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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und ein Kraftstoff-Einspritzverfahren für einen Verbrennungsmotor, der eine Direkt-Einspritzeinrichtung, die Kraftstoff direkt in eine Brennkammer spritzt, sowie eine Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung aufweist, die Kraftstoff in einen Ansaugkanal spritzt nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 7, 11 und 12.
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Herkömmlich bekannt, wie beispielsweise in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
JP 2002-364 409 A beschrieben, ist eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Wechseln von Kraftstoff-Einspritzmodi. Genauer wird die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in einem Verbrennungsmotor mit einer Direkt-Einspritzeinrichtung, die Kraftstoff direkt in eine Brennkammer spritzt, und einer Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung, die Kraftstoff in einen Ansaugkanal spritzt, verwendet. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung wechselt die Kraftstoff-Einspritzmodi durch selektive Betätigung der Direkt-Einspritzeinrichtung oder der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung.
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Da der Druck in der Brennkammer relativ hoch ist, wird der Kraftstoff-Einspritzdruck (der Kraftstoffdruck) der Direkt-Einspritzeinrichtung, welche Kraftstoff direkt in die Brennkammer spritzt, im Vergleich zu dem der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung normalerweise auf ein relativ hohes Niveau geregelt. Auf diese Weise spritzt die Direkt Einspritzeinrichtung hoch verdichteten Kraftstoff in die Brennkammer, so daß die Verdampfung des Kraftstoffs in der Brennkammer gefördert wird.
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Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung kann jedoch das folgende Problem aufwerfen. Das heißt, wenn der Kraftstoff in einem Kraftstoff-Verdichtungssystem für die Direkt-Einspritzeinrichtung auf einen relativ hohen Grad verdichtet wird, kann durch diesen Vorgang im Kraftstoff-Verdichtungssystem ein Geräusch entstehen. Um das Geräusch zu unterdrücken, kann der Solldruck für die Kraftstoffverdichtung bei leer laufendem Motor gesenkt werden. Dies kann jedoch zu einer Verzögerung der Kraftstoffverdichtung führen, wenn der Motorbetrieb vom Leerlaufzustand in einem späteren Stadium beispielsweise in den Hochlastzustand wechselt. In diesem Fall wird der Kraftstoff nur in unzureichendem Maß verdichtet oder kann kein Verdichtungsmaß erreichen, wie es für einen Hochlastbetrieb erforderlich ist.
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Wenn der aktuelle Kraftstoffdruck nicht die erforderliche Höhe erreichen kann, wie oben beschrieben, wird der Kraftstoff, der von der Direkt-Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, nicht ausreichend zerstäubt. Dies kann auf unerwünschte Weise die Kraftstoffverbrennung beeinträchtigen, das Motormoment senken und die Abgaseigenschaften verschlechtern.
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Die
JP 2001-107 789 A offenbart eine Kraftstoff-Einspritz-Steuervorrichtung, bei welcher in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck der Einspritzmodus gewählt wird.
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Aus der
DE 199 45 544 A1 ist ferner ein Brennstoffzuführsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Brennkraftmaschine bekannt.
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Die Druckschriften
JP 07-103 050 A und
DE 101 01 107 A1 lehren ferner ein weiteres Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor bzw. eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Einspritzdüse pro Zylinder.
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Aus der
JP 2001-336 439 A ist ein Kraftstoffeinspritzsystem bekannt, bei welchem das Kraftstoffeinspritzverhältnis zwischen der Direkteinspritzung und der Ansaugleitungseinspritzung basierend auf dem Kraftstoffdruck beim Starten des Motors verändert wird.
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Ein weiteres gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche ist schließlich in der
US 4 487 188 A offenbart.
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Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und ein Kraftstoff-Einspritzverfahren für einen Motor, der eine Direkt-Einspritzeinrichtung und eine Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung aufweist, bereitzustellen, die in der Lage sind, die Beeinträchtigung der Kraftstoffverbrennung unabhängig von einer Senkung des Kraftstoffdrucks zu unterdrücken.
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Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um das genannte und weitere Ziele zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, stellt die Erfindung eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Brennkammer und einem Ansaugkanal, der mit der Brennkammer verbunden ist, bereit. Die Vorrichtung schließt eine Direkt-Einspritzeinrichtung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer, eine Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Ansaugkanal und ein Kraftstoff-Verdichtungssystem zum Zuführen von verdichtetem Kraftstoff zur Direkt-Einspritzeinrichtung ein. Das Kraftstoff-Verdichtungssystem führt eine Senkung des Kraftstoffdrucks durch, um den Druck des Kraftstoffs, der zur Direkt-Einspritzeinrichtung geliefert wird, zu senken, wenn die Motorlast relativ niedrig ist. Die Vorrichtung schließt ferner einen Regelabschnitt ein zum vom Motorbetriebszustand abhängigen Regeln des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses, bei dem es sich um das Verhältnis zwischen der über die Direkt-Einspritzeinrichtung und der über die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffmenge handelt. Der Regelabschnitt ändert, falls ein Sollwert der Motorlast während oder nach der Durchführung einer Senkung des Kraftstoffdrucks erhöht wurde, das Kraftstoff-Einspritzverhältnis so, daß das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung zur Gesamtmenge des Kraftstoffs, der in die Brennkammer geliefert wird, sinkt, und zwar bis der Druck des Kraftstoffs, der vom Kraftstoff-Verdichtungssystem zur Direkt-Einspritzeinrichtung geliefert wird, ausgehend von dem Wert, der durch die Senkung des Kraftstoffdrucks gesenkt wurde, auf einen vorgegebenen zulässigen Wert erhöht worden ist, der basierend auf dem Sollwert der Motorlast bestimmt wird, wobei das Kraftstoff-Einspritzverhältnis derart geändert wird, dass der Anteil, welcher der Direkt-Einspritzeinrichtung entspricht, kleiner wird, wenn der Kraftstoffdruck relativ zum zulässigen Wert kleiner wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Kraftstoff-Einspritzverfahren für einen Verbrennungsmotor bereit. Der Motor weist eine Direkt-Einspritzeinrichtung auf zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer des Motors und eine Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Ansaugkanal, der mit der Brennkammer verbunden ist. Das Verfahren umfaßt: Zuführen von verdichtetem Kraftstoff zur Direkt-Einspritzeinrichtung, wobei eine Senkung des Kraftstoffdrucks ausgeführt wird, um den Druck des Kraftstoffs, der zur Direkt-Einspritzeinrichtung geliefert wird, zu senken, wenn die Motorlast relativ niedrig ist; Regeln des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses aufgrund des Betriebszustands des Motors, wobei, falls ein Sollwert der Motorlast während oder nach der Durchführung einer Senkung des Kraftstoffdrucks erhöht wurde, das Kraftstoff-Einspritzverhältnis das Verhältnis zwischen der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung und derjenigen der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung ist; und Ändern des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses auf eine Weise, daß das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung zur Gesamtmenge des Kraftstoffs, der in die Brennkammer geliefert wird, gesenkt wird, bis der Druck des Kraftstoffs, der zur Direkt-Einspritzeinrichtung geliefert wird, ausgehend von dem Wert, der durch die Senkung des Kraftstoffdrucks gesenkt wurde, auf einen vorgegebenen zulässigen Wert erhöht wurde, der basierend auf dem Sollwert der Motorlast bestimmt wird, wobei das Kraftstoff-Einspritzverhältnis derart geändert wird, dass der Anteil, welcher der Direkt-Einspritzeinrichtung entspricht, kleiner wird, wenn der Kraftstoffdruck relativ zum zulässigen Wert kleiner wird.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit der begleitenden Zeichnung offensichtlich, welche anhand von Beispielen die Grundlagen der Erfindung erläutern.
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Die Erfindung kann zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit der begleitenden Zeichnung verstanden werden, wobei:
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1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den Aufbau einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für einen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Schema ist, das den Aufbau eines Kennfelds zur Kraftstoffdruck-Regelung anzeigt, das bei der Senkung des Kraftstoffdrucks verwendet wird;
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3 ein Ablaufschema ist, das speziell die Änderung des Kraftstoffdruck-Einspritzverhältnisses zeigt; und
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4 ein Ablaufschema ist, das speziell eine Modifizierung des Verfahrens von 3 zeigt.
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Nun wird eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, wird die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung auf einen Verbrennungsmotor 11 angewendet, der in einem Fahrzeug eingebaut ist. Der Motor 11 weist einen Kolben 13 auf, der in einem Zylinder 12 aufgenommen ist. Der Kolben 13 ist über eine Pleuelstange 15 mit einer Kurbelwelle 14 verbunden, wobei die Pleuelstange die Auf- und Abbewegung des Kolbens 13 in eine Drehung der Kurbelwelle 14 umwandelt.
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Eine Brennkammer 16 ist im Zylinder 12 oberhalb des Kolbens 13 definiert. Eine Direkt-Einspritzeinrichtung 17 ist so angeordnet, daß sie zur Brennkammer 16 hin frei ist, um Kraftstoff direkt in die Brennkammer 16 zu spritzen. Die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 ist mit einem Kraftstoff-Verdichtungssystem verbunden, das wie folgt aufgebaut ist. Das heißt, eine Zufuhrleitung 18 ist mit der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 verbunden. Eine Versorgungspumpe 19 ist mit der Zufuhrleitung 18 verbunden und verdichtet Kraftstoff aus einem (nicht dargestellten) Kraftstofftank auf ein relativ hohes Maß. Der von der Versorgungspumpe 19 verdichtete Kraftstoff wird zur Zufuhrleitung 18 geliefert. Der Kraftstoff-Einspritzdruck der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 wird gemäß dem Druck des Kraftstoffs in der Zufuhrleitung 18 geregelt. Der Kraftstoff wird in die Brennkammer 16 gespritzt, wenn ein Ventil der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 in eine offene Stellung bewegt wird.
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Die Brennkammer 16 ist mit einem Ansaugkanal 23 und einem Abgaskanal 24 verbunden. Die Verbindung zwischen der Brennkammer 16 und dem Ansaugkanal 23 bildet eine Ansaugmündung 23a. Eine Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 ist so bereitgestellt, daß sie zum Ansaugkanal 23 hin frei ist. Die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 spritzt Kraftstoff in Richtung der Ansaugmündung 23a in den Ansaugkanal 23. Die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 wird über einen bekannten Kraftstoff-Zufuhrmechanismus (nicht dargestellt) mit hoch verdichtetem Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff wird zur Einspritzmündung 23a gerichtet eingespritzt, wenn ein Ventil der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 in eine offene Stellung gebracht wurde.
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Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung schließt eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 zum Steuern der Betätigung der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 und der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 sowie verschiedene Sensoren ein, die für diese Funktion verwendet werden.
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Die Sensoren schließen beispielsweise einen Motordrehzahl-Sensor 31 ein zum Erfassen der Drehzahl der Kurbelwelle 14 (der Motordrehzahl NE) und einen Gaspedal-Sensor 32 zum Erfassen des Verstellwegs eines Gaspedals (nicht dargestellt). Ebenso ist ein Kraftstoffdruck-Sensor 33 in der Zufuhrleitung 18 bereitgestellt, um den Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 (den aktuellen Kraftstoffdruck P) zu erfassen. Die Sensoren senden jeweils ein Erfassungssignal an die ECU 30.
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Aufgrund der Erfassungssignale von den Sensoren erfaßt die ECU 30 den Motorbetriebszustand und wechselt die Kraftstoff-Einspritzmodi aufgrund des erfaßten Motorbetriebszustands. Genauer betätigt die ECU 30 abhängig vom Motorbetriebszustand die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 und/oder die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 und bestimmt die Kraftstoff-Einspritzzeit und die Kraftstoff-Einspritzmenge, die gemäß den Kraftstoff-Einspritzmodi geregelt werden. Das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zu derjenigen der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 (das Kraftstoff-Einspritzverhältnis) wird auf einen Wert geregelt, der dem gegenwärtigen Motorbetriebszustand entspricht. In der dargestellten Ausführungsform dient die ECU 30 als Regelabschnitt zum Regeln des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses für die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 und die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 abhängig vom Motorbetriebszustand.
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Die ECU 30 regelt auch den Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 19 aufgrund eines Erfassungssignals vom Kraftstoffdruck-Sensor 33. Genauer berechnet die ECU 30 zuerst einen Sollwert für den Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 (einen Soll-Kraftstoffdruck TP) aufgrund des gegenwärtigen Motorbetriebszustands. Der Soll-Kraftstoffdruck TP wird dann mit dem aktuellen Kraftstoffdruck P verglichen. Aufgrund des Vergleichs paßt die ECU 30 die Kraftstoffmenge, die von der Versorgungspumpe 19 geliefert wird, oder den Grad der Kraftstoffverdichtung in der Versorgungspumpe 19 so an, daß der aktuelle Kraftstoffdruck P dem Soll-Kraftstoffdruck TP entspricht. Durch diese Anpassung wird der Kraftstoffdruck in der Versorgungsleitung 18 oder der Kraftstoff-Einspritzdruck der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 auf eine Höhe geregelt, die dem Motorbetriebszustand entspricht.
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Der Soll-Kraftstoffdruck TP wird anhand eines Versuchs als vorgegebener Wert erhalten, der für den gegenwärtigen Motorbetriebszustand optimal ist. Die Funktionsdaten zum Definieren des Verhältnisses zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck TP und dem Motorbetriebszustand (der Motordrehzahl NE und der Kraftstoff-Einspritzmenge) wird als Kennfeld für die Kraftstoffdruck-Regelung (siehe 2) in einem ROM (nicht dargestellt) oder dergleichen, der in der ECU 30 bereitgestellt ist, hinterlegt. Die ECU 30 bezieht sich auf das Kennfeld, wenn sie den Soll-Kraftstoffdruck TP berechnet.
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Wie bereits gesagt, wird, da die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 Kraftstoff direkt in die Brennkammer 16 einspritzt, der Kraftstoff-Einspritzdruck der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 im Vergleich zu demjenigen der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 auf einen extrem hohen Wert geregelt. Wenn die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 betätigt wird, kann daher aufgrund der Verdichtung des Kraftstoffs ein unangenehmes mechanisches Geräusch, wie die Betriebsgeräusche, die von den Ventilen, die in der Versorgungspumpe 19 enthalten sind, und vom Ventil der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 stammen, erzeugt werden.
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Genauer wird, wenn der Motorbetriebszustand einem Bereich hoher Drehzahl und hoher Last entspricht, der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 auf einen maximalen Soll-Kraftstoffdruck TP(H) (beispielsweise ungefähr 10 bis 12 MPa) angepaßt. Dagegen wird, wenn der Motor 11 unter Bedingungen betrieben wird, die einem Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last entsprechen, der Kraftstoffdruck der Zufuhrleitung 18 auf einen relativ niedrigen Soll-Kraftstoffdruck TP(L) (beispielsweise ungefähr 4 MPa) angepaßt. Somit ist das Geräusch, das durch die Kraftstoffverdichtung erzeugt wird, im Vergleich zu einem Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last relativ laut, wenn der Motorbetriebszustand einem Bereich hoher Drehzahl und hoher Last entspricht. Im Motorbetriebsbereich hoher Drehzahl und hoher Last können jedoch andere Geräusche, die durch die Verbrennung im Motor und durch das Fahren des Fahrzeugs erzeugt werden, das Geräusch überdecken, das von der Kraftstoffverdichtung stammt, wodurch dieses Geräusch fast unhörbar wird. Da die Geräusche, die von der Verbrennung im Motor und dem Fahren des Fahrzeugs erzeugt werden, relativ leise sind, wenn der Motor 11 unter Bedingungen betrieben wird, die einem Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last entsprechen, kann das Geräusch, das durch die Kraftstoffverdichtung bewirkt wird, dagegen hörbar werden, was für den Fahrer unangenehm sein kann. Infolgedessen führt das Geräusch, das durch die Kraftstoffverdichtung bewirkt wird, zu einem Problem, wenn der Motor 11 in einem Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last oder insbesondere im Leerlaufbereich betrieben wird.
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Somit wird in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise der Leerlaufbereich als Geräuscherzeugungsbereich definiert. Wenn der Motorbetriebszustand dem Leerlaufbereich entspricht, wird daher der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 auf einen Soll-Kraftstoffdruck TP(I) (beispielsweise ungefähr 2 MPa) geregelt, der unter dem zuvor genannten Soll-Kraftstoffdruck TP(L) für den Motorbetriebsbereich niedriger Drehzahl und niedriger Last liegt. Anders ausgedrückt, wenn der Motor 11 im Leerlaufbereich betrieben wird (wie von der Fläche angezeigt, der in 2 von diagonalen Linien markiert ist), wird bestimmt, daß der Motorbetriebszustand dem Geräuscherzeugungsbereich entspricht. Daher wird eine Senkung des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 18 auf den genannten Soll-Kraftstoffdruck TP(I) (ein Kraftstoffdruck-Senkungsverfahren) durchgeführt.
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Das Geräusch, das durch die Kraftstoffverdichtung erzeugt wird, wird somit anhand des Kraftstoffdruck-Senkungsverfahrens unterdrückt.
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Die Senkung des Kraftstoffdrucks kann jedoch zu folgendem Problem führen.
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Während die Senkung des Kraftstoffdrucks durchgeführt wird oder unmittelbar nach Abschluß dieses Verfahrens wird, falls der Motorbetriebszustand beispielsweise aufgrund des Niederdrückens des Gaspedals geändert wird, der Soll-Steuerwert der Motorlast (die Soll-Motorlast) erhöht. Falls dies der Fall ist, wird die Senkung des Kraftstoffdrucks ausgesetzt, falls dieses Verfahren noch andauert, um den Kraftstoffdruck zu erhöhen. In diesem Fall dauert es jedoch relativ lang, bis der aktuelle Kraftstoffdruck P den Soll-Kraftstoffdruck TP erreicht. Außerdem ist es selbst nach Abschluß der Senkung des Kraftstoffdrucks sehr wahrscheinlich, daß der aktuelle Kraftstoffdruck P unter dem Soll-Kraftstoffdruck TP bleibt. Wenn der Kraftstoff durch die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 eingespritzt wird, ist somit der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung nicht ausreichend hoch. Infolgedessen findet weiterhin keine Förderung der Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffs statt, was die Kraftstoffverbrennung beeinträchtigen kann.
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Um dieses Problem zu lösen, wird in der dargestellten Ausführungsform das genannte Kraftstoff-Einspritzverhältnis so geändert, daß das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zur Gesamtmenge des Kraftstoffs, der zur Brennkammer 16 geliefert wird, gesenkt wird.
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Im folgenden wird ein Verfahren zum Ändern des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses mit Bezug auf das Ablaufschema von 3 erläutert.
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Das Ablaufschema zeigt schematisch das Verfahren zum Ändern des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses, das von der ECU 30 in vorgegebenen Zeitabständen durchgeführt wird.
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Wie in 3 gezeigt, bestimmt die ECU 30 zunächst, ob die Soll-Motorlast während der Durchführung der Senkung des Kraftstoffdrucks oder unmittelbar nach Abschluß der Senkung des Kraftstoffdrucks erhöht wurde oder nicht (in Schritt S100). Genauer bestimmt die ECU 30, daß die Soll-Motorlast erhöht wurde, wenn das Gaspedal niedergedrückt wurde.
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Falls sie bestimmt, daß die Motorlast erhöht wurde (Schritt S100: JA), berechnet die ECU 30 die Differenz ΔP (TP – P) zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck TP und dem aktuellen Kraftstoffdruck P. Dann bestimmt die ECU 30, ob der erhaltene Wert ΔP größer ist als ein vorgegebener Wert α oder nicht (in Schritt S102). Anders ausgedrückt, die ECU 30 bestimmt, ob der aktuelle Kraftstoffdruck P um einen Betrag, der dem vorgegebenen Wert α entspricht, unter einem zulässigen Wert liegt, der niedriger ist als der Soll-Kraftstoffdruck TP.
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Falls die Bestimmung positiv ist (Schritt S102: JA), wird angezeigt, daß der aktuelle Kraftstoffdruck P um eine relativ große Spanne unter dem Soll-Kraftstoffdruck TP liegt und die Verbrennung im Motor daher wahrscheinlich beeinträchtigt ist. Somit ändert die ECU 30 das Kraftstoff-Einspritzverhältnis so, daß das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zur Gesamtmenge des Kraftstoffs, der der Brennkammer 16 zugeführt wird, gesenkt wird (in Schritt S104). Das heißt, da der Betrieb der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 vom Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 nicht beeinflußt wird, wird das Verhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zur Gesamtmenge an Kraftstoff, der in die Brennkammer 17 eingeführt wird, gesenkt, wodurch es möglich ist, die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 positiv in Bezug auf die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zu betätigen. Dies unterdrückt die Geräuschentwicklung, wenn die Motorlast relativ niedrig ist oder der Motor leer läuft. Ferner wird die Beeinträchtigung der Verbrennung im Motor durch einen reduzierten Kraftstoffdruck ebenfalls unterdrückt. Der vorgegebene Wert α wird anhand eines Versuchs als Wert erhalten, bei dem mit großer Genauigkeit bestimmt wird, daß der aktuelle Kraftstoffdruck P ausreichend niedrig ist, um die Verbrennung im Motor zu beeinträchtigen. Der Wert α wird in der ECU 30 gespeichert.
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Genauer wird das Kraftstoff-Einspritzverhältnis auf die folgende Weise geändert.
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Falls die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 und die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 beide in Betrieb sind, wenn eine Änderung des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses erforderlich wird, wird der Anteil, der auf die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 entfällt, gesenkt, und der, der auf die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 entfällt, wird erhöht, bis die Verbrennung im Motor verbessert wurde. Wenn nur die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 in Betrieb ist, wenn eine Änderung des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses erforderlich wird, wird der Betrieb der Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 gestartet, und der Anteil, der auf die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 entfällt, wird gesenkt, bis die Verbrennung im Motor verbessert wurde. Ferner kann in jedem Fall das Kraftstoff-Einspritzverhältnis so geregelt werden, daß der Betrieb der Direkt-Einspritzeinrichtung 27 ausgesetzt wird, falls beispielsweise der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 extrem niedrig ist. Da eine Beeinträchtigung der Verbrennung im Motor wahrscheinlicher wird, je größer die genannte Differenz ΔP wird, wird in der dargestellten Ausführungsform das Kraftstoff-Einspritzverhältnis so geändert, daß der Anteil, der auf die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 entfällt, kleiner wird, je größer die Differenz ΔP wird. Auf diese Weise wird die Beeinträchtigung der Verbrennung im Motor zuverlässig unterdrückt.
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Danach werden die Abläufe, die den Schritten S102 und S104 entsprechen, wiederholt durchgeführt, bis die Differenz ΔP gleich oder kleiner wird als der Wert α. Wenn die Differenz ΔP gleich oder kleiner wird als der Wert α (Schritt S102: NEIN), regelt die ECU 30 das Kraftstoff-Einspritzverhältnis so, daß ein normaler Anteil für die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 wiederhergestellt wird oder daß ein Kraftstoff-Einspritzverhältnis wiederhergestellt wird, das dem Motorbetriebszustand entspricht (in Schritt S106). Das Verfahren wird dann ausgesetzt.
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Wenn dagegen keine Senkung des Kraftstoffdrucks durchgeführt wird oder eine relativ lange Zeit vergangen ist, seit das Verfahren ausgesetzt wurde, oder falls die Soll-Motorlast unerhöht bleibt (Schritt S100: NEIN) wird der Motorbetrieb ohne Änderung des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses oder Wechsel der Kraftstoff-Einspritzmodi fortgesetzt. Anders ausgedrückt wird in diesen Fällen eine effiziente Verbrennung im Motor aufrechterhalten.
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Wie beschrieben, weist die dargestellte Ausführungsform die folgenden Vorteile auf.
- (1) Solange der Unterschied ΔP zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck TP und dem aktuellen Kraftstoffdruck P nicht gleich oder kleiner ist als der Wert α, wird das Kraftstoff-Einspritzverhältnis der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 zur Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25 auf einen Wert geändert, der kleiner ist als der Wert, der dem Motorbetriebszustand entspricht. Somit wird die Kraftstoff-Einspritzmenge für die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung 25, die vom Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 unbeeinflußt ist, erhöht. Dies unterdrückt eine Beeinträchtigung der Verbrennung im Motor ebenso wie eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften, die ansonsten von einer nicht-geförderten Zerstäubung des Kraftstoffs, der von der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 eingespritzt wird, bewirkt würden.
- (2) Die Geräuschentwicklung bei relativ niedriger Motorlast oder beispielsweise bei leer laufendem Motor wird unterdrückt. Ebenso wird die Beeinträchtigung einer Verbrennung im Motor erfolgreich verhindert.
- (3) Das Kraftstoff-Einspritzverhältnis wird in einer Situation, wo die Soll-Motorlast während der Senkung des Kraftstoffdrucks oder nach Abschluß der Senkung des Kraftstoffdrucks erhöht wurde, geändert. Daher wird, auch wenn es sehr wahrscheinlich ist, daß der aktuelle Kraftstoffdruck P niedriger ist als der Soll-Kraftstoffdruck TP und der Kraftstoff-Einspritzdruck der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 extrem niedrig ist, verhindert, daß die Verbrennung im Motor von diesen Faktoren beeinträchtigt wird.
- (4) Die Bestimmung, daß die Soll-Motorlast erhöht wurde, beruht auf der Tatsache, daß das Gaspedal niedergedrückt wurde. Diese Bestimmung wird somit relativ schnell getroffen, was es ermöglicht, das Kraftstoff-Einspritzverhältnis, falls nötig, sofort zu verändern.
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Die dargestellte Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
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Anstelle des Gaspedals kann ein Gashebel als Betätigungsabschnitt für das Beschleunigungselement verwendet werden. Falls dies der Fall ist, wird in Schritt S100 bestimmt, daß die Soll-Motorlast erhöht wurde, wenn der Betätigungsabschnitt für das Beschleunigungselement auf eine Weise betätigt wurde, welche die Motorlast erhöht.
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Wie in 4 dargestellt, kann der Schritt der Änderung des Kraftstoff-Einspritzverhältnisses zum Senken des Anteils, der auf die Direkt-Einspritzeinrichtung 17 entfällt (Schritt S200) fortgesetzt werden, bis eine vorgegebene Zeit vergangen ist, nachdem die Soll-Motorlast erhöht wurde (Schritt S202: JA). Danach wird das Kraftstoff-Einspritzverhältnis auf den Wert zurückgeführt, der dem Motorbetriebszustand entspricht (in Schritt S204). Auch in diesem Fall wird das geänderte Kraftstoff-Einspritzverhältnis auf den Wert zurückgeführt, der dem Motorbetriebszustand entspricht, nachdem der aktuelle Kraftstoffdruck P den Soll-Kraftstoffdruck TP erreicht hat oder eine geförderte Zerstäubung des von der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 eingespritzten Kraftstoffs erreicht worden ist. So wird eine Beeinträchtigung der Verbrennung im Motor unterdrückt.
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Die Bestimmung, daß die Soll-Motorlast erhöht wurde, kann auf der Tatsache beruhen, daß die Kurbelwelle 14 mit einer (nicht dargestellten) Achse verbunden wurde und die Bremskraft, die an das Fahrzeug angelegt wird, gleich oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert. Dies macht es möglich, zu bestimmen, daß die Soll-Motorlast erhöht wurde, wie mit einem gewissen Wahrscheinlichkeitsgrad angenommen. Das Kraftstoff-Einspritzverhältnis wird somit schnell verändert, falls nötig. Die Bestimmung, daß die Kurbelwelle 14 mit einer Achse (eines Kraftübertragungs-Systems) verbunden ist, kann auf Bedingungen beruhen, welche einschließen, daß das Automatikgetriebe in den D-Bereich gebracht wurde oder dergleichen oder daß ein Kupplungsmechanismus zum selektiven Verbinden oder Lösen der Kurbelwelle 14 bezüglich der Achse eingerückt ist. Auch die Bestimmung, daß die an das Fahrzeug angelegte Bremskraft gleich oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert, kann auf Bedingungen beruhen, welche einschließen, daß eine Bremsbetätigungseinrichtung nicht betätigt ist oder daß der Umfang der Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung unter einem vorgegebenen Maß liegt.
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Das Kraftstoff-Einspritzverhältnis kann als Wert gehalten werden, der kleiner ist als der Wert, der dem Motorbetriebszustand entspricht, so daß der Anteil, der der Direkt-Einspritzeinrichtung 17 entspricht, gesenkt wird, bis der aktuelle Kraftstoffdruck P auf einen vorgegebenen Fixwert als zulässigen Wert steigt. Auch in diesem Fall wird das geänderte Einspritzverhältnis auf das Verhältnis zurückgeführt, das dem Motorbetriebszustand entspricht, nachdem der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 18 ausreichend hoch geworden ist.
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Abgesehen von Motoren, in denen die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung im Ansaugkanal installiert ist, kann die vorliegende Erfindung auf Motoren angewendet werden, in denen die Ansaugkanal-Einspritzeinrichtung als sogenannte Kaltstart-Einspritzeinrichtung in einem Reservetank (nicht dargestellt) installiert ist, der im Ansaugkanal bereitgestellt ist.