DE112014001967B4

DE112014001967B4 - Steuervorrichtung für einen Ottomotor

Info

Publication number: DE112014001967B4
Application number: DE112014001967.4T
Authority: DE
Inventors: Kyohei Yasuda; Takafumi Nishio
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: WO2014171094A1; MX2015014389A; US9587569B2; CN105102796A; JP2014206118A; US20160069281A1; JP5987765B2; CN105102796B; BR112015025998A2; MX350330B; DE112014001967T5

Abstract

Steuervorrichtung für einen Ottomotor, bestehend aus:einem Motor, der für einen Kraftstoff, einschließlich einen unkonventionellen Kraftstoff ausgelegt ist, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin;einem Brennstoffzuteiler, der für die Zuführung des Kraftstoffs in einen Zylinder des Motors ausgelegt ist; undeiner Steuerung, die für die Steuerung des Motors ausgelegt ist, indem sie mindestens den Brennstoffzuteiler regelt, wobeidie Steuerung so ausgelegt ist, dass sie folgendes ausführt, wenn der Motor einer größeren als vorbestimmten Last ausgesetzt ist:einen ersten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Kompressionshub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Ansaughub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor weist eine Temperatur auf, die gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist; undeinen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Ansaughub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Kompressionshub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor weist eine Temperatur auf, die höher als die vorbestimmte Temperatur ist,die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge wird durch eine Korrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt, die entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors geregelt wird, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird, wobei die Verdampfungsrate ein Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs ist, undals Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate unmittelbar nach dem Wechsel vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus zum zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus, wenn die Temperatur des Motors so stark ansteigt, dass die vorbestimmte Temperatur überschritten wird, ist die Steuereinheit konfiguriert, den Korrekturfaktor unmittelbar nach dem Umschalten größer einzustellen, als er vor dem Wechsel war.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Ottomotor und insbesondere eine Steuervorrichtung für einen Ottomotor, der so konfiguriert ist, dass ihm u.a. auch unkonventioneller Treibstoff zugeführt wird, der bei oder unter einer bestimmten Temperatur eine niedrigere Verdampfungsrate als Benzin besitzt.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde den Biokraftstoffen aufgrund von Umweltproblemen, wie etwa der globalen Erwärmung, Beachtung geschenkt. Demzufolge wurden bereits Flexible Fuel Vehicles (FFV) auf den Markt gebracht, die mit einem beliebigen Mischungsverhältnis des Kraftstoffes wie beispielsweise Benzin und Bioethanol betrieben werden können. Der Ethanolgehalt der Kraftstoffe für FFV variiert entsprechend dem Mischungsverhältnis von Benzin und Ethanol in den auf dem Markt erhältlichen Kraftstoffe. Beispiele für derartige Schwankungen reichen von E25 (d.h. eine Mischung aus 25% Ethanol und 75% Benzin) bis E100 (d.h. 100% Ethanol) oder von E0 (d.h. 100% Benzin) bis E85 (d.h. einer Mischung aus 85% Ethanol und 15% Benzin). Man beachte, dass hier E100 auch E100 umfasst, das etwa 5% Wasser (d.h. 5% Wasser und 95% Ethanol) enthält, welches bei der Destillation von Ethanol nicht ausreichend entfernt wurde und nach wie vor im Ethanol enthalten ist.
Bei solchen FFV variieren die Eigenschaften der Kraftstoffe entsprechend dem Ethanolgehalt der Kraftstoffe. Mit anderen Worten hat Benzin als Mehrkomponentenkraftstoff einen Siedepunkt zwischen 27 °C und 225 °C. 2 zeigt die Veränderung im Destillationsverhältnis von Benzin in Abhängigkeit von der Temperatur. Wie aus 2 ersichtlich ist die Verdampfungsrate von Benzin relativ hoch, selbst wenn die Temperatur relativ niedrig ist. Im Gegensatz dazu hat der Einkomponentenkraftstoff Ethanol einen Siedepunkt von 78 °C. Somit hat Ethanol bei einer relativ niedrigen Temperatur eine Verdampfungsrate von 0%, die somit niedriger ist als die von Benzin. Auf der anderen Seite hat Ethanol bei einer relativ hohen Temperatur eine Verdampfungsrate von 100%, die somit höher ist als die von Benzin. Ist die Motortemperatur niedrig, d.h. gleich oder niedriger als eine vorgegebene Temperatur, nimmt die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs im Zylinder ab, wenn der Ethanolgehalt im Kraftstoff steigt oder die Motortemperatur fällt. Wird die Verdampfungsrate insbesondere als das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs definiert, nimmt die Verdampfungsrate mit ansteigendem Ethanolgehalt oder abnehmender Motortemperatur ab. Wird ein kalter Motor beispielsweise mit E100 betrieben, ergibt sich das Problem, dass die niedrige Verdampfungsrate die Zündfähigkeit und/oder Verbrennungsstabilität eines Luft-Kraftstoffgemischs verschlechtert. Insbesondere stellt dies bei wasserhaltigem E100 ein ernstes Problem dar.
Zum Beispiel offenbart die JP 2010-133 288 A ein FFV-Motorsystem, das einen Kraftstoff mit hohem Benzingehalt aus einem Haupttank entnimmt, der einen Kraftstoff mit einem bestimmten Mischungsverhältnis von Benzin und Ethanol enthält; den extrahierten Kraftstoff in einen Nebentank überträgt, der getrennt vom Haupttank vorgesehen ist; und den Kraftstoff im Nebentank speichert. Das in JP 2010-133 288 A offenbarte Motorsystem kann im Nebentank einen Kraftstoff mit stabilisierter Verdampfbarkeit ständig speichern. Verwendet das in JP 2010-133 288 A offenbarte Motorsystems daher einen Brennstoff mit hohem Ethanolgehalt, mischt das System den im Haupttank gespeicherten Kraftstoff in einem geeigneten Verhältnis mit dem im Nebentank gespeicherten Kraftstoff; durch den hohen Benzingehalt nimmt die Zündfähigkeit und/oder Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemisch unter Laufbedingungen (beispielsweise, wenn das Motorsystem kalt betrieben wird) ab. Deshalb spritzt das Motorsystem eine Kraftstoffmischung mit einem höheren Benzingehalt in den Einlasskanal des Motors, als der im Haupttank gespeicherte Kraftstoff aufweist. Deshalb verwendet das in JP 2010-133 288 A offenbarte Motorsystems einen im Nebentank gespeicherten Brennstoff mit hohem Benzingehalt, um die Verdampfungsrate des Kraftstoffs unter den Betriebsbedingen zu erhöhen, die die Verdampfungsrate senken. Somit gewährleistet das Motorsystem die Zündfähigkeit und/oder die Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemischs, wenn das Motorsystem kalt betrieben wird. Das heißt, das in JP 2010-133 288 A offenbarte Motorsystem verändert die Eigenschaften des Kraftstoffs unter einem bestimmten Betriebszustand in vorbestimmte Eigenschaften, um die Zündfähigkeit und/oder die Verbrennungsstabilität des Kraftstoffs zu gewährleisten.
Auf der anderen Seite offenbart JP 2010-37 968 A ein FFV-Motorsystem ohne einen solchen Nebentank. Im Gegensatz dazu enthält das Motorsystem ein Kraftstoffeinspritzventil, das den Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt. JP 2010-37 968 A offenbart die Kraftstoffeinspritzsteuerung beim Start eines Motors. Insbesondere erhöht das Motorsystem in JP 2010-37 968 A den Kraftstoffdruck und spitzt den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff während dem Kompressionshub bei einem Kaltstart des Motors in den Zylinder ein, wenn die Temperatur des Motors und die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs niedrig sind und der Kraftstoff einen hohen Ethanolgehalt besitzt und die Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, weil das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Ethanol kleiner ist als das von Benzin und die Kraftstoffeinspritzmenge bei Verwendung eines Kraftstoffs mit hohem Ethanolgehalt im Vergleich zur Verwendung eines Kraftstoffs mit hohem Benzingehalt erhöht werden muss. Dies fördert die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs und erleichtert den Kaltstart des Motors. Selbst wenn die Temperatur des Motors niedrig ist, bestimmt das Motorsystem außerdem, dass der Kraftstoff leicht verdampfbar ist, wenn der Ethanolgehalt des Kraftstoffs niedrig ist und spritzt den Kraftstoff zum Starten des Motors während dem Ansaughub ohne Erhöhung des Kraftstoffdrucks in den Zylinder. Daher ändert das in JP 2010-37 968 A offenbarte Motorsystem beim Starten des Motors seinen Kraftstoffeinspritzmodus in Abhängigkeit vom Ethanolgehalt des Kraftstoffs.
DE 697 22 527 T2 offenbart eine Vorrichtung, welche in Abhängigkeit von der Motortemperatur entweder den Kraftstoff im Ansaughub oder im Kompressionshub einspritzt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die in JP 2010-133 288 A offenbarte Konfiguration, die einen Nebentank benötigt, besitzt zwei Kraftstoffeinspritzsysteme, die das Motorsystem komplizierter machen und dessen Kosten erhöhen. Daher gibt es einen Bedarf für eine in JP 2010-37 968 A offenbarte Konfiguration ohne Nebentank.
Auf der anderen Seite gilt für ein FFV, dass eine Änderung des Ethanolgehalts im zugeführten Kraftstoff den Ethanolgehalt des im Haupttank gespeicherten Kraftstoffs wie oben beschrieben ändert. Daher müssen Zündfähigkeit und/oder Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemischs unabhängig von den Eigenschaften des im Haupttank gespeicherten Kraftstoffs ständig sichergestellt werden. Das in JP 2010-37 968 A offenbarte Motorsystem 2 wählt deshalb entsprechend den Eigenschaften des im Haupttank gespeicherten Kraftstoff beim Start des Motors einen geeigneten Kraftstoffeinspritzmodus.
Während dem Betrieb des Motors nach dem Start ändert sich die Verdampfungsrate des Kraftstoffs beispielsweise zusammen mit dem Anstieg der Temperatur des Motors. Somit könnten die Kraftstoffeinspritzmodi während dem Motorbetrieb in Abhängigkeit von der Verdampfungsrate des Kraftstoffs umgeschaltet werden. Allerdings entdeckten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass eine Umstellung des Kraftstoffeinspritzmodus einen Drehmomentschlag verursachen würde. Insbesondere variiert die Verdampfungsrate des in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffs abhängig davon, ob der Kraftstoffeinspritzmodus eine Ansaughub-Einspritzung oder eine Kompressionshub-Einspritzung ist. Auch wenn die gleiche Menge Kraftstoff vor und nach einem Wechsel der Kraftstoffeinspritzmodi eingespritzt wird, variiert die Menge an Kraftstoff, die tatsächlich verdampft wird. Im Ergebnis ändert sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoffgemischs vor und nach dem Umschalten des Kraftstoffeinspritzmodus, wodurch der Drehmomentschlag verursacht wird.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, entweder das Risiko eines Drehmomentschlags auf einen Motor, der mit einem unkonventionellen Kraftstoff gespeist wird und bei dem die Verdampfungsrate bei oder unter einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin und die Arten der Kraftstoffzuführung in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors umgeschaltet werden, zu vermeiden oder mindestens zu verringern.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung achten darauf, dass die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge durch eine Korrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt wird. Diese Menge wird entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors geregelt, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird. Somit wird der Wert des Korrekturfaktors beim Umschalten der Kraftstoff-Einspritzmodi gemäß der vorliegenden Erfindung geändert, um einen Drehmomentschlag zu vermeiden oder mindestens zu verringern, indem verhindert wird, dass der Kraftstoff unmittelbar nach dem Wechsel verdampft, weil zu wenig oder zu viel eingespritzt wurde und indem eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoffgemisches vor und nach der Umschaltung vermieden wird.
Insbesondere bezieht sich die hier offenbarte Technik auf eine Steuervorrichtung für einen Ottomotor. Diese Steuervorrichtung für einen Ottomotor umfasst einen Motor, der für einen Kraftstoff, einschließlich einen unkonventionellen Kraftstoff ausgelegt ist, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin; einen Brennstoffzuteiler, der für die Zuführung des Kraftstoffs in einen Zylinder des Motors ausgelegt ist; und eine Steuerung, die für die Steuerung des Motors ausgelegt ist, indem sie mindestens den Brennstoffzuteiler regelt.
Steht der Motor unter einer Last, die größer ist als eine vorbestimmte Last, ist die Steuerung konfiguriert das Folgende zu auszuführen: einen ersten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Kompressionshub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Ansaughub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor wiest eine Temperatur auf, die gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist; und einen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Ansaughub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Kompressionshub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor weist eine Temperatur auf, die höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
Dann wird die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge durch eine Korrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt. Diese Menge wird entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors geregelt, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird. Steigt die Temperatur des Motors unmittelbar nach dem Wechsel vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus zum zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus so stark an, dass die vorbestimmte Temperatur überschritten wird, ist die Steuereinheit konfiguriert, den Korrekturfaktor unmittelbar nach dem Umschalten größer einzustellen, als er vor dem Wechsel war.
Dabei kann der „unkonventionelle Kraftstoff, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin“ beispielsweise ein Einkomponentenkraftstoff sein. Insbesondere gehören zu den Beispielen für einen solchen unkonventionellen Kraftstoff Alkohole wie Ethanol und Methanol. Als spezifisches Beispiel für einen Alkohol kann ein biogener Alkohol wie Bioethanol genannt werden, der aus Zuckerrohr oder Mais hergestellt wird.
Darüber gehört zu einem „Kraftstoff, einschließlich einem unkonventionellen Kraftstoff“ ein Kraftstoff, der eine Mischung aus dem unkonventionellen Kraftstoff und Benzin darstellt und ein Kraftstoff, der im Wesentlichen aus dem unkonventionellen Kraftstoff besteht. Das Mischungsverhältnis von unkonventionellem Kraftstoff und Benzin ist nicht besonders eingeschränkt und jedes beliebige Mischungsverhältnis kann verwendet werden. Der Kraftstoff, der dem Motor zugeführt wird, kann ein konstantes Mischungsverhältnis von unkonventionellem Kraftstoff und Benzin aufweisen. Alternativ dazu kann das Mischungsverhältnis nach Bedarf geändert werden. Handelt es sich bei dem unkonventionellen Kraftstoff um Ethanol, so umfasst der „Kraftstoff, einschließlich einem unkonventionellen Kraftstoff“ einen Kraftstoff mit beliebigem Ethanolgehalt. Insbesondere kann der Kraftstoff im Bereich zwischen E25, bei dem 25% Ethanol mit Benzin gemischt werden, und E100 liegen, das zu 100% aus Ethanol besteht. Diese Definition schließt nicht notwendigerweise die Möglichkeit aus, dass ein Kraftstoff ohne einen solchen unkonventionellen Kraftstoff einem Motor zugeführt wird. Handelt es sich beispielsweise bei dem unkonventionellen Kraftstoff um Ethanol, so umfasst der dem Motor zugeführte Kraftstoff einen Kraftstoff mit beliebigem Ethanolgehalt. Insbesondere kann der Kraftstoff im Bereich zwischen Benzin (d.h. E0 ohne Ethanol) und E85 liegen, bei dem 85% Ethanol mit Benzin gemischt werden. Darüber hinaus kann der „Kraftstoff, einschließlich einem unkonventionellen Kraftstoff“ Wasser enthalten. Daher ist E100 mit etwa 5% Wassergehalt auch ein „Kraftstoff, einschließlich einem unkonventionellen Kraftstoff“. Man beachte, dass der Alkoholgehalt des Kraftstoffs durch ein beliebiges Verfahren bestimmt werden darf.
Die „Verdampfungsrate“ kann hier als das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs definiert werden. Diese Verdampfungsrate kann anhand des Erfassungswerts eines am Auslasskanal der Brennkraftmaschine befestigten O₂-Sensors berechnet werden. Unter der Bedingung, dass die Temperatur des Motors auf oder unterhalb einer vorgegebenen Temperatur liegt, kann die Verdampfungsrate mit zunehmendem Anteil von unkonventionellem Kraftstoff im Kraftstoff oder mit sinkender Temperatur des Motors abnehmen.
Der „Brennstoffzuteiler“ kann zumindest einen Kraftstofftank, der den Kraftstoff, einschließlich einem unkonventionellen Kraftstoff speichert, eine Hochdruckpumpe, die den Druck des Kraftstoffs erhöht und ein Kraftstoffeinspritzventil, das den Kraftstoff mit erhöhtem Druck einspritzt, umfassen. Die Hochdruckpumpe kann so ausgebildet sein, dass sie vom Motor oder von einer vom Motor getrennten Stromquelle angetrieben wird. Zum Beispiel kann es sich bei der Hochdruckpumpe um eine elektrische Pumpe handeln. Darüber hinaus kann das Kraftstoffeinspritzventil den Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzen. Zusätzlich zu einem Kraftstoffeinspritzventil einer derartigen Direkteinspritzung kann der Motor auch ein Kraftstoffeinspritzventil umfassen, das den Kraftstoff in den Einlasskanal einspritzt.
Die Situation, bei der „der Motor einer größeren als vorbestimmten Last ausgesetzt ist“ bedeutet, dass die Last am Motor relativ groß ist. Die Situation, in der „der Motor einer größeren als vorbestimmten Last ausgesetzt ist“ kann auch bedeuten, dass der Motor im Schwerlastbereich läuft, sofern der Lastbereich des Motors gleichmäßig in zwei gleich große Bereiche unterteilt ist (nämlich in einen Leichtlastbereich und einen Schwerlastbereich) oder dass der Motor im mittleren und schweren Lastbereiche läuft, wenn der Lastbereich des Motors gleichmäßig in drei gleiche große Bereiche unterteilt ist (nämlich in einen Lichtlastbereich, einen Mittellastbereich und einen Schwerlastbereich). Die vorbestimmte Last kann, muss aber nicht unbedingt bei etwa Ce = 0,4 liegen.
Der Zustand, bei dem „die Temperatur des Motors auf oder unterhalb einer vorgegebenen Temperatur liegt“ bedeutet, dass bei dieser Temperatur die Verdampfungsrate des Kraftstoffs abnimmt, der den unkonventionellen Kraftstoff enthält. Beispielsweise wird ein solcher Zustand während einer Kaltlaufphase des Motors festgestellt. Handelt es sich bei dem unkonventionellen Kraftstoff um Ethanol (d.h. mit einem Standardsiedepunkt von 78 °C), kann die vorbestimmte Temperatur - muss aber nicht - ca. 20 °C betragen.
Ist der Motor nach der oben beschriebenen Konfiguration einer größeren als vorbestimmten Last ausgesetzt und besitzt die oder eine höhere als vorbestimmte Temperatur - das heißt, der Motorkörper befindet sich unter einer solchen Temperaturbedingung, bei der die Verdampfungsrate des Kraftstoffs mit einem hohen Anteil an unkonventionellem Kraftstoff abnimmt -, schaltet der Regler den Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus, bei dem eine größere Kraftstoffmenge beim Kompressionshub als beim Ansaughub zugeführt wird. Dazu gehört die zugeführte Kraftstoffmenge beim Ansaughub auf null zu reduzieren und den Kraftstoff nur im Kompressionshub zuzuführen.
Während des Kompressionshubes, wird der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt. Dadurch wird die Kraftstoffaufbereitung des Kraftstoffs gefördert, weil der Temperaturanstieg im Zylinder, ausgelöst durch die adiabatische Kompression, mit fortschreitendem Kompressionshub genutzt wird. Der Ansaugkrümmer-Unterdruck ist insbesondere dann relativ gering, wenn der Motor unter einer Last steht, die gleich oder größer einer vorbestimmten Last ist. Daher würde die Kraftstoffverdampfung selbst bei Nutzung des Ansaugkrümmer-Unterdrucks nicht so sehr gefördert werden. Das Zuführen des Kraftstoffs im Kompressionshub fördert die Kraftstoffaufbereitung in einem Betriebszustand sehr effektiv, in dem im Wesentlichen kein Ansaugkrümmer-Unterdruck genutzt werden kann. Da die Temperatur des Motors relativ niedrig ist, sinkt die Verdampfungsrate des Kraftstoffs insbesondere dann, wenn der Brennstoff einen hohen Anteil an unkonventionellem Kraftstoff besitzt. Aber das Zuführen des Kraftstoffs im Kompressionshub fördert die Kraftstoffaufbereitung. Im Ergebnis werden Zündfähigkeit und/oder Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemischs erfolgreich sichergestellt.
Ist die Temperatur des Motors allerdings höher als die vorbestimmte Temperatur - das heißt, wenn sich der Motor in einer solchen Temperaturbedingung befindet, dass die Verdampfungsrate steigt, selbst wenn der Kraftstoff einen hohen Anteil an unkonventionellem Kraftstoff hat -, schaltet der Regler den Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus, bei dem im Ansaughub eine größere Kraftstoffmenge als im Kompressionshub zugeführt wird. Dazu gehört die zugeführte Kraftstoffmenge beim Kompressionshub auf null zu reduzieren und den Kraftstoff nur im Ansaughub zuzuführen.
Da die Temperatur des Motors relativ hoch ist, wird unabhängig von den Eigenschaften des Kraftstoffs eine relativ hohe Verdampfungsrate gewährleistet. Auch wenn der Ansaugkrümmer-Unterdruck nicht genutzt werden kann, verdampft der Kraftstoff durch das Zuführen des Kraftstoffs während des Ansaughubs. Im Gegenteil: wird der Kraftstoff während dem Kompressionshub in den Zylinder eingespritzt, birgt dies für die Homogenisierung des Luft-Kraftstoffgemischs Nachteile, da die Einlassströmung im Zylinder schwach ist und die Zeitdauer zwischen dem Beginn der Kraftstoffzuführung und der Zündung kürzer wird. Das Zuführen des Kraftstoffs während dem Ansaughub ist für die Homogenisierung des Luft-Kraftstoffgemischs von Vorteil, weil eine derartige Zuführung die starke Einlassströmung und den ausreichend langen Zeitraum für die Erzeugung des Luft-Kraftstoffgemisches nutzt. Dies verbessert die Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemischs.
Daher schaltet die Steuerung den Kraftstoff-Einspritzmodus zwischen dem ersten Kraftstoff-Einspritzmodus und dem zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors. Steigt die Temperatur des Motors beispielsweise allmählich nach dem Kaltstart des Motors, schaltet der Kraftstoff-Einspritzmodus vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus. Mit anderen Worten schalten die Kraftstoff-Einspritzmodi von einem Einspritzmodus, bei dem eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff im Kompressionshub eingespritzt wird in einen Einspritzmodus, bei dem eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff im Ansaughub eingespritzt wird.
Daher steigt die Verdampfungsrate des Kraftstoffs allmählich mit dem Anstieg der Temperatur des Motors. Somit sinkt der Korrekturfaktor für die Korrektur der grundlegenden zuzuführenden Kraftstoffmenge, weil die Temperatur des Motors ansteigt.
Der erste Kraftstoff-Einspritzmodus, bei dem eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff während dem Kompressionshub eingespritzt wird, ist allerdings so ausgelegt, den Kraftstoff hauptsächlich durch Nutzung der Zylindertemperatur zu verdampfen. Auf der anderen Seite nutzt der zweite Kraftstoff-Einspritzmodus, bei dem eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff während dem Ansaughub eingespritzt wird, die Zylindertemperatur kaum zum Verdampfen des Kraftstoffs. Daher sind der erste Kraftstoff-Einspritzmodus und der zweite Kraftstoff-Einspritzmodus sehr unterschiedlich in der Verdampfungsrate des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs. Insbesondere erzielt der erste Kraftstoff-Einspritzmodus eine höhere Verdampfungsrate als der zweite Kraftstoff-Einspritzmodus und der zweite Kraftstoff-Einspritzmodus erzielt unmittelbar nach der Umschaltung eine geringere Verdampfungsrate als der erste Kraftstoff-Einspritzmodus.
Der Korrekturfaktor der Kraftstoffeinspritzmenge, der im Prinzip verringert wird, wenn die Temperatur des Motos ansteigt, wird daher gemäß der oben beschriebenen Konfiguration unmittelbar nach dem Wechsel vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus zum zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel gesetzt. Dies erhöht die Kraftstoffeinspritzmenge als Reaktion auf einen durch den Wechsel des Kraftstoff-Einspritzmodus verursachten Rückgangs der Verdampfungsrate, selbst wenn die Last vor und nach dem Umschalten im Wesentlichen die gleiche ist. Das heißt, dass die Kraftstoffeinspritzmenge allmählich abnimmt, wenn die Temperatur des Motors ansteigt und dass sie steil ansteigt, wenn die Kraftstoff-Einspritzmodi umgeschaltet werden. Dies vermeidet die Verknappung an verdampftem Kraftstoff unmittelbar nach dem Wechsel in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus, wodurch eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches vermieden wird. Dadurch wird der Drehmomentschlag im Zusammenhang mit dem Wechsel der Kraftstoff-Einspritzmodi entweder erfolgreich vermieden oder zumindest verringert.
Die Steuerung kann den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, wenn die Motorlast gleich oder kleiner ist als die vorbestimmte Last. Wird vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, wenn die Motorlast so stark abnimmt, dass sie gleich oder unter der vorbestimmten Last ist, kann die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel setzen. Wird vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, wenn die Motorlast so stark ansteigt, dass sie die vorbestimmte Last übersteigt, kann die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen kleineren Wert als vor dem Wechsel setzen.
Die Motorlast ist relativ gering, wenn der Motor unter einer Last steht, die gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Last ist. Deshalb wird die Drosselklappe geschlossen und der Ansaugkrümmer-Unterdruck wird erhöht. Folglich fördert das blitzartige Sieden unter Nutzung des Ansaugkrümmer-Unterdrucks die Kraftstoffaufbereitung. Der Regler schaltet die Kraftstoff-Einspritzmodi dann in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzmenge während dem Ansaughub verhältnismäßig groß wird. Im Ergebnis wird die Kraftstoffaufbereitung unabhängig von den Eigenschaften des Kraftstoffs gefördert und die Zündfähigkeit und/oder Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemischs sichergestellt.
Deshalb wird der zweite Kraftstoff-Einspritzmodus gewählt, wenn der Motor unter einer Last steht, die gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Last ist. Nimmt die Motorlast so stark ab, dass sie gleich oder unter einer vorbestimmten Last ist, schaltet die Steuerung die Kraftstoff-Einspritzmodi vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus und wenn die Motorlast so stark ansteigt, dass sie eine vorbestimmte Last überschreitet, schaltet die Steuerung die Kraftstoff-Einspritzmodi vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus. Daher werden die Kraftstoff-Einspritzmodi auch anhand einer Änderung der Motorlast umgeschaltet. Wird anhand der oben beschriebenen Konfiguration vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, wird der Korrekturfaktor auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel gesetzt. Die Motorlast nimmt ab, aber die Kraftstoffeinspritzmenge wird erhöht.
Im Ergebnis sinkt die Kraftstoffeinspritzmenge durch den Wechsel in den oben beschriebenen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus als Reaktion auf eine Abnahme der Verdampfungsrate. Dies vermeidet einen Mangel an aufbereitetem Kraftstoff, wodurch ein Drehmomentschlag erfolgreich vermieden oder reduziert wird. Hier bedeutet eine Änderung des Wertes des Korrekturfaktors in einen größeren Wert nicht, dass der Korrekturfaktor kontinuierlich geändert wird, sondern dass der Korrekturfaktor diskontinuierlich verändert wird.
Wird vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, wird der Wert des Korrekturfaktors auf einen kleineren Wert als vor dem Wechsel gesetzt. Anders als beim Wechsel vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus steigt die Motorlast, während die Kraftstoffeinspritzmenge abnimmt. Dies führt zu einer Abnahme der Kraftstoffeinspritzmenge als Reaktion auf einen Anstieg in der Verdampfungsrate, weil in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus geschaltet wurde. Folglich wird ein Drehmomentschlag entweder erfolgreich vermieden oder zumindest verringert, weil verhindert wird, dass es zu einer Übermenge an aufbereitetem Kraftstoff kommt.
Eine andere Steuervorrichtung für einen hier offenbarten Ottomotor umfasst: einen Motor, der für einen Kraftstoff, einschließlich einen unkonventionellen Kraftstoff ausgelegt ist, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin; einen Brennstoffzuteiler, der für die Zuführung des Kraftstoff in einen Zylinder des Motors ausgelegt ist; und eine Steuerung, die für die Steuerung des Motors ausgelegt ist, indem sie mindestens den Brennstoffzuteiler regelt.
Hat der Motor eine Temperatur, die gleich oder kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur, ist die Steuerung konfiguriert das Folgende zu auszuführen: einen ersten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Kompressionshub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Ansaughub zugeführt wird, vorausgesetzt die Motorlast ist größer als eine vorbestimmte Last; und einen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Ansaughub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Kompressionshub zugeführt wird, vorausgesetzt die Motorlast ist gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Last.
Die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge wird durch eine Korrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt. Diese Menge wird entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors geregelt, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird. Wird vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, wenn die Motorlast so stark abnimmt, dass sie gleich oder unter der vorbestimmten Last ist, setzt die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel. Werden die Kraftstoff-Einspritzmodi vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt, weil die Motorlast so stark ansteigt, dass sie die vorbestimmte Last übersteigt, setzt die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen kleineren Wert als vor dem Wechsel.
Werden die Kraftstoff-Einspritzmodi gemäß dieser Konfiguration geändert, wenn sich die Motorlast ändert, wird der Wert des Korrekturfaktors für die Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge nicht kontinuierlich, sondern diskontinuierlich verändert. Damit kann ein Drehmomentschlag entweder erfolgreich vermieden oder zumindest reduziert werden.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, erhöht die Steuervorrichtung für einen oben beschriebenen Ottomotor den Wert eines Korrekturfaktors, um eine Korrektur an der Kraftstoffeinspritzmenge vorzunehmen, wenn vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt wird, weil die Temperatur des Motors ansteigt. Folglich wird ein Drehmomentschlag entweder erfolgreich vermieden oder zumindest verringert. Werden die Kraftstoff-Einspritzmodi zudem geändert, weil sich die Motorlast ändert, ändert die Steuervorrichtung für einen Ottomotor den Wert des Korrekturfaktors für die Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge diskontinuierlich. Folglich wird ein Drehmomentschlag entweder erfolgreich vermieden oder zumindest verringert.
Figurenliste

1 zeigt eine allgemeine Konfiguration eines Ottomotors und seiner Steuervorrichtung.
2 zeigt im Vergleich, wie sich die jeweiligen Destillationsverhältnisse von Benzin und Ethanol mit der Temperatur ändern.
3 zeigt grafisch, wie man die Kraftstoffeinspritzmodi unter Berücksichtigung der Parameter Motorkühlmitteltemperatur, Alkoholgehalt und Ladewirksamkeit wechseln soll.
4 zeigt eine beispielhafte Druckänderung in einem Zylinder und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung.
5 ist ein Flussdiagramm und zeigt, wie man einen Kraftstoffeinspritzmodus einstellt.
6 zeigt, wie sich die Kraftstoffzunahmerate ändert, wenn die Kraftstoffeinspritzmodi mit dem Anstieg der Motorkühlmitteltemperatur geschaltet werden.
7 zeigt, wie sich die Kraftstoffzunahmerate ändert, wenn die Kraftstoffeinspritzmodi entsprechend der Motorlast geschaltet werden.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform eines Ottomotors beschrieben. Bitte beachten Sie, dass es sich bei den unten beschrieben Ausführungsformen nur um Beispiele handelt. Wie in 1 dargestellt umfasst ein Motorsystem: einen Motor (d.h. einen Motorblock) 1; verschiedene am Motor 1 angebrachte Stellglieder; verschiedene Sensoren; und eine Motorsteuerung 100, welche die Stellglieder als Reaktion auf die von den Sensoren gelieferten Signale steuert. Der Motor 1 dieses Motorsystems hat ein hohes Kompressionsverhältnis (beispielsweise ein geometrisches Verdichtungsverhältnis von 12:1 bis 20:1 (zum Beispiel 12:1)).
Der Motor 1 ist ein Ottomotor und Viertakt-Verbrennungsmotor mit vier Zylindern 11 (d.h. einen ersten bis vierten Zylinder), die in Reihe angeordnet sind. 1 zeigt nur einen der vier Zylinder. Beachten Sie bitte, dass ein Motor, für den die hier offenbarte Technik Anwendung findet, nicht auf einen solchen Vier-Zylinder-Reihenmotor beschränkt sein soll. Der Motor 1 ist an einem Fahrzeug, z.B. an einem Automobil angebracht und besitzt eine (nicht gezeigt) Antriebswelle, die über ein Getriebe mit den Antriebsrädern verbunden ist. Das Fahrzeug wird angetrieben, wenn die vom Motor 1 erzeugte Leistung an die Antriebsräder übertragen wird.
Diesem Motor 1 wird ein Kraftstoff zugeführt, einschließlich Ethanol (wie z.B. Bioethanol). Insbesondere ist dieses Fahrzeug ein FFV, das mit einem Kraftstoff auch mit Ethanolgehalt im Bereich von 25% (d.h. E25 mit einem Benzingehalt von 75%) bis 100% (d.h. E100, einschließlich überhaupt kein Benzin) angetrieben werden kann. E100 umfasst hier auch wasserhaltiges Ethanol mit etwa 5% Wasser, welches bei der Destillation von Ethanol nicht ausreichend entfernt wurde und nach wie vor im Ethanol enthalten ist. Beachten Sie bitte, dass die hier offenbarte Technik nicht auf ein FFV begrenzt ist, das mit E25 bis E100 angetrieben werden soll. Die gleiche Technik ist auch für ein FFV anwendbar, das mit einem Kraftstoff betrieben wird, dessen Ethanolgehalt im Bereich von beispielsweise E0 (nur aus Benzin besteht und auch überhaupt kein Ethanol enthält) bis E85 (d.h. eine Mischung aus 85% Ethanol und 15% Benzin) liegt.
Dieses Fahrzeug umfasst einen nicht gezeigten Kraftstofftank, in dem nur der oben beschriebene Kraftstoff gespeichert wird (d.h. einen Haupttank). Dies bedeutet, dass es ein Merkmal dieses Fahrzeugs im Gegensatz zu einem herkömmlichen FFV ist, dass dieses Fahrzeug neben einem separaten Haupttank keine anderen Nebentanks zum Speichern eines Kraftstoffs mit hohem Benzingehalt besitzt. Dieses FFV basiert auf einem benzinbetriebenen Fahrzeug, das nur mit Benzin angetrieben wird. Das FFV und das benzinbetriebene Fahrzeug besitzen eine weitgehend gleiche Konfiguration.
Der Motor 1 weist einen Zylinderblock 12 und einen auf dem Zylinderblock 12 montierten Zylinderkopf 13 auf. Der Zylinderblock 12 enthält den Zylinder 11. Wie beim Stand der Technik weist der Zylinderblock 12 eine auf einem Gleitlagersitz, einem Lager und anderen Teilen drehbar gelagerte Kurbelwelle 14 auf. Diese Kurbelwelle 14 ist über eine Pleuelstange 16 mit einem Kolben 15 gekoppelt.
Jeder Zylinder 11 besitzt eine Decke mit zwei Rampen, die so ausgebildet sind, dass sie von ungefähr der Mitte der Decke bis nahe der unteren Endfläche des Zylinderkopfes 13 reichen; die Rampen neigen sich aufeinander zu und bilden dabei eine dachartige Struktur. Diese Form bildet ein sogenanntes „Satteldach“.
Jeder Kolben 15 ist in einem entsprechenden Zylinder 11 verschiebbar eingebaut und bildet zusammen mit dem Zylinder 11 und dem Zylinderkopf 13 eine Brennkammer 17. Die Oberseite des Kolbens 15 ist zu seiner Mitte hin nach oben gewölbt und bildet dabei ein Trapez, das der Satteldach-Form an der Decke des Zylinders 11 entspricht. Diese Form reduziert das Volumen der Brennkammer, wenn der Kolben 15 den oberen Totpunkt erreicht. Dabei wird ein geometrisches Kompressionsverhältnis von bis zu 12:1 oder mehr erzielt. Die Oberseite des Kolbens 15 weist etwa in seiner Mitte einen Hohlraum 151 auf, der eine annähernd kugelförmige Vertiefung bildet. Der Hohlraum 151 ist so angeordnet, dass er einer Zündkerze 51 in der Mitte des Zylinders 11 gegenübersteht. Dieser Hohlraum 151 trägt zur Verkürzung einer Brenndauer bei. Mit anderen Worten ist der oben beschriebene Motor 1 mit hohem Verdichtungsverhältnis mit einem Kolben 15 ausgestattet, dessen Oberseite gewölbt ist. Der Motor 1 ist so konfiguriert, dass der Spalt zwischen der Oberseite des Kolbens 15 und der Decke des Zylinders 11 sehr schmal wird, wenn der Kolben 15 den oberen Totpunkt erreicht. Wäre der Hohlraum 151 nicht ausgebildet, würde eine anfängliche Flamme die Oberseite des Kolbens 15 stören, den Kühlverlust erhöhen, die Flammenausbreitung hindern und die Verbrennungsgeschwindigkeit verlangsamen. Im Gegensatz dazu vermeidet dieser Hohlraum 151 Störungen der anfänglichen Flamme und hindert die Anfangsflamme nicht am Wachsen. Demzufolge breitet sich die Flamme schneller aus und die Brenndauer wird verkürzt. Bei einem Kraftstoff mit hohem Benzingehalt verringern diese Merkmale das Klopfen und tragen durch den früheren Zündzeitpunkt zur Erhöhung des Drehmoments bei.
Der Einlasskanal 18 und der Auslasskanal 19 sind am Zylinderkopf 13 von jedem Zylinder 11 vorgesehen und kommunizieren jeweils mit der Brennkammer 17. Das Einlassventil 21 und das Auslassventil 22 sind so angeordnet, um jeweils den Einlasskanal 18 und den Auslasskanal 19 in Bezug auf die Brennkammer 17 abzusperren (d.h. zu schließen). Das Einlassventil 21 und das Auslassventil 22 werden jeweils durch einen Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 und einem Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 angetrieben. Die angetriebenen Ventile bewegen sich in umgekehrten vorbestimmten Zeitpunkten, um die Einlass- und Auslasskanäle 18 und 19 zu öffnen und zu schließen.
Der Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 und der Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 umfassen jeweils eine Einlassnockenwelle 31 und eine Auslassnockenwelle 41. Die Nockenwellen 31 und 41 sind mit der Kurbelwelle 14 über einen Kraftübertragungsmechanismus, wie einem bekannten Ketten-/Ritzel-Mechanismus miteinander gekoppelt. Wie in der Technik bekannt ist, dreht der Kraftübertragungsmechanismus die Nockenwellen 31 und 41 einmal, während sich die Kurbelwelle 14 zweimal dreht.
Der Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 beinhaltet einen variablen Einlassventil-Taktmechanismus 32, der den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 verändern kann. Der Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 beinhaltet einen variablen Auslassventil-Taktmechanismus 42, der den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 verändern kann. In dieser Ausführungsform umfasst der variable Einlassventil-Taktmechanismus 32 einen hydraulisch, mechanisch oder elektrisch betätigten variablen Ventilsteuerungsmechanismus, der die Phase der Einlassnockenwelle 31 in einem vorgegebenen Winkelbereich kontinuierlich ändern kann. Der variable Auslassventil-Taktmechanismus 42 umfasst einen hydraulisch, mechanisch oder elektrisch betätigten variablen Ventilsteuerungsmechanismus, der die Phase der Auslassnockenwelle 41 in einem vorgegebenen Winkelbereich kontinuierlich ändern kann. Der variable Einlassventil-Taktmechanismus 32 ändert den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21, um ein effektives Verdichtungsverhältnis einzustellen. Man beachte bitte, dass sich hier das effektive Kompressionsverhältnis auf das Verhältnis des Brennkammervolumens bezieht, wenn das Einlassventil gegenüber dem Brennkammervolumen abgeschlossen wird und sich der Kolben 15 am oberen Totpunkt befindet.
Die Zündkerze 51 ist am Zylinderkopf 13 mit Schrauben oder einer anderen bekannten Befestigungsstruktur angebracht. Die Zündkerze 51 weist im ungefähren Zentrum des Zylinders 11 eine Elektrode auf, die auf die Decke der Brennkammer 17 ausgerichtet ist. Als Reaktion auf ein Steuersignal von der Motorsteuerung 100 liefert ein Zündsystem 52 elektrischen Strom an die Zündkerze 51, wodurch die Zündkerze 51 zu jedem gewünschten Zündzeitpunkt einen Funken erzeugen kann.
Mit einer Klammer oder einem anderen bekannten Befestigungselement wird in dieser Ausführungsform ein Kraftstoffeinspritzventil 53 an einer Seite des Zylinderkopfs 13 (d.h. auf der Einlassseite in 1) angebracht. Der Motor 1 spritzt Kraftstoff direkt in den Zylinder 11. Mit anderen Worten ist Maschine 1 ein sogenannter „Direkteinspritzmotor“. Die Kraftstoffeinspritzventil 53 hat eine Spitze, die in vertikaler Richtung unter der Einlassöffnung 18 und in horizontaler Richtung in der Mitte des Zylinders 11 positioniert ist. Die Spitze ragt in die Brennkammer 17. Man beachte, dass die Anordnung des Kraftstoffeinspritzventils 53 nicht auf diese Anordnung beschränkt ist. In diesem Beispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 53 eine Mehrlocheinspritzdüse mit sechs Öffnungen. In Bezug auf die Ausrichtung der einzelnen (nicht gezeigten) Öffnungen weitet sich die Spitze der Einspritzöffnung zu seinem Ende hin, so dass der Kraftstoff im gesamten Innenraum von Zylinder 11 eingespritzt wird. Die Mehrlocheinspritzdüse ist vorteilhaft, weil (i) die Einspritzdüse mehrere Löcher besitzt und jedes Loch einen kleinen Durchmesser hat und der Kraftstoff deshalb mit einem relativ hohen Druck eingespritzt werden kann und (ii) die Einspritzdüse den Kraftstoff im gesamten Raum von Zylinder 11 einspritzt, wodurch der Kraftstoff besser vermischt und die Kraftstoffaufbereitung und Zerstäubung des Kraftstoffs verbessert wird. Deshalb ist eine Kraftstoffeinspritzung während des Ansaughubs vorteilhaft im Hinblick auf die Vermischung des Kraftstoffs und die Förderung der Kraftstoffaufbereitung und Zerstäubung des Kraftstoffs durch die Nutzung der Einlassströmung im Zylinder 11. Auf der anderen Seite ist die Kraftstoffeinspritzung während des Kompressionshubs im Hinblick auf die Kühlung des Gases im Zylinder 11 vorteilhaft, weil die Kraftstoffaufbereitung und Zerstäubung des Kraftstoffs gefördert wird. Man beachte, dass das Kraftstoffeinspritzventil 53 keine Mehrlocheinspritzdüse sein muss.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 54 umfasst eine Hochdruckpumpe, die den Druck des Kraftstoffs erhöht und den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in das Kraftstoffeinspritzventil 53 pumpt, Elemente, wie beispielsweise ein Rohr und ein Schlauch, die den Kraftstoff von einem Kraftstofftank zur Hochdruckpumpe leiten und eine elektrische Schaltung, die das Kraftstoffeinspritzventil 53 ansteuert. Man beachte, dass hier eine Darstellung dieser Konfiguration weggelassen wurde. In diesem Beispiel wird die Hochdruckpumpe durch den Motor 1 angetrieben. Bei der Hochdruckpumpe kann es sich auch um eine elektrische Pumpe handeln. Die Hochdruckpumpe hat, wie in einem benzinbetriebenen Fahrzeug, ein relativ kleines Volumen. Ist das Kraftstoffeinspritzventil 53 eine Mehrlocheinspritzdüse, wird der Kraftstoffeinspritzdruck relativ hoch eingestellt, weil der Kraftstoff durch kleine Löcher eingespritzt wird. Die elektrische Schaltung aktiviert das Kraftstoffeinspritzventil 53 als Reaktion auf ein Steuersignal von der Motorsteuerung 100 und veranlasst, dass das Kraftstoffeinspritzventil 53 eine gewünschte Menge des Kraftstoffs zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in die Brennkammer 17 einspritzt. Hierbei erhöht das Kraftstoffeinspritzsystem 54 den Kraftstoffdruck, wenn die Motordrehzahl zunimmt. Wird der Kraftstoffdruck erhöht, wird die Menge an Kraftstoff erhöht, die in den Zylinder 11 mit steigender Motordrehzahl eingespritzt wird. Jedoch ist der hohe Kraftstoffdruck im Hinblick auf die Kraftstoffaufbereitung und Zerstäubung des Kraftstoffs vorteilhaft. Außerdem verringert ein hoher Kraftstoffdruck auch die Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 53 so weit wie möglich. Der höchste Kraftstoffdruck kann beispielsweise 20 MPa betragen. Der oben beschriebene Kraftstofftank speichert einen alkoholhaltigen Kraftstoff mit beliebigem Ethanolgehalt, der in den Bereich von E25 bis E100 fällt.
Der Einlasskanal 18 steht mit dem Ausgleichsbehälter 55a über einen Einlassdurchgang 55b in einem Ansaugkrümmer 55 in Verbindung. Der Luftstrom von einem (nicht gezeigten) Luftfilter wird dem Ausgleichsbehälter 55a über ein Drosselorgan 56 zugeführt. Der Drosselkörper 56 ist mit einem Drosselventil 57 ausgestattet. Wie in der Technik bekannt ist, verringert dieses Drosselventil 57 den Luftstrom, der in den Ausgleichsbehälter 55a fließt und dessen Durchflussmenge steuert. Als Reaktion auf ein von der Motorsteuerung 100 ausgehendes Steuersignal regelt ein Drosselklappenstellglied 58 die Öffnung des Drosselventils 57.
Wie in der Technik bekannt ist, steht die Auslassöffnung 19 mit einem Durchgang in einer Abgasleitung über einen Auslassdurchgang in einem Abgaskrümmer 60 in Verbindung. Dieser Abgaskrümmer 60 umfasst einen (nicht gezeigten) ersten Auffänger und einen zweiten Auffänger. Jeder der ersten Auffänger sammelt von den einzelnen Auslassdurchgängen, die mit dem jeweiligen Auslasskanal 19 der Zylinder 11 verbunden sind, so dass die erfassten einzelnen Auslassdurchgänge nicht nebeneinander in der Reihenfolge der Auslässe stehen. Der zweite Auffänger sammelt die dazwischenliegenden Auslassdurchgänge, die nach den ersten Auffängern vorgesehen sind. Das heißt, der Abgaskrümmer 60 des Motors 1 hat eine sogenannte „4-2-1 Rohrführung“.
Der Motor 1 umfasst ferner einen Motoranlasser 20 zum Ankurbeln des Motors 1 beim Start.
Die Motorsteuerung 100 ist eine Steuereinrichtung, die auf einem bekannten Mikrocomputer basiert. Die Motorsteuereinheit 100 umfasst eine zentrale Recheneinheit (CPU), die ein Programm ausführt, einen Speicher, wie beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen Nur-Lese-Speicher (ROM) besitzt, der ein Programm und Daten speichert, und einen Eingabe-Ausgabe (I/O) Bus, durch den ein elektrisches Signal eingegeben und ausgegeben wird.
Die Motorsteuerung 100 empfängt verschiedene Eingangssignale, unter anderem: die Durchflussmenge und Temperatur eines Ansaugluftstroms von einem Luftstromsensor 71; den Ansaugkrümmerdruck von einem Einlassdrucksensor 72; ein Kurbelwinkel-Impulssignal von einem Kurbelwinkelsensor 73; die Motorkühlmitteltemperatur von einem Kühlmitteltemperatursensor 78; und die Sauerstoffkonzentration im Abgas von einem linearen O₂-Sensor 79, der an einem Auslassdurchgang befestigt ist. Die Motorsteuerung 100 berechnet die Motordrehzahl beispielsweise anhand einem Kurbelwinkel-Impulssignal. Außerdem empfängt die Motorsteuerung 100 ein Gaspedal-Positionssignal von einem Gaspedal-Positionssensor 75, der Gaspedalbewegungen erfasst. Weiterhin empfängt die Motorsteuerung 100 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76, der die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle des Getriebes erfasst. Zusätzlich ist der Zylinderblock 12 mit einem Klopfsensor 77 und einem Beschleunigungssensor ausgestattet, der die Schwingungen des Zylinderblocks 12 in ein Spannungssignal umwandelt und das Spannungssignal an die Motorsteuerung 100 sendet.
Anhand dieser Eingaben berechnet die Motorsteuerung 100 die folgenden Steuerparameter für den Motor 1. Beispiele für Steuerparameter sind gewünschtes Drosselöffnungssignal, Kraftstoffeinspritzimpuls, Zündsignal und Phasenwinkelsignal eines Ventils. Die Motorsteuerung 100 gibt dann diese Signale an das Drosselklappenstellglied 58, das Kraftstoffeinspritzsystem 54, das Zündsystem 52, den variablen Einlassventil-Taktmechanismus 32, den variablen Auslassventil-Taktmechanismus 42 und an andere Teile. Beim Start des Motors 1 gibt die Motorsteuerung 100 ferner ein Antriebssignal an den Motoranlasser 20.
Bei einer für ein FFV-Motorsystem einmaligen Konfiguration schätzt die Motorsteuerung 100 den Ethanolgehalt des vom Kraftstoffeinspritzventil 53 eingespritzten Kraftstoffs anhand dem vom linearen O₂-Sensor 79 erfassten Ergebnis. Das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Ethanol (9,0) ist kleiner als das von Benzin (14,7). Je höher der Ethanolgehalt im Kraftstoff, umso fetter ist das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt, umso niedriger ist das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis). Bleibt unverbrannter Sauerstoffs im Abgas unter der Bedingung, dass der Motor mit dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, kann die Feststellung getroffen werden, dass der Ethanolgehalt des Kraftstoffs höher als erwartet ist. Insbesondere könnte sich beim Betanken des Fahrzeugs der Ethanolgehalt des Kraftstoffs ändern, den das Kraftstoffeinspritzventil 53 einspritzt (d.h. der Ethanolgehalt des Kraftstoffs, der im Kraftstofftank gespeichert wird). Deshalb bestimmt die Motorsteuerung 100 zuerst anhand dem Erfassungswert eines Füllstandsmessfühlers im Kraftstofftank, ob das Fahrzeug betankt wurde. Lautet die Antwort JA, schätzt die Motorsteuerung 100 den Ethanolgehalt des Kraftstoffs. Anhand dem Ausgangssignal des linearen O₂-Sensors 79 schätzt die Motorsteuerung 100 den Ethanolgehalt im Kraftstoff. Insbesondere wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, bestimmt die Motorsteuerung 100, dass der Kraftstoff mehr Benzin enthält. Auf der anderen Seite bestimmt die Motorsteuerung 100, dass der Kraftstoff mehr Ethanol enthält, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist. Beachten Sie bitte, dass ein Sensor vorgesehen werden kann, um den Ethanolgehalt des Kraftstoffs zu erfassen, anstatt den Ethanolgehalt des Kraftstoffs zu schätzen. Der so geschätzte Ethanolgehalt wird zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet.
Die Motorsteuereinheit 100 berechnet weiterhin die Verdampfungsrate des dem Zylinder 11 zugeführten Kraftstoffs anhand dem Erfassungsergebnis des linearen O₂-Sensors 79. Die Verdampfungsrate wird als das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder 11 zugeführten Kraftstoffs definiert (d.h. die über das Kraftstoffeinspritzventil 53 eingespritzte Kraftstoffmenge). Die Motorsteuerung 100 berechnet das Gewicht des zur Verbrennung beitragenden Kraftstoffs anhand dem vom linearen O₂-Sensor 79 erhaltenen Erfassungswert und berechnet die Verdampfungsrate anhand dem berechneten Kraftstoffgewicht und der Menge des über das Kraftstoffeinspritzventil 53 eingespritzten Kraftstoffs.
[Steuerung der Kraftstoffeinspritzung]
Wie oben beschrieben ist dieses Motorsystem in einem FFV eingebaut. Dem Motor 1 wird ein alkoholhaltiger Kraftstoff mit beliebigem Ethanolgehalt zugeführt, der in den Bereich von E25 bis E100 fällt. 2 zeigt im Vergleich die jeweilige Verdampfbarkeit von Benzin und Ethanol. Man beachte, dass 2 zeigt, wie sich die Destillationsverhältnisse (%) von Benzin und Ethanol mit variierender Temperatur bei Atmosphärendruck ändern. Benzin ist ein Mehrkomponentenkraftstoff und verdampft entsprechend dem Siedepunkt der einzelnen Komponenten. Die Destillationsverhältnisse von Benzin ändern sich in etwa linear mit der Temperatur. Somit können einige Komponenten von Benzin selbst dann zu einem brennbaren Luft-Kraftstoffgemisch verdampfen, wenn die Temperatur des Motors 1 relativ niedrig ist.
Im Gegensatz dazu ist Ethanol ein Einkomponentenkraftstoff und sein Destillationsverhältnis wird bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur gleich 0% (d.h. 78 °C, dem Siedepunkt von Ethanol). Andererseits erreicht sein Destillationsverhältnis 100%, wenn diese bestimmte Temperatur überschritten wird. Somit zeigt der Vergleich zwischen Benzin und Ethanol, dass Ethanol bei oder unterhalb der bestimmten Temperatur ein niedrigeres Destillationsverhältnis als Benzin besitzt. Ethanol neigt allerdings zu einem höheren Destillationsverhältnis als Benzin, sobald diese bestimmte Temperatur überschritten wird. Wenn sich der Motor 1 deshalb in der Kaltlaufphase befindet, d.h. wenn die Temperatur des Motors 1 auf oder unter einer vorbestimmten Temperatur liegt (wenn die Kühlmitteltemperatur beispielsweise kleiner als etwa 20 °C beträgt), besitzt ethanolhaltiger Kraftstoff eine geringere Verdampfungsrate als Benzin. Folglich nimmt die Verdampfungsrate des Kraftstoffs ab, wenn sich der Motor 1 in der Kaltlaufphase befindet und die Temperatur des Motors 1 sinkt und der Ethanolgehalt des Kraftstoffs ansteigt.
Man sieht also, dass sich die Verdampfungsrate des Kraftstoffs in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors 1 und dem Ethanolgehalt des Kraftstoffs ändert. Um eine gewünschte Menge an aufbereitetem Kraftstoff zu erzielen, nimmt die Motorsteuerung 100 entsprechend der Verdampfung des Brennstoffs, beispielsweise anhand von Motorlast und Alkoholgehalt, mengenmäßige Korrektur an einer zu bestimmenden grundlegenden Kraftstoffmenge vor. Insbesondere wird die Kraftstoffeinspritzmenge durch Multiplizieren der Basiskraftstoffmenge mit der Kraftstoffzunahmerate entsprechend den nachstehenden Formeln berechnet. Die tatsächlich aufbereitete Kraftstoffmenge berechnet man durch Multiplizieren der Kraftstoffeinspritzmenge mit der Verdampfungsrate. $\begin{array}{l} [Kraftstoffeinspritzmenge] = [Basiskraftstoffmenge] \times (1 - Kraftstoffzunahmerate) \\ [Tatsächlich aufbereitete Kraftstoffmenge] = [Basiskraftstoffmenge] \times \\ [Verdampfungsrate] . \end{array}$
Die Kraftstoffzunahmeraten werden anhand der Verdampfungsraten der jeweiligen Betriebszustände des Motors voreingestellt und in der Motorsteuerung 100 gespeichert. Dabei bestimmt man die Verdampfungsrate beispielsweise durch Versuche. Grundsätzlich erhöht sich die Kraftstoffzunahmerate, wenn die Verdampfungsrate abnimmt und nimmt ab, wenn die Verdampfungsrate steigt. Wie in 6 gezeigt steigt die Kraftstoffzunahmerate somit, wenn die Motorkühlmitteltemperatur niedrig ist und nimmt ab, wenn die Motorkühlmitteltemperatur hoch ist. Man beachte, dass die in 6 oder 7 gezeigte Kraftstoffzunahmerate später detailliert beschrieben wird.
Wie später beschrieben wird, ändert sich die Verdampfungsrate ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung (d.h. ob der Kraftstoff während dem Ansaughube oder dem Kompressionshub eingespritzt wird). Die Kraftstoffzunahmerate ändert sich auch entsprechend der Verdampfungsrate.
Somit erhöht sich die durch das Kraftstoffeinspritzventil 53 einzuspritzende Kraftstoffmenge, wenn die Verdampfungsrate des Kraftstoffs abnimmt. Wird der Motor 1 somit in der Kaltlaufphase unter einer hohen Last betrieben, wird aufgrund der schweren Last mehr Kraftstoff verbraucht und der Korrekturbetrag erhöht sich, weil die Verdampfungsrate des Kraftstoffs niedrig ist. Im Ergebnis kann deshalb eine extrem große Kraftstoffmenge über das Kraftstoffeinspritzventil 53 eingespritzt werden. Weil Ethanol darüber hinaus ein geringeres theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis als Benzin aufweist, erhöht sich die einzuspritzende Kraftstoffmenge, wenn der Ethanolgehalt im Kraftstoff ansteigt.
3 zeigt eine beispielhafte Grafik von Kraftstoffeinspritzmodi, wobei ein Alkoholgehalt des Kraftstoffs, eine Motorkühlmitteltemperatur und eine Ladewirksamkeit als Parameter verwendet werden. Die Grafik in 3 zeigt einen Bereich, in dem die Motorkühlmitteltemperatur bei oder unter einer vorgegebenen Temperatur T₂ liegt. Dieser Temperaturbereich entspricht der Zeit zwischen der Kaltlaufphase und der Warmlaufphase des Motors 1.
Dieses Motorsystem schaltet zwischen drei Kraftstoffeinspritzmodi in Abhängigkeit von den jeweiligen Ethanolpegel im Kraftstoff, der Motorkühlmitteltemperatur und der Ladewirksamkeit. Die Kraftstoffeinspritzmodi umfassen: einen ersten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem der Kraftstoff bei jedem Ansaug- und Kompressionshub eingespritzt wird; einen zweiten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem beim Ansaughub teilweise Kraftstoff eingespritzt wird; und einen dritten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem eine einzelne Kraftstoffeinspritzung beim Ansaughub erfolgt.
Insbesondere ist der erste Kraftstoffeinspritzmodus ein Einspritzmodus, bei dem der Ethanolgehalt des Kraftstoffs höher ist als ein vorbestimmter Gehalt E₁ , die Motorkühlmitteltemperatur auf oder unter einem vorbestimmten Wert T₁ und die Ladewirksamkeit Ce auf oder über einem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt. Der vorbestimmte Wert T₁ liegt beispielsweise bei etwa 20 °C. Ein Fall, wo die Motorkühlmitteltemperatur gleich oder niedriger als der vorbestimmte Wert T₁ ist, ist äquivalent mit einem Fall, in dem sich der Motor 1 bei einer Temperatur in der Kaltlaufphase befindet. Ferner ist beispielsweise der vorbestimmte Gehalt E₁ 60% (d.h. E60 oder höher). Mit anderen Worten ist dies äquivalent zu einem Fall, in dem die Verdampfungsrate des Kraftstoffs niedrig ist, da die Kühlmitteltemperatur relativ niedrig und der Ethanolgehalt relativ hoch ist.
Darüber hinaus liegt beispielsweise der vorbestimmte Wert Ce₁ bei etwa 0,4. Hier steht der Motor 1 unter einer relativ großen Last und die resultierende Kraftstoffeinspritzmenge ist relativ groß. Darüber hinaus ist hier der hohe Ethanolgehalt aufgrund der niedrigen Kraftstoffverdampfungsrate mit einer hohen Kraftstoffzunahmerate kombiniert. Infolgedessen wird die Kraftstoffeinspritzmenge sehr groß. Im ersten Kraftstoffeinspritzmodus wird eine derart große Kraftstoffmenge bei jedem Ansaug- und Kompressionshub in den Zylinder 11 eingespritzt.
4 zeigt eine beispielhafte Druckänderung im Zylinder 11 und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung. Die durch den Pfeil (1) in 4 angezeigte Einspritzung im ersten Kraftstoffeinspritzmodus während dem Ansaughub kann beispielsweise sofort beginnen, nachdem das Einlassventil 21 geöffnet wurde und der Druck im Zylinder 11 steil abfällt. Dieser Ansaugkrümmer-Unterdruck fördert im ersten Kraftstoffeinspritzmodus die Verdampfung des Kraftstoffs durch das blitzartige Sieden. Darüber hinaus ermöglicht die Ansaughub-Einspritzung die Homogenisierung des Luft-Kraftstoffgemisches und gewährleistet eine ausreichend lange Zeit für die Erzeugung des Luft-Kraftstoffgemischs.
Die durch den Pfeil (4) in 4 angezeigte Einspritzung im ersten Einspritzmodus kann darüber hinaus während dem Kompressionshub beginnen, beispielsweise während der zweiten Hälfte des Kompressionshubs (d.h. in der zweiten Hälfte des Kompressionshubs, wenn der Kompressionshub praktisch in die erste und zweite Hälfte geteilt ist). Dadurch wird die Kraftstoffaufbereitung des Kraftstoffs gefördert, weil der Temperaturanstieg im Zylinder 11, ausgelöst durch die adiabatische Kompression, während dem Kompressionshub genutzt wird. Wie oben beschrieben hat dieser Motor 1 aufgrund des hohen geometrischen Kompressionsverhältnisses eine hohe Kompressionsendtemperatur, wodurch die Kompressionshub-Einspritzung für die Kraftstoffaufbereitung sehr vorteilhaft ist. Während der Kompressionshub-Einspritzung kann die Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder 11 so lange verzögert werden, bis Temperatur und Druck im Zylinders 11 ein Niveau erreichen, bei denen das Ethanol verdampfen kann. Dadurch kann das Ethanol sofort verdampfen, nachdem es in den Zylinder 11 eingespritzt wurde. Es wird empfohlen, zwischen dem Endpunkt der Kraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt ausreichend Zeit für die Erzeugung eines Luft-Kraftstoffgemischs zur Verfügung zu stellen. Die Kraftstoffeinspritzung kann deshalb in der ersten Hälfte des Kompressionshubs begonnen werden, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge so groß ist, dass eine lange Kraftstoffeinspritzdauer erforderlich ist.
Der zweite Kraftstoffeinspritzmodus ist ein Einspritzmodus, der in einem Bereich verwendet wird, (i) in dem die Ladewirksamkeit Ce auf oder über dem vorbestimmten Wert Ce₁ und die Motorkühlmitteltemperatur bei oder unter dem vorbestimmten Wert T₂ liegt und (ii), in dem der erste Kraftstoffeinspritzmodus nicht ausgeführt wird. Mit anderen Worten kann der zweite Kraftstoffeinspritzmodus als Kraftstoffeinspritzmodus in einem Bereich angesehen werden, in dem die Motorlast relativ groß und die Kraftstoffverdampfungsrate nicht so niedrig ist. Im zweiten Kraftstoffeinspritzmodus steigt die Kraftstoffzunahmerate nicht sehr weit an, weil die Kraftstoffverdampfungsrate nicht so niedrig ist, obwohl die Kraftstoffeinspritzmenge relativ groß ist, weil sich der Motor 1 unter einer relativ hohen Last befindet. Folglich wird die Kraftstoffeinspritzmenge reduziert. Im zweiten Kraftstoffeinspritzmodus werden die geteilten Einspritzungen während des Ansaughubs durchgeführt.
Die Einspritzung im zweiten Einspritzmodus wird während dem Ansaughub zu den durch die Pfeile (2) und (3) in 4 angedeuteten Zeitpunkten durchgeführt. Diese Zeitpunkte sind später als der Einspritzzeitpunkt (1) im ersten Kraftstoffeinspritzmodus während des Ansaughubs. Wie oben beschrieben ist der zweite Kraftstoffeinspritzmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs bei einem Zustand gedacht, in dem die Verdampfungsrate nicht so niedrig ist. Daher muss der Ansaugkrümmer-Unterdruck nicht für die Förderung der Kraftstoffaufbereitung genutzt werden. Ganz im Gegenteil, denn der Kolben 15 befindet sich unmittelbar nach dem Öffnen des Einlassventils 21 in der Nähe des oberen Endes im Zylinder 11. Somit kollidiert der vom Kraftstoffeinspritzventil 53 eingespritzte Kraftstoff mit der Oberseite des Kolbens 15. Dies kann für die Homogenisierung des Luft-Kraftstoffgemischs nachteilig sein. Daher wird im zweiten Kraftstoffeinspritzmodus der Kraftstoff dann in den Zylinder 11 eingespritzt, wenn sich der Kolben 15 in der zweiten Hälfte des Ansaughubs im unteren Teil des Zylinders 11 befindet. Dies verringert die Gefahr, dass der Kraftstoff mit dem Kolben 15 kollidiert. Auf der anderen Seite ist die Kraftstoffeinspritzung zu diesem Zeitpunkt durch die Nutzung der starken Einlassströmung für die Homogenisierung des Luft-Kraftstoffgemischs vorteilhaft.
In dem Bereich, in dem die Motorkühlmitteltemperatur bei oder unterhalb von T₁ und die Ladewirksamkeit Ce auf oder über dem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt, schalten der zweite Kraftstoffeinspritzmodus und der erste Kraftstoffeinspritzmodus entsprechend dem Ethanolgehalt des Kraftstoffs von einem zum anderen. Insbesondere wird der zweite Kraftstoffeinspritzmodus ausgeführt, wenn der Ethanolgehalt des Kraftstoffs niedrig ist (d.h. wenn der Benzingehalt hoch ist) und der erste Kraftstoffeinspritzmodus wird ausgeführt, wenn der Ethanolgehalt des Kraftstoffes hoch ist. Aufgrund einer Eigenschaft von Ethanol kann nicht so viel Rauch wie bei Benzin erzeugt werden, da die Verbrennungstemperatur von Ethanol relativ gering ist und die Ethanol-Moleküle Sauerstoff enthalten. Aufgrund dieser Eigenschaft wird bei einem hohen Ethanolgehalt kaum Rauch erzeugt, selbst wenn der Kraftstoff wie im ersten Kraftstoffeinspritzmodus während des Kompressionshubs eingespritzt wird. Deshalb ist die Kompressionshub-Einspritzung bei einem relativ hohen Ethanolgehalt für die Kraftstoffaufbereitung vorteilhaft.
Ganz im Gegenteil, denn die Homogenität des Luft-Kraftstoffgemischs wird nachteilig beeinflusst, wenn der Kraftstoff während dem Kompressionshub in den Zylinder eingespritzt wird. Deshalb könnte die Gefahr der Raucherzeugung bestehen, wenn die Kompressionshub-Einspritzung bei einem Kraftstoff mit hohem Benzingehalt durchgeführt wird. Daher wird bei einem relativ niedrigen Ethanolgehalt nur die Ansaughub-Einspritzung und keine Kompressionshub-Einspritzung durchgeführt, damit die Erzeugung von Rauch vermieden wird.
Der dritte Kraftstoffeinspritzmodus ist ein Einspritzmodus, bei dem die Ladewirksamkeit Ce unter einem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt. Da die Ladewirksamkeit relativ niedrig ist, wird die Öffnung des Drosselventils 57 reduziert, damit ein relativ hoher Ansaugkrümmer-Unterdruck entsteht. Daher wird die Kraftstoffaufbereitung unter Nutzung des erzeugten Ansaugkrümmer-Unterdrucks dank dem blitzartigen Sieden und unabhängig von der jeweiligen Motorkühlmitteltemperatur und unabhängig vom jeweiligen Ethanolgehalt erfolgreich gefördert (d.h. unabhängig von der Verdampfungsrate). Im dritten Kraftstoffeinspritzmodus wird während dem Ansaughub eine Einfach-Einspritzung durchgeführt. Um den Ansaugkrümmer-Unterdruck effektiv nutzen zu können, kann der Startpunkt der Kraftstoffeinspritzung in die erste Hälfte des Ansaughubs gelegt werden.
Auf diese Weise werden unabhängig von den Eigenschaften des Kraftstoffs, der dem Motor 1 zugeführt wird, nicht nur die Zündfähigkeit und/oder die Verbrennungsstabilität des Luft-Kraftstoffgemisches, sondern auch die Abgasemissionsleistung erfolgreich sichergestellt
5 ist ein Flussdiagramm und zeigt, wie man einen Kraftstoffeinspritzmodus einstellt. Der Prozess im Flussdiagramm wird von der Motorsteuerung 100 ausgeführt. Die Motorsteuerung 100 liest nach dem Start in Schritt S51 verschiedene Signale. Im nächsten Schritt S52 wird festgestellt, ob der geschätzte Ethanolgehalt einen vorbestimmten Wert E₁ überschreitet. Ist der geschätzte Ethanolgehalt gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert E₁ (d.h. die Antwort ist NEIN), geht der Prozess zu Schritt S53. Übersteigt der geschätzte Ethanolgehalt allerdings den vorbestimmten Wert E₁ (d.h. die Antwort ist JA), geht der Prozess zu Schritt S56.
In Schritt S53 wird bestimmt, ob die Ladewirksamkeit unter dem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt. Liegt die Ladewirksamkeit unter dem vorbestimmten Wert Ce₁ (d.h. die Antwort ist JA), geht der Prozess zu Schritt S54 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den dritten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt, d.h. es folgt eine Einfach-Einspritzung im Ansaughub. Ist die Ladewirksamkeit hingegen gleich oder über dem vorbestimmten Wert Ce₁ (d.h. die Antwort ist NEIN), geht der Prozess zu Schritt S55 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt, d.h. es folgt eine geteilte Einspritzung im Ansaughub.
Unterdessen wird in Schritt S56, zu dem der Prozess geht, wenn der bestimmte Ethanolgehalt über dem vorbestimmten Wert liegt, bestimmt, ob die Motorkühlmitteltemperatur den vorbestimmten Wert T₁ überschreitet. Übersteigt die Motorkühlmitteltemperatur den vorbestimmten Wert T₁ (d.h. die Antwort ist JA), geht der Prozess zu Schritt S510. In Schritt S510 wird bestimmt, ob die Ladewirksamkeit unter dem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt. Ist die Antwort JA, geht der Prozess zu Schritt S59 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den dritten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt (d.h. es folgt eine Einfach-Einspritzung im Ansaughub). Ist die Antwort NEIN, geht der Prozess zu Schritt S55 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt (d.h. es folgt eine geteilte Einspritzung im Ansaughub).
Stellt sich heraus, dass die Motorkühlmitteltemperatur in Schritt S56 auf oder unter dem vorbestimmten Wert T₁ liegt (d.h. die Antwort ist NEIN), geht der Prozess zu Schritt S57. In Schritt S510 wird erneut bestimmt, ob die Ladewirksamkeit unter dem vorbestimmten Wert Ce₁ liegt. Ist die Antwort in Schritt S57 JA, geht der Prozess zu Schritt S59 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den dritten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt (d.h. es folgt eine Einfach-Einspritzung im Ansaughub). Ist die Antwort auf der anderen Seite NEIN, geht der Prozess zu Schritt S58 und der Kraftstoffeinspritzmodus wird auf den ersten Kraftstoffeinspritzmodus eingestellt (d.h. es folgt eine geteilte Einspritzung im Ansaug- und Kompressionshub).
Somit wechseln die Kraftstoffeinspritzmodi entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur von einem zum anderen. Somit schalten die Kraftstoffeinspritzmodi, wenn sich die Motorkühlmitteltemperatur ändert, genauer gesagt, wenn die Kühlmitteltemperatur nach dem Kaltstart des Motors 1 allmählich ansteigt. Wie durch den Pfeil in 3 gezeigt, wird vom ersten Kraftstoffeinspritzmodus (d.h. einer geteilten Einspritzung während dem Ansaug- und Kompressionshub) in den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus (d.h. geteilte Einspritzung während dem Ansaughub) geschaltet, wenn die Motorkühlmitteltemperatur steigt, wenn der Ethanolgehalt den vorbestimmten Wert E₁ übersteigt und wenn die Ladewirksamkeit Ce den vorgegebenen Wert Ce₁ überschreitet. Sobald die Schaltung vorgenommen wurde, wird die Kompressionshub-Einspritzung, die vor dem Umschalten durchgeführt wurde, nicht mehr durchgeführt. Die Kompressionshub-Einspritzung fördert wie oben beschrieben die Kraftstoffaufbereitung durch Nutzung der Temperatur im Zylinder. Ob die Kompressionshub-Einspritzung aktiviert oder deaktiviert wird, macht für die Verdampfungsrate des in den Zylinder 11 eingespritzten Kraftstoffs einen großen Unterschied. Insbesondere dann, wenn die Motorkühlmitteltemperatur ansteigt, fällt die Verdampfungsrate am Ende des Kompressionshubs steil ab. Aufgrund dieses steilen Abfalls der Verdampfungsrate reicht die tatsächlich aufbereitete Kraftstoffmenge unmittelbar nach dem Wechsel in den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus aufgrund der unterschiedlichen Verdampfungsrate nicht aus, selbst wenn die gleiche Kraftstoffmenge vor und nach dem Schalten eingespritzt wird. Infolgedessen wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Bezug auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager. In einem solchen Zustand wird das zu erzeugende Drehmoment abfallen und an dem Punkt einen Drehmomentschlag verursachen, an dem die Kraftstoffeinspritzmodi umgeschaltet werden.
In diesem Fall wird über die Motorsteuerung ein Drehmomentschlag beim Umschalten der Steuermodi beispielsweise durch eine Verstellung der Zündzeitpunkte verringert. Wie oben beschrieben wird dieser Drehmomentschlag allerdings von einer unzureichenden Menge des aufbereiteten Kraftstoffs verursacht und das beispielhafte Steuern der Zündzeitpunkte kann die Drehmomentabnahme nicht umkehren.
Somit ändert dieses Motorsystem, wie in den 6 und 7 dargestellt, vor und nach dem Umschalten der Kraftstoffeinspritzmodi die Kraftstoffzunahmerate diskontinuierlich. Insbesondere repräsentiert die Y-Achse in 6 die Motorkühlmitteltemperatur. Relativ zum Papier sinkt die Motorkühlmitteltemperatur zur linken Seite und steigt relativ zum Papier zur rechten Seite. Somit ändert sich die Motorkühlmitteltemperatur nach dem Kaltstart des Motors 1 von der linken zur rechten Seite des Papiers. Der Motor 1 ist in einem Betriebszustand, in dem der Ethanolgehalt des Kraftstoffs höher ist als der vorbestimmte Wert E₁ und die Ladewirksamkeit Ce ist größer als der vorbestimmte Wert Ce₁ . Somit werden auf der linken Seite der 6 die geteilten Einspritzungen während der Ansaug- und Kompressionshübe ausgeführt (d.h. der erste Kraftstoffeinspritzmodus). Auf der rechten Seite der 6 werden die geteilten Einspritzungen während der Ansaughübe ausgeführt (d.h. der zweite Kraftstoffeinspritzmodus).
Zuerst steigt die Verdampfungsrate bei ansteigender Motorkühlmitteltemperatur unter Bedingungen, in denen der erste Kraftstoffeinspritzmodus ausgeführt wird. Deshalb werden die Kraftstoffzunahmeraten allmählich auf abnehmende Werte gesetzt. Wenn die Kraftstoffeinspritzmodi wie oben beschrieben umgeschaltet werden, steigt die Kraftstoffzunahmerate, die bis dahin zurückgegangen ist, als Reaktion auf die steile Abnahme der Verdampfungsrate steil an. Daher erhöht sich die Kraftstoffeinspritzmenge unmittelbar nach dem Umschalten der Modi vom ersten Kraftstoffeinspritzmodus auf den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus erheblich. Somit wird eine erforderliche Menge an aufbereitetem Kraftstoff selbst dann erfolgreich sichergestellt, wenn die Verdampfungsrate abnimmt und keine Kompressionshub-Einspritzung stattfindet. Folglich kann eine Verknappung des aufbereiteten Kraftstoffs unmittelbar nach dem Umschalten und letztendlich ein Drehmomentschlag vermieden werden. Danach steigt die Verdampfungsrate bei ansteigender Motorkühlmitteltemperatur wieder unter Bedingungen, in denen der erste Kraftstoffeinspritzmodus ausgeführt wird. Deshalb werden die Kraftstoffzunahmeraten allmählich auf abnehmende Werte gesetzt.
Wie man anhand der Grafik in 3 deutlich ersehen kann, wird der Kraftstoffeinspritzmodus nicht nur dann gewechselt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur ansteigt. Die Kraftstoffeinspritzmodi schalten vom ersten Kraftstoffeinspritzmodus in den dritten Kraftstoffeinspritzmodus insbesondere dann, wenn die Motorlast am Motor 1 bei einem Ethanolgehalt über dem vorbestimmten Wert E₁ und einer Motorkühlmitteltemperatur auf oder unter dem vorbestimmten Wert T₁ von einer großen Last auf eine kleine Last abnimmt. Erhöht sich hingegen die Motorlast am Motors 1 von einer geringen Last zu einer großen Last, so schalten die Kraftstoffeinspritzmodi vom dritten Kraftstoffeinspritzmodus auf den ersten Kraftstoffeinspritzmodus.
Zu den Schaltzeitpunkten wird auch die Aktivierung und Deaktivierung der Kompressionshub-Einspritzungen verändert, wodurch die Verdampfungsrate des Kraftstoffs, der in den Zylinder 11 eingespritzt wird, stark verändert wird. Insbesondere 7 zeigt, dass der Ansaugkrümmer-Unterdruck bei abnehmender Motorlast zunimmt. Als Folge steigen die Verdampfungsraten und die Kraftstoffzunahmeraten werden allmählich auf abnehmende Werte gesetzt. Wenn die Ladewirksamkeit Ce gleich oder niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ce₁, schalten die Modi vom ersten Kraftstoffeinspritzmodus, in dem geteilte Einspritzungen mit Ansaughub-Einspritzung und Kompressionshub-Einspritzung durchgeführt werden, auf den dritten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem eine Einfach-Einspritzung während dem Ansaughub durchgeführt wird. Unmittelbar nach diesem Schaltzeitpunkt fällt die Verdampfungsrate wie oben beschrieben steil ab. Deshalb wird die Kraftstoffzunahmerate stark erhöht. Insbesondere werden die Kraftstoffzunahmeraten diskontinuierlich geschaltet, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge auch dann zunimmt, wenn die Motorlast abnimmt. Diese Maßnahmen sorgen für die erforderliche aufbereitete Kraftstoffmenge und der Drehmomentschlag wird gemildert. Die Verdampfungsrate steigt bei abnehmender Motorlast auch dann, wenn der dritte Kraftstoffeinspritzmodus ausgeführt wird. Deshalb werden die Kraftstoffzunahmeraten allmählich auf abnehmende Werte gesetzt. Steigt die Motorlast hingegen, wenn die Ladewirksamkeit Ce gleich oder niedriger ist als der vorbestimmte Wert Ce₁ , schaltet der dritte Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem eine Einfach-Einspritzung während dem Ansaughub durchgeführt wird, in den ersten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem geteilte Einspritzungen mit Ansaughub-Einspritzung und Kompressionshub-Einspritzung durchgeführt werden. Unmittelbar nach diesem Schaltzeitpunkt steigt die Verdampfungsrate in der eben beschriebenen Situation steil an. Deshalb wird die Kraftstoffzunahmerate stark gesenkt. Das heißt, dass die Kraftstoffzunahmeraten diskontinuierlich geschaltet werden, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge auch dann abnimmt, wenn die Motorlast zunimmt. Diese Maßnahmen vermeiden eine übermäßige Menge an aufbereitetem Kraftstoff und reduzieren den Drehmomentschlag.
Man beachte, dass gemäß der oben beschriebenen Konfiguration geteilte Einspritzungen einschließlich Ansaughub- und Kompressionshub-Einspritzungen im ersten Kraftstoffeinspritzmodus und im zweiten Kraftstoffeinspritzmodus nur geteilte Einspritzungen im Ansaughub aber keine Kompressionshub-Einspritzungen durchgeführt werden. Jedoch können die geteilten Einspritzungen mit Ansaughub- und Kompressionshub-Einspritzungen im zweiten Kraftstoffeinspritzmodus durchgeführt werden. Darüber hinaus kann im ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzmodus das Verhältnis der Einspritzmenge bei der Ansaughub-Einspritzung zur Einspritzmenge bei der Kompressionshub-Einspritzung unterschiedlich eingestellt werden. Insbesondere beim ersten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem die Verdampfungsrate des Kraftstoffes relativ gering ist, kann die Einspritzmenge für die Kompressionshub-Einspritzung größer eingestellt werden als bei der Ansaughub-Einspritzung, und die geteilte Einspritzung kann dann einschließlich Ansaughub- und Kompressionshub-Einspritzung durchgeführt werden. Beim zweiten Kraftstoffeinspritzmodus, bei dem die Verdampfungsrate des Kraftstoffes relativ hoch ist, kann die Einspritzmenge für die Ansaughub-Einspritzung größer eingestellt werden als bei der Kompressionshub-Einspritzung, und die geteilte Einspritzung kann dann einschließlich Ansaughub- und Kompressionshub-Einspritzung durchgeführt werden.
Darüber hinaus ist die oben beschriebene Konfiguration für FFV-Motoren gedacht. Statt für FFV-Motoren ist die Technik der vorliegenden Offenbarung allgemein für Ottomotoren anwendbar, denen ein Kraftstoff zugeführt wird, der unkonventionelle Kraftstoffe wie Alkohol enthält.
Außerdem kann zusätzlich zum Kraftstoffeinspritzventil 53 einer derartigen Direkteinspritzung ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen sein, um den Kraftstoff in die Ansaugöffnung einzuspritzen.
Bezugszeichenliste

1.: Motor (Motorblock)
11.: Zylinder
100: Motorsteuerung
53: Kraftstoffeinspritzventil (Brennstoffzuteiler)
54: Kraftstoffeinspritzsystem (Brennstoffzuteiler)

Claims

Steuervorrichtung für einen Ottomotor, bestehend aus: einem Motor, der für einen Kraftstoff, einschließlich einen unkonventionellen Kraftstoff ausgelegt ist, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin; einem Brennstoffzuteiler, der für die Zuführung des Kraftstoffs in einen Zylinder des Motors ausgelegt ist; und einer Steuerung, die für die Steuerung des Motors ausgelegt ist, indem sie mindestens den Brennstoffzuteiler regelt, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass sie folgendes ausführt, wenn der Motor einer größeren als vorbestimmten Last ausgesetzt ist: einen ersten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Kompressionshub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Ansaughub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor weist eine Temperatur auf, die gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist; und einen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Ansaughub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Kompressionshub zugeführt wird, vorausgesetzt der Motor weist eine Temperatur auf, die höher als die vorbestimmte Temperatur ist, die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge wird durch eine Korrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt, die entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors geregelt wird, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird, wobei die Verdampfungsrate ein Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs ist, und als Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate unmittelbar nach dem Wechsel vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus zum zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus, wenn die Temperatur des Motors so stark ansteigt, dass die vorbestimmte Temperatur überschritten wird, ist die Steuereinheit konfiguriert, den Korrekturfaktor unmittelbar nach dem Umschalten größer einzustellen, als er vor dem Wechsel war.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählt, wenn die Motorlast gleich oder kleiner ist als die vorbestimmte Last, als Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate, wenn vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt wird und die Motorlast so stark abnimmt, dass sie gleich oder unter der vorbestimmten Last ist, kann die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel setzen, und als Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate, wenn vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt wird und die Motorlast so stark ansteigt, dass sie die vorbestimmte Last übersteigt, setzt die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen kleineren Wert als vor dem Wechsel.
Steuervorrichtung für einen Ottomotor, bestehend aus: einem Motor, der für einen Kraftstoff, einschließlich einen unkonventionellen Kraftstoff ausgelegt ist, dessen Verdampfungsrate bei oder unterhalb einer bestimmten Temperatur niedriger ist als die von Benzin; einem Brennstoffzuteiler, der für die Zuführung des Kraftstoffs in einen Zylinder des Motors ausgelegt ist; und einer Steuerung, die für die Steuerung des Motors ausgelegt ist, indem sie mindestens den Brennstoffzuteiler regelt, wobei weist der Motor eine Temperatur auf, die gleich oder niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, ist die Steuerung konfiguriert, das Folgende auszuführen: einen ersten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Kompressionshub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Ansaughub zugeführt wird, vorausgesetzt die Motorlast ist größer als eine vorbestimmte Last; und einen zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus wählen, bei dem im Ansaughub eine größere Menge an Kraftstoff als beim Kompressionshub zugeführt wird, vorausgesetzt die Motorlast ist gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Last, die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge wird durch eine Anstiegskorrektur der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge geregelt, die entsprechend dem Betriebszustand des Motors unter Verwendung eines Korrekturfaktors zu regeln ist, der im Voraus entsprechend der Verdampfungsrate des Kraftstoffs bestimmt wird, wobei die Verdampfungsrate ein Verhältnis zwischen dem Gewicht des Kraftstoffs, der zur Verbrennung beiträgt und dem Gewicht des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs ist, als Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate, wenn vom ersten Kraftstoff-Einspritzmodus in den zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt wird und die Motorlast so stark abnimmt, dass sie gleich oder unter der vorbestimmten Last ist, die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen größeren Wert als vor dem Wechsel setzt, und als Reaktion auf ein Sinken der Verdampfungsrate, wenn die Kraftstoff-Einspritzmodi vom zweiten Kraftstoff-Einspritzmodus in den ersten Kraftstoff-Einspritzmodus gewechselt werden, weil die Motorlast so stark ansteigt, dass sie die vorbestimmte Last übersteigt, die Steuereinheit den Korrekturfaktor auf einen kleineren Wert als vor dem Wechsel setzt.