftstoffökonomie und Fahrbarkeit sicherzustel­ len.
Ferner werden die Einspritzbeendigungssteuerzeiten IJLOGH, IJLOGD während des Ansaugtakts und des Verdichtungstakts in dem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als die Einspritzbeendigungssteuer­ zeiten IJLOGH, IJLOGD für den homogenen Verbrennungsmodus bzw. den Schichtverbrennungsmodus bestimmt. Insbesondere werden sie unter Verwendung der Grundeinspritzbeendigungssteuerzeit INJMAPF für den homogenen Verbrennungsmodus und der für den Schichtverbrennungs­ modus, die in dem ROM 2c gespeichert sind, und dem Kühlmitteltempera­ tur-abhängigen Korrekturterm IJTW unabhängig von der Motorkühlmittel­ temperatur TW, der Motordrehzahl NE und den Kraftstoffeinspritzzeitperi­ oden ToutH, ToutD berechnet. Dies ermöglicht es, die Kraftstoffeinsprit­ zung mit richtigen Steuerzeiten während des Ansaugtakts bzw. des Ver­ dichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus durchzuführen, und da es nicht notwendig ist, ein ROM o. dgl. separat oder zusätzlich zur Verwendung bei der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzbeen­ digungssteuerzeiten IJLOGH, IJLOGD bereitzustellen oder die Kapazität davon für denselben Zweck zu erhöhen, können die Herstellungskosten in einem entsprechenden Ausmaß verringert werden.
Da ferner der Kennfeldwert IGMAP der Einspritzsteuerzeit IG in dem Zwei­ stufen kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf der Motordreh­ zahl NE bestimmt wird, was einen signifikanten Einfluss auf die Stabilität der Verbrennung in diesem Modus hat, und die Kraftstoffeinspritzbeendi­ gungssteuerzeit IJLOGD für den Schichtverbrennungsmodus bestimmt wird, ist es ferner möglich, eine stabile Verbrennung durch Setzen des Kennfeldwerts IGMAP auf einen Wert, der eine stabile Zündung in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus sicherstellt, sicherzustel­ len.
Ferner wird die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus basierend auf der vorbestimmten Zeitperiode X_TMCCMOD oder der Differenz dLACT, in welcher das Ansprechen des EGR-Steuer/­ Regelventils 16 berücksichtigt wird, bestimmt. Dies ermöglicht es, dass der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus fortgesetzt wird, bis der tatsächliche Ventilhubbetrag LACT des EGR-Steuer/Regelventils 16 tat­ sächlich im Wesentlichen auf den Sollventilhubbetrag LCMD für den Ver­ brennungsmodus nach dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus geändert ist. Als ein Ergebnis kann die stabile Verbrennung nach dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus sichergestellt werden, wodurch eine stabile Fahrbarkeit, bei welcher die Motorlei­ stungsschwankung klein ist, sichergestellt werden kann. Da ferner die Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus, wie oben beschrieben, bestimmt wird, kann sie auf die minimal benötigte Zeitperiode verringert werden, wodurch die Verschlechterung der Kraft­ stoffökonomie verhindert werden kann.
Ferner werden gemäß jedem Verbrennungsmodus das Endsoll-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis KCMD, der Sollventilhubbetrag LCMD, die Kraftstoffein­ spritzsteuerzeit θinj und die Zündsteuerzeit IG gesetzt und die Verwendung der so bestimmten Werte dieser Parameter für die Kraftstoffeinspritzsteu­ er/regelung ermöglicht es, dass der Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus und die Verbrennungsmodi vor und nach dem Zweistufen­ kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus so gesteuert/geregelt werden, dass das von dem Motor 3 erzeugte Drehmoment gleich dem geforderten Dreh­ moment PME wird. Als ein Ergebnis ist es, abweichend vom Stand der Technik, möglich zu verhindern, dass beim Start und der Beendigung des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus Drehmomentstufen auf­ treten.
Ferner hat sich insbesondere in dem Fall eines Verbrennungsmotors des In- Zylinder-Einspritztyps, wie in der vorliegenden Ausführungsform, in welcher der Einspritzer 4 im Wesentlichen in der Mitte einer Deckwand der Brenn­ kammer 3c angeordnet ist und Kraftstoff von dem Einspritzer 4 auf den Kolben 3a zu eingespritzt wird, durch Experiment bestätigt, dass die vor­ teilhaften Effekte der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform in einer optimierten Weise erhalten werden können, obwohl Daten des Experi­ ments hier nicht gezeigt sind.
Es sollte bemerkt werden, dass die Erfindung nicht speziell auf den Motor des In-Zylinder-Einspritztyps beschränkt ist, bei dem jeder Einspritzer 4 in einem wesentlichen Steuerabschnitt an der Deckwand einer entsprechen­ den Brennkammer 3c angeordnet ist, gemäß der vorliegenden Ausführungs­ form, aber die Erfindung kann bei anderen Motoren vom In-Zylinder-Ein­ spritztyp verwendet werden, bei dem die Einspritzer beispielsweise unter­ schiedlich angeordnet sind.
Es wird ferner von Fachleuten verstanden, dass das Vorangehende eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzbereich davon abzuweichen.
Ein Steuer/Regelsystem und Verfahren für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylinder-Kraftstoffeinspritztyps sind vorgesehen, welche geeignet sind, eine während eines Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzende Kraftstoffmenge und eine Periodendauer dieses Modus geeignet so zu bestimmen, dass eine stabile Verbrennung und glatter Übergang zwischen Verbrennungsmodi sichergestellt sind, um auf diese Weise eine ausgezeichnete Fahrbarkeit und Kraftstoffersparnis zu errei­ chen. Der Verbrennungsmodus des Motors wird zwischen einem homo­ genen Verbrennungsmodus, bei welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtverbrennungsmodus, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus umgeschaltet, bei wel­ chem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des An­ saugtakts und einmal während des Verdichtungstakts während des Über­ gangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schicht­ verbrennungsmodus durchgeführt wird. Das Steuer/Regelsystem umfasst eine ECU und einen Kurbelwinkelsensor. Die ECU berechnet ein gefordertes Drehmoment PME, das von dem Motor gefordert wird und bestimmt, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbren­ nungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus als der Verbrennungsmodus des Motors ausgewählt werden sollte, basierend auf dem geforderten Drehmoment PME. Die ECU bestimmt eine Einspritz­ zeitperiode ToutD während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraft­ stoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf der Motordrehzahl.

Claims (28)

1. Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylinder- Kraftstoffeinspritztyps, wobei der Motor betrieben wird, während ein Verbrennungsmodus davon zwischen einem homogenen Verbren­ nungsmodus, in welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylin­ der während eines Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schicht­ verbrennungsmodus, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und einem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus umgeschal­ tet wird, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des Ansaugtakts und einmal während des Verdich­ tungstakts während des Übergangs zwischen dem homogenen Ver­ brennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird,
wobei das Steuer/Regelsystem umfasst:
ein gefordertes-Drehmoment-Berechnungsmittel, zur Berech­ nung eines geforderten Drehmoments, das von dem Motor gefordert wird;
ein Motordrehzahlerfassungsmittel zur Erfassung einer Dreh­ zahl des Motors;
ein Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel zur Bestimmung, basierend auf dem berechneten geforderten Drehmoment, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbren­ nungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus als der Verbrennungsmodus ausgewählt sein sollte; und
ein Kraftstoffeinspritzmenge-Bestimmungsmittel zur Bestim­ mung einer während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraft­ stoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmenge basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors.
2. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend:
ein Speichermittel zum Speichern von Daten einer Kraftstoff­ einspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmo­ dus, welche im Voraus in einer zu einem Betriebszustand des Motors korrelierenden Weise gesetzt sind;
ein Betriebszustandserfassungsmittel zur Erfassung des Be­ triebszustands des Motors; und
ein Kraftstoffeinspritzsteuerzeitsetzmittel zum Setzen einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzungsverbrennungsmodus auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus bzw. die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungs­ modus in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand des Motors.
3. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 2, ferner umfassend ein Zünd­ steuerzeit-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Zündsteuerzeit für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors und der Kraftstoffeinspritz­ steuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus.
4. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Motor ein Ein­ lasssystem umfasst und
das Steuer/Regelsystem ferner umfasst:
ein EGR-Steuer/Regelventil zum Steuern/Regeln einer EGR- Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem zurückgeführt wer­ den; und
ein Periodendauer-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmo­ dus, basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR- Steuer/Regelventils anzeigt.
5. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 2, wobei der Motor ein Ein­ lasssystem umfasst und
das Steuer/Regelsystem ferner umfasst:
ein EGR-Steuer/Regelventil zum Steuern/Regeln einer EGR- Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem zurückgeführt wer­ den; und
ein Periodendauer-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungs­ modus, basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt.
6. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 3, wobei der Motor ein Ein­ lasssystem umfasst und
das Steuer/Regelsystem ferner umfasst:
ein EGR-Steuer/Regelventil zum Steuern/Regeln einer EGR- Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem zurückgeführt wer­ den; und
ein Periodendauer-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR-Steu­ er/Regelventils anzeigt.
7. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1, wobei das Kraftstoffein­ spritzmenge-Bestimmungsmittel die während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzusprit­ zende Kraftstoffmenge auf einen kleineren Wert setzt, wenn die Drehzahl des Motors höher ist.
8. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 7, umfassend ein angewen­ deter-Modus-Änderungsmittel, um zu bewirken, dass eine Gesamt­ menge an Kraftstoff für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus bei einer Einspritzsteuerzeit für den Schichtverbren­ nungsmodus eingespritzt wird, wenn eine Gesamtsumme aus der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus einzuspritzende Kraftstoffmenge, die durch das Kraftstoffeinspritzmenge-Bestimmungsmittel bestimmt wird, und aus einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge gleich oder kleiner als die Gesamtmenge an Kraftstoff ist.
9. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 2, wobei der homogene Ver­ brennungsmodus einen stöchiometrischen Verbrennungsmodus umfasst, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft- Kraftstoff-Verhältnis, das gleich oder fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und einen Magerver­ brennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verbrannt wird und wobei das Kraft­ stoffeinspritzsteuerzeitsetzmittel die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ansaugtakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzver­ brennungsmodus auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den stö­ chiometrischen Verbrennungsmodus setzt, wenn ein Verbrennungs­ modus, der dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus vorausgeht, der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist und auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Magerverbrennungsmodus setzt, wenn der Verbrennungsmodus, der dem Zweistufenkraftstoff­ einspritzverbrennungsmodus vorausgeht, ein anderer als der stöchio­ metrische Verbrennungsmodus ist.
10. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Be­ triebssteuer/regelwertesetzmittel zum Setzen wenigstens eines Soll- Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, einer Soll-EGR-Rate, einer Kraftstoffein­ spritzsteuerzeit und einer Zündsteuerzeit in Abhängigkeit des zur Auswahl bestimmten Verbrennungsmodus.
11. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine Deckwand umfasst, die auf eine Brennkammer weist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
12. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 2, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
13. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 3, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
14. Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 4, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einen mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
15. Steuer/Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor eines In-Zylin­ der-Kraftstoffeinspritztyps, wobei der Motor betrieben wird, während ein Verbrennungsmodus davon zwischen einem homogenen Verbren­ nungsmodus, in welchem eine Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylin­ der während des Ansaugtakts durchgeführt wird, einem Schichtver­ brennungsmodus, in welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylin­ der während eines Verdichtungstakts durchgeführt wird, und einem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus geschaltet wird, in welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einmal während des Ansaugtakts und einmal während des Verdichtungstakts wäh­ rend des Übergangs zwischen dem homogenen Verbrennungsmodus und dem Schichtverbrennungsmodus durchgeführt wird;
wobei das Steuer/Regelverfahren die Schritte umfasst:
Berechnen eines geforderten Drehmoments, das von dem Motor gefordert wird;
Erfassen einer Drehzahl des Motors;
Bestimmen, basierend auf dem berechneten geforderten Dreh­ moment, welcher von dem homogenen Verbrennungsmodus, dem Schichtverbrennungsmodus und dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus als der Verbrennungsmodus ausgewählt werden sollte; und
Bestimmen einer während des Verdichtungstakts in dem Zwei­ stufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzuspritzenden Kraft­ stoffmenge, basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors.
16. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 15, ferner umfassend die Schritte:
Speichern von Daten einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus und einer Kraftstoffeinspritzsteuer­ zeit für den Schichtverbrennungsmodus, dis im Voraus in einer einem Betriebszustand des Motors korrelierenden Weise gesetzt sind;
Erfassen des Betriebszustands des Motors; und
Setzen einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des An­ saugtakts und einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit während des Ver­ dichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbren­ nungsmodus auf die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den homogenen Verbrennungsmodus bzw. die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus, in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand des Motors.
17. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 16, ferner umfassend den Schritt einer Bestimmung einer Zündsteuerzeit für den Zweistufen- Kraftstoffeinspritzverbrennungsmodus basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus.
18. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Motor ein Einlasssystem und ein EGR-Steuer/Regelventil umfasst und das Steuer/Regelverfahren ferner die Schritte umfasst:
Steuern/Regeln einer EGR-Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem über das EGR-Steuer/Regelventil zurückgeführt wer­ den; und
Bestimmen einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus, basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt.
19. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Motor ein Einlasssystem und ein EGR-Steuer/Regelventil umfasst und wobei das Steuer/Regelverfahren ferner die Schritte umfasst:
Steuern/Regeln einer EGR-Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem über das EGR-Steuer/Regelventil zurückgeführt wer­ den; und
Bestimmen einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt.
20. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Motor ein Einlasssystem und ein EGR-Steuer/Regelventil umfasst, und
wobei das Steuer/Regelverfahren ferner die Schritte umfasst:
Steuern/Regeln einer EGR-Rate, mit welcher Abgase in das Einlasssystem über das EGR-Steuer/Regelventil zurückgeführt wer­ den; und
Bestimmen einer Periodendauer des Zweistufenkraftstoffein­ spritzverbrennungsmodus basierend auf einem Parameter, der ein Ansprechen des EGR-Steuer/Regelventils anzeigt.
21. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Schritt der Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ein Setzen der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf einen kleineren Wert umfasst, wenn die Drehzahl des Motors höher ist.
22. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 21, umfassend den Schritt, dass bewirkt wird, dass eine Gesamtmenge an Kraftstoff für den Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus bei einer Einspritz­ steuerzeit für den Schichtverbrennungsmodus eingespritzt wird, wenn eine Gesamtsumme aus der während des Verdichtungstakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus einzusprit­ zende Kraftstoffmenge, die durch den Schritt einer Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bestimmt wird, und aus einer vor­ bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge gleich oder kleiner als die Gesamtmenge an Kraftstoff ist.
23. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 16, wobei der homogene Verbrennungsmodus einen stöchiometrischen Verbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff- Verhältnis gleich oder fetter als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff- Verhältnis verbrannt wird, und einen Magerverbrennungsmodus, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Ver­ hältnis magerer als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrannt wird, umfasst und wobei der Schritt eines Setzens der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit ein Setzen der Kraftstoffeinspritzsteuer­ zeit während des Ansaugtakts in dem Zweistufenkraftstoffeinspritz­ verbrennungsmodus auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus umfasst, wenn ein Verbren­ nungsmodus, der dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmo­ dus vorausgeht, der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist, und ein Setzen auf eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit für den Magerver­ brennungsmodus umfasst, wenn der Verbrennungsmodus, der dem Zweistufenkraftstoffeinspritzverbrennungsmodus vorausgeht, ein anderer als der stöchiometrische Verbrennungsmodus ist.
24. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 15, ferner umfassend den Schritt eines Setzens wenigstens eines Soll-Luft-Kraftstoff-Verhält­ nisses, einer Soll-EGR-Rate, einer Kraftstoffeinspritzsteuerzeit und einer Zündsteuerzeit in Abhängigkeit des zur Auswahl bestimmten Verbrennungsmodus.
25. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
26. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ ende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
27. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand umfasst und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
28. Steuer/Regelverfahren gemäß Anspruch 18, wobei der Motor ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylin­ der umfasst, wobei der Zylinder eine zu einer Brennkammer wei­ sende Deckwand aufweist und wobei das Kraftstoffeinspritzventil in einem mittleren Abschnitt der Deckwand so angeordnet ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff von dort aus nach unten einspritzt.
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