DE19510592C2

DE19510592C2 - Kraftstoffcharakteristik-Erfassungssystem für einen Motor mit innerer Verbrennung

Info

Publication number: DE19510592C2
Application number: DE19510592A
Authority: DE
Inventors: Naoki Tomisawa
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2015-03-24
Also published as: DE19510592A1; JPH07259629A; JP2884472B2; US5499607A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Erfassen einer Kraftstoffcharakteristik, wie z. B. der Ver dampfbarkeit des Kraftstoffs, für einen Motor mit innerer Verbrennung.

Bei einem gewöhnlichen Beispiel ist (wie in der vorläufigen (ungeprüften) japanischen Patentveröffentlichung Nr. H5-195840 offenbart ist), bezüglich der Änderung der Kraft stoffzunahmemenge, die für die Anreicherung eines kalten Mo tors erforderlich ist und die von der Charakteristik des Kraftstoffs (der Verdampfbarkeit des Kraftstoffs) abhängt, ein Steuersystem angeordnet, um die oben genannte Kraft stoffzunahmemenge in einem maximalen Maß in einem Bereich zu erniedrigen, indem bewirkt wird, daß ein Stoßdrehmoment eine zulässige Grenze nicht überschreitet, und dadurch zu verhin dern, daß die oben genannte Kraftstoffzunahmemenge die An forderung des Kraftstoffs, der verwendet wird, überschrei tet.

Dieses herkömmliche System ist jedoch angeordnet, um das Ergebnis der Modifikation des Anreicherungskoeffizienten abhängig von der Kühlmitteltemperatur auf alle Zylinder an zuwenden. Daher kann dieses System die Motorbetreibbarkeit durch das Ändern der Kraftstoffzunahmemenge über einen opti malen Pegel (minimalen Pegel) hinaus verschlechtern. Um die se unerwünschte Wirkung zu vermeiden, muß dieses System den Anreicherungskoeffizienten schrittweise erniedrigen und kann die Erniedrigungsgeschwindigkeit, um den minimalen Korrek turpegel zu erreichen, nicht erhöhen, so daß eine beträcht liche Zeit erforderlich ist, bis schließlich ein geeigneter Pegel erreicht ist.

Obwohl die Kraftstoffeinspritzmengen gleichmäßig für alle Zylinder geändert werden, sind die Luft/Kraftstoff-Verhält nisse der einzelnen Zylinder aufgrund von Unterschieden in den Einspritzcharakteristika der Kraftstoff-Einspritzvor richtungen und einer ungleichmäßigen Verteilung der Ansaug luft nicht die gleichen, wobei ferner Erfassungsfehler eines Luftflußmeters zum Messen einer Ansaugluftmenge dazu beitra gen. Folglich ist der Kühlmitteltemperatur-Anreicherungs koeffizient, der schließlich aus der Modifikationssteuerung erhalten wird, nicht notwendigerweise zur Darstellung der Verdampfbarkeit des Kraftstoffs geeignet.

Die DE 38 33 123 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Kraftstoffeigenschaften für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, bei der die Erfassung der Kraftstoffei genschaften für die Brennkraftmaschine auf der Grundlage von Signalen eines Druckerfassungsmittels und eines Kurbelwin kelerfassungsmittels erfolgt und aufgrund der Berechnung eines effektiven Heizwertes des Kraftstoffes. Diese Vorrich tung umfaßt einen Drucksensor zum Erfassen des Zylinderin nendrucks, sowie ein Kraftstoffeinspritzventil und eine Überwachungseinrichtung.

Die DE 41 17 440 A1 betrifft eine adaptive Kraftstoff/Luft-Ge mischeinstellung zum Berücksichtigen von Kraftstoffeigen schaften, wenn sich nach einem Betanken herausstellt, daß mit einem zuvor geltenden Adaptionsfaktor schlechte Regel ungsergebnisse erzielt werden. Die Qualität von verwendeten Kraftstoffen wird dadurch berücksichtigt, daß abhängig von einer Regelabweichung der Lambda-Amplitude im Auslaßtrakt eines Motors mit innerer Verbrennung ein Luft/Kraftstoff-Ge misch derart eingestellt wird, daß die Abweichungen ausge glichen werden.

Die DE 40 11 199 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem schwankende Kraftstoff qualitäten dadurch ausgeglichen werden, daß das Kraftstoff/Luft-Gemisch in einem ersten Schritt bis zum Erreichen eines Minimalwertes des spezifischen Kraftstoffverbrauches "abge magert" wird. Anschließend erfolgt ein kontinuierliches Ver stellen des Zündwinkels in Richtung der Frühzündung bis zum Erreichen eines Minimalwertes des spezifischen Kraftstoff verbrauches.

Die DE 36 41 854 A1 betrifft ein Verfahren zum Ausgleich des Einflusses unterschiedlicher Kraftstoffqualitäten auf das Betriebsverhalten eines Dieselmotors. Hierzu wird der Spi tzendruck in einem Zylinder erfaßt, und mit einem gespei cherten Sollwert verglichen.

Die DE 36 30 907 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Anpassung der Gemischbildungs-Einrichtung und der Zündeinrichtung einer Brennkraftmaschine für den Betrieb mit allgemein gängigen Otto-Kraftstoffen. Manuell wird die Gemischbil dungseinrichtung von einem Gemischfeld für einen Betrieb mit einem 3-Weg-Katalysator und einer Lambda-Sonde bei unver bleitem Kraftstoff auf ein Gemischfeld für Lambda ungleich 1 umgestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen der Kraftstoff charakteristik für einen Motor zu schaffen, bei dem die Charakteristik des Kraftstoffes schnell erfaßt wird, ohne von System-Abweichungen und -Fehlern beeinflußt zu werden und ohne das Motorverhalten stark zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 7 ge löst.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist gemäß einigen Ausführungs beispielen der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffcharak teristik-Erfassungssystem für einen Motor mit innerer Ver brennung folgende Merkmale auf:
eine Verbrennungsdruckänderung-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Änderung eines Verbrennungsdrucks in einem spezifizierten Zylinder des Motors;
eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung zum zwangsweisen Ändern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für den spezifizierten Zylinder, bis die Änderung des Verbren nungsdrucks, die von der Verbrennungsdruckänderung-Erfas sungseinrichtung erfaßt wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel wird; und
eine Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung zum Be stimmen einer Kraftstoffcharakteristik gemäß einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem spezifizierten Zylinder, das erhalten wird, wenn die Änderung des Verbrennungsdrucks durch die zwangsweise Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses mittels der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrich tung gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel gemacht ist.

Bei einem Motor mit innerer Verbrennung sind eine Magersei ten-Verbrennungsgrenze und eine Fettseiten-Verbrennungsgren ze durch die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs stark beein flußt. Im allgemeinen ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das erforderlich ist, um eine normale Verbrennung beizube halten, kleiner (fetter), wenn die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs geringer ist. Folglich ist das Erfassungssystem der Erfindung konstruiert, um durch das zwangsweise Ver schieben des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, bis die Änderung des Verbrennungsdrucks den vorbestimmten Pegel überschrei tet, zumindest eine der mageren und der Fettverbrennungs grenze zu erfassen, und um die Kraftstoff-Charakteristik, wie z. B. die Verdampfbarkeit, in Abhängigkeit von dem Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses an der Verbrennungsgrenze zu erfassen.

Die zwangsweise Verschiebung des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses, um die Kraftstoffcharakteristik zu erfassen, wird nur in einem spezifizierten Zylinder durchgeführt (oder nur in einem kleinen Teil des Zylinders), so daß die Änderung des Verbrennungsdrucks aufgrund der zwangsweisen Verschie bung in dem spezifizierten Zylinder keinen unannehmbaren, nachteiligen Einfluß auf die Betreibbarkeit des Motors aus übt. Folglich ist es möglich, die Änderungsrate des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erhöhen, ohne die Betreibbarkeit des Motors zu verschlechtern. Durch das Überwachen der Ände rung des Verbrennungsdrucks in dem spezifizierten Zylinder, dessen Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, kann das Erfassungssystem zuverlässig die Änderung der Motorstabili tät aufgrund der Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfassen.

Ein Kraftstoff-Charakteristik-Erfassungssystem kann derart angeordnet sein, daß die Kraftstoffcharakteristik-Erfas sungseinrichtung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu der Zeit bestimmt, zu der die Änderung des Verbrennungsdrucks gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel wird, entsprechend der zwangsweisen Änderung der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder. In anderen Worten heißt das, daß der Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gemäß einer Ände rungsmenge, die auf ein elementares Luft/Kraftstoff-Verhält nis angewendet wird, bestimmt werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das beispielhaft eine Anordnung der Funktionseinrichtungen zeigt, die bei der vor liegenden Erfindung verwendet sind;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die ein Motorsystem zeigt, das in jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet ist;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das ein Kraftstoffcharakteristik- Erfassungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das ein Kraftstoffcharakteristik- Erfassungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das ein Kraftstoffcharakteristik- Erfassungsverfahren gemäß einem dritten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das ein Kraftstoffcharakteristik- Erfassungsverfahren gemäß einem vierten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das die Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Steuercharakteristika bei den Ausführungsbei spielen der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt ein Motorsystem, das bei der vorliegenden Er findung verwendet werden kann. Bei dem Motorsystem, das in Fig. 2 gezeigt ist, wird Luft durch einen Luftfilter 2, ein Ansaugrohr 3, ein Drosselventil 4 und einen Ansaugkrümmer 5 in einen Motor 1 mit innerer Verbrennung gezogen. In Ver zweigungen des Ansaugkrümmers 5 sind Kraftstoffeinspritz ventile 6 für einzelne Zylinder des Motors 1 vorgesehen. Bei diesem Beispiel besitzt jeder Zylinder ein einziges Kraft stoffeinspritzventil 6. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 dient als eine Kraftstoffzufuhreinrichtung.

Die Kraftstoffeinspritzventile 6 dieses Beispiels sind Ein spritzvorrichtungen des elektromagnetischen Typs. Jede Ein spritzvorrichtung 6 ist geöffnet, wenn ihr Solenoid angeregt ist, und geschlossen, wenn der Solenoid abgeregt ist. Jede Einspritzvorrichtung 6 ist elektrisch mit einer Steuerein heit 12 verbunden. Die Steuereinheit 12 steuert jede Ein spritzvorrichtung 6 durch das Senden eines Treiberimpuls signals. Eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) liefert Kraft stoff unter Druck, während ein Druckregler (nicht gezeigt) den Druck des Kraftstoffs auf einen vorbestimmten Pegel regelt. Die Einspritzvorrichtungen 6 empfangen den Kraft stoff mit dem so geregelten Druck und führen mittels Ein spritzen den Kraftstoff dem Motor stoßweise unter der Steue rung der Steuereinheit 12 zu.

In jeder Verbrennungskammer des Motors 1 ist eine Zündkerze 7 vorgesehen, um einen Funken zu erzeugen, um ein Kraft stoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder zu entzünden. Abgase von dem Motor 1 werden durch einen Abgaskrümmer 8, eine Abgas leitung 9, einen Katalysator 10 und einen Auspufftopf 11 be fördert.

Die Steuereinheit 12 ist entworfen, um die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor 1 elektronisch zu steuern. Die Steuereinheit 12 dieses Beispiels besitzt einen Mikrocomputer, der bei diesem Beispiel eine CPU, zumindest einen ROM, zumindest einen RAM, zumindest einen A/D-Wandler und einen Eingabe- und Ausgabe- Schnittstellenabschnitt aufweist. Die Steuereinheit 12 emp fängt Eingangssignale von verschiedenen Sensoren und steuert die Einspritzvorrichtungen 6 durch Durchführen eines vorbe stimmten Steuerverfahrens.

Die Sensorgruppe dieses Beispiels besitzt folgende Anord nung.

Ein Luftflußsensor (oder ein Luftflußmeter) 13 ist in der Ansaugleitung 3 vorgesehen und angeordnet, um ein Signal zu erzeugen, das eine Ansaugluftflußmenge Q zu dem Motor 1 dar stellt.

Ein Kurbelwinkelsensor 14 erzeugt ein Referenzwinkelsignal REF, um jede Referenzwinkelstellung zu signalisieren (z. B. jeden TDC; TDC = Top Dead Center = oberer Todpunkt), und ein Einheitswinkelsignal POS, um jede Kurbelwellendrehung um 1° oder 2° zu signalisieren. Durch Messen der Periode des Refe renzwinkelsignals REF oder der Anzahl des Auftretens des Einheitswinkelsignals in einem vorbestimmten Zeitintervall ist es möglich, eine Motordrehzahl (U/min) Ne zu berechnen. Der Kurbelwinkelsensor 14 dient als ein Sensor für die Mo torgeschwindigkeit.

Ein Kühlmitteltemperatursensor 15 erfaßt die Temperatur Tw eines Kühlwassers in einem Wassermantel des Motors 1.

Ein Zylinderdrucksensor 16 ist in jedem Zylinder vorgesehen, um bei diesem Beispiel den Druck in jedem Zylinder zu erfas sen. Bei diesem Beispiel ist der Drucksensor 16 als eine Un terlegscheibe an jeder Zündkerze angeordnet, wie in der vor läufigen (ungeprüften) japanischen Gebrauchsmusterveröffent lichung Nr. S63-17432 offenbart ist. Die Drucksensoren 16 dieses Typs weisen jeweils ein ringförmiges, piezoelektri sches Element und zumindest eine Elektrode auf, die zwischen den Zylinderkopf und die entsprechende Zündkerze 7 gepreßt sind.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zum Er fassen des Drucks in einem Motorzylinder nicht auf den oben genannten Sensor des Unterlegscheibentyps begrenzt. Es ist z. B. möglich, einen Drucksensor eines Typs mit einem Erfas sungsabschnitt zu verwenden, der in einer Verbrennungskammer direkt freiliegend ist und angeordnet ist, um den Druck in der Kammer als einen absoluten Druck zu erfassen.

Durch das Durchführen von Operationen gemäß einem Steuer programm, das in dem ROM gespeichert ist, berechnet die CPU des Mikrocomputers in der Steuereinheit 12 eine Kraftstoff einspritzmenge (oder Kraftstoffzufuhrmenge) Ti und liefert ein Treiberimpulssignal mit einer Impulsbreite (oder einer Impulsdauer), die der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge Ti entspricht, zu jeder Einspritzvorrichtung 6, entsprechend einem vorbestimmten Zeitablauf-Fahrplan des Einspritzzeit ablaufs.

Die Kraftstoffeinspritzmenge Ti wird gemäß folgender Glei chung berechnet:

Ti = Tp × Co + Ts,

wobei Tp eine elementare Kraftstoffeinspritzmenge ist, Co ein Koeffizient für verschiedene Korrekturen ist, und Ts eine Spannungskorrektur(menge) ist. Die elementare Ein spritzmenge Tp ist eine elementare Menge, die einem ge wünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht und gemäß der Ansaugluftflußmenge Q und der Motordrehzahl Ne bestimmt ist. Die Spannungskorrekturmenge Ts ist ein Term zum Kompen sieren einer Zunahme bei einer ungültigen Einspritzmenge aufgrund einer Abnahme einer Batteriespannung.

Der Koeffizient Co für verschiedene Korrekturen wird gemäß folgender Gleichung berechnet.

Co = {1 + K_TW + K_AS + K_ACC + . . .}

wobei K_TW ein Korrekturkoeffizient für eine Wassertempera tur-Anreicherung ist, K_AS ein Korrekturkoeffizient für eine "Nach-Anlassen"-Anreicherung ist, und K_ACC ein Korrektur koeffizient für eine Beschleunigungsanreicherung ist. Der Wassertemperatur-Korrekturkoeffizient K_TW ist ein Korrektur term, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, wenn die Kühlwassertemperatur T_W gering ist. Der Nach-Anlassen-Kor rekturkoeffizient K_AS ist ein Term zum Erhöhen der Kraft stoffeinspritzmenge unmittelbar nach dem Anlassen (während eines vorbestimmten Zeitintervalls bezüglich des Endes des Anlassens). Diese Nach-Anlassen-Erhöhung der Kraftstoffein spritzmenge ist erhöht, wenn die Kühlwassertemperatur T_W gering ist. Ein Anfangswert für die Nach-Anlassen-Anreiche rung wird entsprechend der Kühlwassertemperatur T_W am Ende des Anlassens bestimmt, wobei danach die Kraftstoffzunahme menge der Nach-Anlassen-Anreicherung schrittweise mit einer vorbestimmten Rate gesenkt wird, bis die Kraftstoffzunahme menge schließlich auf Null reduziert ist. Der Beschleuni gung-Anreicherungskoeffizient K_ACC ist ein Term, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, um zu verhindern, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis während einer Beschleunigung des Motors mager wird.

Diese Anforderungen für eine Korrektur der Kraftstoffein spritzmenge, die in dem Korrekturkoeffizienten Co enthalten ist, werden abhängig von den Eigenschaften des Kraftstoffs, speziell abhängig von einem Maß an Leichtheit (oder Schwere) des Kraftstoffs (oder einer Geschwindigkeit, mit der der Kraftstoff verdampft). Die Kraftstoffzunahmemengen für die Wassertemperatur-Anreicherung (K_TW) und die Beschleunigungs anreicherung (K_ACC) müssen größer sein, wenn der Kraftstoff schwer ist und langsam verdampft, als wenn der Kraftstoff leicht und flüchtig ist.

Daher werden die Anfangswerte des Wassertemperatur-Anreiche rungskoeffizienten K_TW und des Beschleunigung-Anreicherungs koeffizienten K_ACC im allgemeinen auf den höchsten Pegel an gepaßt, der bei dem schweren Kraftstoff (mit geringer Ver dampfbarkeit) gefordert ist, um zu verhindern, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager wird, und der Motorbetrieb instabil wird.

Wenn der Kraftstoff, der dem Motor tatsächlich zugeführt wird, jedoch leichter ist, neigen die so bestimmten Anfangs werte für die Anreicherungen dazu, die Kraftstoffmenge über mäßig zu erhöhen und das Abgasverhalten zu verschlechtern (z. B. eine Erhöhung der HC-Konzentration (Kohlenwasser stoff-Konzentration)).

Bei dem Steuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfaßt daher die Steuereinheit indirekt die Verdampfbarkeit (oder das Maß an Leichtheit) des Kraftstoffs gemäß dem Programm, das in Fig. 3 gezeigt ist, und modifiziert den Wassertemperatur-Anreicherungs koeffizienten K_TW und/oder den Beschleunigung-Anreicherungs koeffizienten K_ACC, entsprechend dem Ergebnis der Erfassung der Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, zu modifizierten Pe geln, die für die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, der dem Motor tatsächlich zugeführt wird, geeignet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel dient die Steuereinheit 12 mit dem Softwareprogramm, das in Fig. 3 gezeigt ist, zumin dest als Teil der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrich tung und der Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung, die in Fig. 1 gezeigt sind. Die Funktion der Verbrennungs druckänderung-Erfassungseinrichtung wird von der Steuerein heit 12, die wie in Fig. 3 gezeigt programmiert ist, und zu mindest einen der Zylinderdruck-Sensoren 16 durchgeführt.

In einem Schritt S1 von Fig. 3 bestimmt die Steuereinheit 12 (oder die CPU der Steuereinheit 12), ob die Periode für die Anreicherung durch den Nach-Anlassen-Koeffizienten K_AS (die Periode nach dem Anlassen) andauert. Wenn die Nach-Anlas sen-Anreicherung im Gang ist, springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt S2 und sondert im Schritt S2 einen ausge wählten der Zylinder des Motors ab. Der ausgewählte Zylinder wird vorbereitend für die Kraftstoffcharakteristik-Erfassung spezifiziert. Es ist möglich, stets den gleichen Zylinder als den ausgewählten Zylinder auszuwählen, oder jedesmal, wenn die Kraftstoffcharakteristik-Erfassung durchgeführt wird, einen anderen Zylinder zu wählen. Wenn der Zylinder, der gegenwärtig untersucht wird, der ausgewählte Zylinder ist, springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt S3. Wenn die Nach-Anlassen-Anreicherung nicht im Gang ist, oder wenn der gegenwärtig untersuchte Zylinder nicht der ausgewählte Zylinder ist, springt die Steuereinheit 12 direkt zum Ende des Verfahrens von Fig. 3.

Im Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 12 eine Zylinder druckänderung (oder eine Verbrennungsdruckänderung) in dem gewählten Zylinder. Bei diesem Beispiel ist die Zylinder druckänderung eine Änderung ΔPi eines Integrals Pi des Zy linderdrucks in dem ausgewählten Zylinder.

Das Integral Pi ist das Ergebnis der Integration des Zylin derdrucks P über ein vorbestimmtes Intervall (z. B. TDC-ATDC 30°; ATDC = Ante TDC = vor dem oberen Todpunkt). Die Ände rung ΔPi (d. h. die Menge, um die das Integral Pi erhöht oder erniedrigt wird) ist eine Differenz, die das Ergebnis einer Subtraktion des vorherigen Werts Pi-1 des Integrals, das auf dem vorherigen Integrationsintervall erhalten wurde, von dem jüngsten Wert Pi des Integrals auf dem jüngsten Integra tionsintervall ist.

Statt das Integral Pi zu verwenden, ist es möglich, ein Ab tastverfahren zu verwenden, um einen abgetasteten Wert des Zylinderdrucks P an einer vorbestimmten Kurbelwinkelstellung zu erhalten. Die Berechnung des Integrals Pi ist bevorzugt, da das Integral Pi nicht ohne weiteres durch Geräusche be einflußt wird.

In einem Schritt S4, der dem Schritt S3 folgt, vergleicht die Steuereinheit 12 die Änderung ΔPi mit einem vorbestimm ten Wert, der einer Toleranzgrenze der Änderung ΔPi ent spricht.

Wenn die Änderung ΔPi kleiner als der vorbestimmte Wert ist, springt die Steuereinheit 12 vom Schritt S4 zu einem Schritt S5 unter der Annahme, daß eine Fettverbrennungsgrenze nicht überschritten ist, und demgemäß das Integral Pi des Zylin derdrucks nicht so stark geändert ist.

Im Schritt S5 erhöht die Steuereinheit 12 eine Zunahmemenge AFR um einen vorbestimmten Betrag α. Die Zunahmemenge AFR ist eine Korrekturmenge zum Erhöhen des Nach-Anlassen-An reicherungskoeffizienten K_AS. Die Zunahmemenge AFR ist an fänglich auf einen Anfangswert Null eingestellt.

Im Schritt S6 erhöht die Steuereinheit 12 den Nach-Anlas sen-Anreicherungskoeffizienten K_AS durch Hinzufügen der Zu nahmemenge AFR, die im Schritt S5 erhöht wurde, zu dem ge genwärtigen Wert des Nach-Anlassen-Anreicherungskoeffizien ten K_AS. Folglich berechnet das Steuersystem die Kraftstoff einspritzmenge Ti für den ausgewählten Zylinder unter Ver wendung des Nach-Anlassen-Anreicherungskoeffizienten K_AS, der im Schritt S6 erhöht wurde.

Für die außer dem ausgewählten Zylinder verbleibenden Zylin der bestimmt das Steuersystem die Kraftstoffeinspritzmenge Ti durch die Verwendung des Nach-Anlassen-Anreicherungskoef fizienten K_AS, der ohne Modifikation bestimmt wurde, und steuert die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen für die ver bleibenden Zylinder gemäß einer normalen Steuercharakteri stik.

Auf der anderen Seite wird bei dem ausgewählten Zylinder die Zunahmemenge AFR für den Nach-Anlassen-Anreicherungskoeffi zienten K_AS schrittweise erhöht, wobei der Betrag der Kraft stoffzunahme verglichen mit den übrigen Zylindern schritt weise erhöht wird (auf eine periodische Art und Weise bei jeder Wiederholung der Schritte S5 und S6). Folglich wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem ausgewählten Zylinder erniedrigt und verglichen mit den verbleibenden Zylindern schrittweise angereichert, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Operationen der Schritte S5 und S6 werden wiederholt, bis die Änderung ΔPi den vorbestimmten Pegel überschreitet. Wenn die Fettverbrennungsgrenze erreicht und aufgrund dieser zwangsweisen Anreicherung des ausgewählten Zylinders über schritten ist, wird die Verbrennung instabil und daher wächst die Änderung ΔPi über den vorbestimmten Pegel hinaus.

Wenn die Änderung ΔPi folglich gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, springt die Steuereinheit 12 vom Entscheidungsschritt S4 zu einem Schritt S7, in dem der dann existierende Wert der Zunahmemenge AFR für den ausgewählten Zylinder als ein Datenelement AFR_L eingestellt wird. Das Datenelement AFR_L wird als Daten verwendet, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis darstellen, das der Fettverbrennungs grenze entspricht.

Wenn der Kraftstoff flüchtig ist, zerstäubt der eingespritz te Kraftstoff ohne weiteres, wobei die Fettverbrennungsgren ze bei einem relativ größeren Luft/Kraftstoff-Verhältnis er reicht wird. Falls der Kraftstoff eine geringe Verdampfbar keit aufweist, ist die Zerstäubung des eingespritzten Kraft stoffs langsam, wobei die Fettverbrennungsgrenze nicht er reicht wird, bis ein größerer Kraftstoffbetrag eingespritzt wird, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis geringer gemacht ist.

In einem Schritt S8, der dem Schritt S7 folgt, beurteilt folglich die Steuereinheit 12 die Verdampfbarkeit des Kraft stoffs durch das Datenelement AFR_L, welches der Wert der Kraftstoffzunahmemenge AFR ist, der verwendet wird, wenn die Änderung ΔPi den vorbestimmten Pegel überschreitet. Die Kraftstoff-Verdampfbarkeit wird als niedrig betrachtet (der Kraftstoff ist schwer), wenn AFR_L größer ist, d. h., wenn eine größere Kraftstoff-Anreicherungskorrektur möglich ist (die Fettverbrennungsgrenze wird bei einem geringeren Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht).

Im nächsten Schritt S9 modifiziert die Steuereinheit 12 den Wassertemperatur-Anreicherungskoeffizienten K_TW und den Be schleunigung-Anreicherungskoeffizienten K_ACC entsprechend dem Ergebnis der Bewertung der Kraftstoff-Verdampfbarkeit im Schritt S8, um die Anreicherungen an die Eigenschaft des tatsächlichen Kraftstoffs, der gegenwärtig verwendet wird, anzupassen.

Der Wassertemperatur-Anreicherungskoeffizient K_TW und der Beschleunigung-Anreicherungskoeffizient K_ACC sind im all gemeinen auf die Werte eingestellt, die für den schwersten, möglichen Kraftstoff der geringsten Verdampfbarkeit unter allen vorhersagbaren Kraftstoffsorten geeignet sind. Diese Werte sind für eine leichtere Kraftstoffsorte nicht geeig net. Jedoch kann das Steuersystem gemäß diesem Ausführungs beispiel die Verwendung eines leichteren Kraftstoffs mit einer relativ hohen Verdampfbarkeit erfassen und eine Über- Anreicherung über die Anforderung des leichteren Kraftstoffs hinaus verhindern, indem die Kraftstoffzunahme durch den Wassertemperatur-Anreicherungskoeffizienten K_TW und den Be schleunigung-Anreicherungskoeffizienten K_ACC im Schritt S9 beschränkt wird.

Es ist möglich, das Ergebnis der Beurteilung der Kraft stoff-Verdampfbarkeit gemäß der vorliegenden Erfindung zur Modifikation des Zündzeitpunkts des Motors und für weitere Motor- oder Fahrzeug-Steuersysteme zu verwenden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kraftstoffeinspritzmenge für nur einen spezifizierten Zy linder zwangsweise und schrittweise größer als die Kraft stoffeinspritzmengen für die anderen Zylinder gemacht. Währenddessen überwacht das Kraftstoffcharakteristik-Erfas sungssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Breite der Änderung ΔPi (nämlich die Ausgangsleistungsschwankung) des Integrals Pi des Zylinderdrucks in dem spezifizierten Zylinder und bestimmt den Kraftstoffzunahmebetrag zu dem Zeitpunkt, zu dem die Breite der Änderung ΔPi den vorbe stimmten Beurteilungspegel erreicht. Entsprechend der so be stimmten Korrekturmenge für die Kraftstoffzunahme, der bis zu diesem Zeitpunkt möglich ist, bewertet das Erfassungssy stem die Kraftstoffeigenschaft (Verdampfbarkeit).

Diese zwangsweise Anreicherung für den spezifizierten Zylin der bewirkt eine Ausgangsleistungsschwankung. Jedoch sind die anderen Zylinder durch den Steuermodus der normalen Ein spritzung gesteuert, um eine große Ausgangsleistungsschwan kung zu verhindern. Als Ganzes bleibt der Motor in einer zu friedenstellenden Region betreibbar, wobei das Abgas-Emis sionsverhalten durch die zwangsweise Anreicherung nicht so stark beeinträchtigt ist. Es ist daher möglich, die Ge schwindigkeit der Kraftstoffcharakteristik-Erfassungsope ration durch Einstellen der Rate, mit der die Kraftstoff anreicherungs-Korrekturmenge schrittweise erhöht wird, auf einen hinreichend hohen Pegel zu erhöhen.

Bei dem System, das angeordnet ist, um die Zustände aller Zylinder gemeinsam zu modifizieren und eine Änderung des Stoßdrehmoments zu erfassen, ist es nicht möglich, einen Einfluß der Modifikation des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf die Stabilität der Verbrennung aufgrund der Schwankungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Zylinder zu Zylinder genau zu erfassen. Das Erfassungssystem gemäß diesem Aus führungsbeispiel ist im Gegensatz dazu angeordnet, um nur die Einspritzmenge eines spezifizierten Zylinders zu modifi zieren und das Ergebnis der Modifikation in dem spezifizier ten Zylinder zu erfassen. Daher kann das System dieses Aus führungsbeispiels durch Erfassen einer Änderung der Verbren nungsstabilität aufgrund der Luft/Kraftstoff-Modifikation sicher und genau erfassen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die zwangsweise Kraft stoffanreicherung während der Nach-Anlassen-Anreicherungs operation durchgeführt. Daher kann das Erfassungssystem die ses Ausführungsbeispiels die Kraftstoffeigenschaft bald nach einem Anlassen des Motors erfassen und danach die Kraft stoffzufuhrmenge unter Verwendung der Daten, die gemäß dem Ergebnis der Erfassung modifiziert sind, steuern. Das Erfas sungssystem dieses Ausführungsbeispiels kann das Ergebnis der Erfassung der Kraftstoffeigenschaft voll nutzen.

Bei dem Beispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Kraft stoffcharakteristik unter Verwendung der Kraftstoffzunahme- Korrekturmenge AFR_L des Nach-Anlassen-Anreicherungskoeffi zienten K_AS zu der Zeit, zu der die Änderung ΔPi den vorbe stimmten Pegel überschreitet, bestimmt. Die Kraftstoffcha rakteristik kann jedoch optional durch Verwenden eines Inte grals der Kraftstoffzunahmemenge AFR vom Beginn der zwangs weisen Anreicherung bis zu der Zeit, zu der die Änderung ΔPi den vorbestimmten Pegel überschreitet, bestimmt werden.

Fig. 4 zeigt ein Kraftstoffcharakteristik-Erfassungsverfah ren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Erfassungssystem gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel ist angeordnet, um die Kraftstoffeinspritz menge für einen spezifizierten Zylinder zwangsweise zu sen ken (das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwangsweise zu erhöhen), und um die Kraftstoffcharakteristik durch das Verwenden der Abnahmemenge, die erhalten ist, wenn eine Magerverbrennungs grenze erreicht wird (Fig. 7), zu bestimmen.

Die Schritte S21 bis S24 und S29 sind im wesentlichen zu den Schritten S1 bis S4 und S9 von Fig. 3 identisch. Das Pro gramm von Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 3 nur in den Schritten S25, S26 und S27 für die Einstellung des Nach-An lassen-Anreicherungskoeffizienten K_AS und in der Charakte ristik, die verwendet ist, um die Verdampfbarkeit des Kraft stoffs in einem Schritt S28 zu beurteilen.

In den Schritten S25 bis S28 senkt die Steuereinheit 12 ge mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel den Nach-Anlassen-An reicherungskoeffizienten K_AS schrittweise durch das schritt weise Erhöhen einer Abnahmemenge AFL. Indem somit der Nach- Anlassen-Anreicherungskoeffizient K_AS gesenkt wird, erzwingt das Erfassungssystem, daß die Kraftstoffeinspritzmenge zu dem spezifizierten Zylinder kleiner wird als die Einspritz mengen zu den anderen Zylindern, und erhöht das Luft/Kraft stoff-Verhältnis des spezifizierten Zylinders (oder macht es magerer). Wenn der Betriebszustand in dem spezifizierten Zy linder aufgrund der zwangsweisen Magermachung eine Magerver brennungsgrenze erreicht, und die überwachte Menge, d. h. die Änderung ΔPi gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, wird die Antwort des Entscheidungsschritts S24 posi tiv, wobei die Abnahmemenge AFL zu diesem Zeitpunkt als AFL_L im Schritt S27 gespeichert wird. Die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs wird gemäß diesem Wert AFL_L im Schritt S28 be stimmt.

Ein schwerer Kraftstoff mit einer geringen Verdampfbarkeit und einer schlechten Zerstäubungsfähigkeit erfordert eine größere Kraftstoffeinspritzmenge (ein geringeres Luft/Kraft stoff-Verhältnis), um eine normale Verbrennung sicherzustel len. Daher wird, selbst durch eine leichte Abnahme der Kraftstoffeinspritzmenge, der Betriebszustand zu einer Ma gerverbrennungsgrenze gezwungen, und die überwachte Änderung ΔPi wird über den vorbestimmten Pegel hinaus erhöht. Wenn die Kraftstoffabnahme-Korrekturmenge AFL_L des Nach-Anlas sen-Anreicherungskoeffizienten K_AS zu der Zeit, zu der die Änderung ΔPi den vorbestimmten Pegel erreicht, gering ist, wird der Kraftstoff daher als schwer und gering verdampfbar betrachtet.

Der Schritt S28 ist daher eingerichtet, um die berechnete Verdampfbarkeit des Kraftstoffs zu erniedrigen (um das be rechnete Schweremaß des Kraftstoffs zu erhöhen), wenn die Kraftstoffabnahmemenge abnimmt.

Mit dieser zwangsweisen Abnahme der Kraftstoffeinspritzmenge (die zwangsweise Magermachung) kann das Erfassungssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kraftstoffeigen schaft erfassen, ohne unter einer Zunahme des HC-Gehalts in der Abgasemission zu leiden.

Fig. 5 zeigt ein Kraftstoffcharakteristik-Erfassungsverfah ren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffcharakteristik-Erfassung entweder durch die zwangsweise Anreicherung oder die zwangsweise Magerma chung bewirkt. Das dritte Ausführungsbeispiel ist angeord net, um sowohl die zwangsweise Anreicherung als auch die zwangsweise Magermachung durchzuführen und das Kraftstoff- Charakteristikmerkmal durch die Verwendung der Ergebnisse sowohl der zwangsweisen Anreicherung als auch der zwangswei sen Magermachung zu erfassen.

Das Erfassungsverfahren von Fig. 5 ist entworfen, um die Kraftstoffcharakteristik-Erfassung durch die zwangsweise Anreicherung (Erfassung der Fettverbrennungsgrenze) und die Kraftstoffcharakteristik-Erfassung durch die zwangsweise Magermachung (Erfassung der Magerverbrennungsgrenze), ge trennt auf eine asynchrone Art und Weise, eine nach der an deren, in dem gleichen Zylinder durchzuführen.

In einem Schritt S31 von Fig. 5 führt die Steuereinheit 12 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Operationen der Schritte S1 bis S7, die in Fig. 3 gezeigt sind, durch. Im Schritt S31 führt die Steuereinheit 12 daher die Operationen durch, bis die Kraftstoffzunahmemenge AFR_L zu der Zeit abge tastet wird, zu der die Fettverbrennungsgrenze als das Er gebnis der zwangsweisen Anreicherung erreicht ist. Im Schritt S31 wird noch nicht die Bestimmung der Kraftstoff charakteristik basierend auf den abgetasteten Daten durch geführt.

In einem Schritt S32 bestimmt die Steuereinheit 12, ob die Erfassung von AFR_L abgeschlossen wurde oder nicht. Ein Pro grammabschnitt eines Schritts S33 und nachfolgende Schritte werden nicht betreten, bis die Menge AFR_L von der zwangswei sen Anreicherungssteuerung bestimmt ist.

Wenn die Erfassung von AFR_L beendet ist, springt die Steuer einheit 12 vom Schritt S32 zum Schritt S33 und führt im Schritt S33 die Operationen der Schritte S21 bis S27 von Fig. 4 durch. Im Schritt S33 führt die Steuereinheit 12 da her die Operationen durch, bis die Kraftstoffabnahmemenge AFL_L zu der Zeit abgetastet wird, zu der die Magerverbren nungsgrenze als das Ergebnis der zwangsweisen Magermachung erreicht ist. Im Schritt S33 wird noch nicht die Bestimmung der Kraftstoffcharakteristik basierend auf den abgetasteten Daten durchgeführt.

In einem Schritt S34 bestimmt die Steuereinheit 12, ob die Erfassung von AFL_L abgeschlossen wurde, und wartet, bis die Erfassungsoperation von AFL_L abgeschlossen ist. Dann springt die Steuereinheit 12 weiter zu einem Schritt S35.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Reihen folge der Erfassung der Fettverbrennungsgrenze im Schritt S31 und der Erfassung der Magerverbrennungsgrenze im Schritt S33 umzukehren. In jedem Fall führt die Steuereinheit 12 entweder die Erfassung der Fettgrenze oder die Erfassung der Magergrenze zuerst durch, und führt nachfolgend die andere durch.

Im Schritt S35 berechnet die Steuereinheit 12 ein Verhältnis X des Datenelements AFR_L, das die Fettverbrennungsgrenze darstellt, zu dem Datenelement AFL_L, der die Magerverbren nungsgrenze darstellt (X = AFR_L/AFL_L).

In einem nächsten Schritt S36 bestimmt die Steuereinheit 12 die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs in Abhängigkeit von dem somit bestimmten Verhältnis X.

Die Datenelemente AFR_L und AFL_L sind von verschiedenen, sta tistischen Verteilungs- und Streuungs-Faktoren beeinflußt, wie z. B. einem Erfassungsfehler des Luftflußsensors 13 und einer Einspritzcharakteristik der Kraftstoffeinspritzvor richtung 6 des ausgewählten Zylinders. Da diese Faktoren et wa gleich auf die Datenelemente AFR_L und AFL_L wirken, kann die Berechnung des Verhältnisses X die Einflüsse der Fehler aufheben. Wenn eine Fehlerrate (der ein relativer Fehler) k ist, dann gilt AFR ← AFR (korrekter Wert) mal k, und AFL ← AFL (korrekter Wert) mal k, weshalb der Einfluß von k in dem Verhältnis X, das aus den tatsächlich erfaßten Werten AFR_L und AFL_L berechnet wird, beseitigt ist.

Daher kann das Erfassungssystem gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel die Kraftstoffcharakteristik genauer erfassen, ohne durch Abweichungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Zylinder zu Zylinder und durch Fehler in der Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Steuerung, die alle Zylinder gemeinsam ha ben, negativ beeinflußt zu sein.

Statt des Verhältnisses X = AFR_L/AFL_L kann optional ein Ver hältnis X' = AFL_L/AFR_L verwendet und die Tabellencharakteri stik für die Umwandlung von dem Verhältnis zu der Kraft stoffverdampfbarkeit geändert werden.

Die Erfassung von AFR_L und AFL_L in dem gleichen Zylinder kann aufeinanderfolgend unmittelbar nach einem Anlassen des Motors geschehen, wie in dem Beispiel von Fig. 5. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist es jedoch optional möglich, zuerst entweder AFR_L oder AFL_L in einer ersten Motoranlaß operation zu erfassen und dann den anderen der Werte AFR_L und AFL_L in dem gleichen Zylinder bei der nächsten Motorwie deranlaß-Operation zu erfassen, wenn der Kraftstoff während des Anhaltens des Motors nicht nachgefüllt wurde. In diesem Fall bestimmt das Erfassungssystem die Kraftstoffcharakte ristik zuerst nur mittels der Fettverbrennungsgrenze (AFR_L), z. B. beim ersten Anlassen des Motors. Wenn der Motor das nächste Mal ohne ein Kraftstoffnachfüllen wieder angelassen wird, erfaßt das Erfassungssystem die Magerverbrennungsgren ze (AFL_L) in dem gleichen, spezifizierten Zylinder und modi fiziert die zuerst bestimmte Kraftstoffcharakteristik sowohl gemäß dem Ergebnis (AFR_L) der vorherigen Erfassung als auch dem Ergebnis (AFL_L) der gegenwärtigen Erfassung auf einen genaueren Wert.

Fig. 6 zeigt ein Kraftstoffcharakteristik-Erfassungsverfah ren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 5 werden die Fettverbrennungsgrenze, die das Datenelement AFR_L darstellt, und die Nagerverbrennungsgrenze, die das Daten element AFL_L darstellt, in dem gleichen Zylinder erfaßt. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Erfassungen von AFR_L und AFL_L unter Verwendung von zwei verschiedenen, aus gewählten Zylindern durchgeführt. Z.B. können bei einem Mo tor mit vier Zylindern ein Zylinder #1 und ein Zylinder #3 ausgewählt werden.

Bei dem Beispiel von Fig. 6 erfaßt das Erfassungssystem die Fettverbrennungsgrenze (AFR_L) mittels einer zwangsweisen An reicherung in einem ersten ausgewählten Zylinder (z. B. Zy linder #1), indem von einem Schritt S41 zur Unterscheidung des Zylinders zu einem Schritt S42 gesprungen wird. Auf der anderen Seite erfaßt das Erfassungssystem durch die Verwen dung eines ausgewählten Zylinders (z. B. Zylinder #3) die Magerverbrennungsgrenze (AFL_L) mittels einer zwangsweisen Magermachung in einem Schritt S43. Dann bestimmt das Erfas sungssystem das Verhältnis X der Daten AFR_L der Fettgrenze in dem ersten ausgewählten Zylinder zu den Daten AFL_L der Magergrenze in dem zweiten ausgewählten Zylinder in einem Schritt S44 und bestimmt die Kraftstoffcharakteristik ent sprechend dem Verhältnis X in einem Schritt S45.

Dieses Erfassungssystem kann die gemeinsamen Luft/Kraft stoff-Verhältnisfehler, die in allen Zylindern vorliegen, wie z. B. einen Erfassungsfehler des Luftflußsensors, besei tigen. Außerdem können die zwangsweise Anreicherung und die Magermachung gleichzeitig durchgeführt werden. Daher ist das parallele Erfassungssystem gemäß dem vierten Ausführungsbei spiel bezüglich der Zeit, die zur Erfassung erforderlich ist, dem sequentiellen Betriebssystem von Fig. 5 überlegen.

Die Daten der erfaßten Kraftstoffcharakteristik können be seitigt werden, wenn der Zündschalter des Motors abgeschal tet wird. Es ist jedoch optional möglich, die Kraftstoffcha rakteristikdaten für eine weitere Verwendung beim nächsten Wiederanlassen des Motors zu speichern. Z.B. kann das Erfas sungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Einrichtung aufweisen, um zu bestimmen, ob dem Tank während des Stillstands des Motors ein frischer Kraftstoff zugeführt wurde, indem z. B. die Kraftstoffmenge in dem Tank überwacht wird. Wenn der Tank nicht nachgetankt wurde, kann das Erfas sungssystem annehmen, daß die Kraftstoffeigenschaft die gleiche bleibt, und die Kraftstoffcharakteristikdaten, die bei dem vorherigen Motorbetrieb erfaßt wurden, gleichblei bend ohne eine Aktualisierung verwenden. Außerdem kann das Erfassungssystem angeordnet sein, um die Kraftstoffcharakte ristik erneut zu erfassen, selbst wenn kein Kraftstoff neu zugeführt wurde, und dann die Kraftstoffcharakteristik durch einen Vergleich des vorherigen Erfassungsergebnisses bei dem vorherigen Anlassen und des neu erhaltenen Ergebnisses des gegenwärtigen Motor-Wiederanlassens zu bestimmen.

Wie oben erklärt wurde, erfaßt das Erfassungssystem oder das Erfassungs- und Steuer-System gemäß der vorliegenden Erfin dung die Fett- oder Mager-Seiten-Verbrennungsgrenze des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch eine zwangsweise Ände rung des Luft/Kraftstoff-Gemischs, bis der Verbrennungsdruck einen vorbestimmten (instabilen) Zustand erreicht, und be stimmt die Charakteristikeigenschaft des Kraftstoffs mittels des Ergebnisses der Erfassung. Daher kann das System zuver lässig eine Änderung der Verbrennungsstabilität aufgrund einer Änderung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erfassen, ohne das Motorverhalten zu beeinflussen, wobei die Charakteri stikeigenschaft des Kraftstoffs genau und schnell erfaßt wird. Durch das Erfassen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse sowohl an der Fett- als auch an der Mager-Verbrennungsgrenze kann das System gemäß der vorliegenden Erfindung die Ge nauigkeit der Erfassung verbessern.

Ein Motorsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist als ei ne Antriebsmaschine für ein Fahrzeug geeignet. Wenn ein be liebiges der dargestellten Ausführungsbeispiele auf ein Fahrzeug angewendet wird, weist das Fahrzeug ein Motor steuersystem mit folgenden Merkmalen auf: einen Motor mit innerer Verbrennung (wie z. B. den Punkt 1 in Fig. 1), der einen Satz von Motorzylindern aufweist, welcher in einen ersten, nicht leeren Teilsatz, der einen ersten, nicht aus gewählten Zylinder aufweist, welcher einer der Motorzylinder ist, und einen zweiten, nicht leeren Teilsatz unterteilt ist, welcher einen ersten ausgewählten Zylinder aufweist, der ein weiterer der Motorzylinder ist. Folglich gehört je der Zylinder entweder zu dem ersten Zylinder-Teilsatz oder zu dem zweiten Zylinder-Teilsatz, gehört jedoch nicht zu beiden. Die Anzahl der Zylinder, die zu dem zweiten Teilsatz gehört, ist in den Beispielen der Fig. 3 bis 5 gleich eins und in dem Beispiel von Fig. 6 gleich zwei. In diesen Bei spielen ist die Anzahl des Zylinders oder der Zylinder des zweiten Teilsatzes gleich oder kleiner als die Anzahl des Zylinders oder der Zylinder des ersten Teilsatzes.

Das Motorsteuersystem des Fahrzeugs kann eine Druckerfas sungseinrichtung (wie z. B. der Punkt 16) zum Erfassen eines Verbrennungsdrucks in dem ersten ausgewählten Zylinder auf weisen; sowie eine Motorzustand-Erfassungseinrichtung (wie z. B. die Punkte 13, 14 und 15) zum Erfassen mindestens eines Motorbetriebszustands, wie z. B. eines Motorbetriebszustands, der eine Motordrehzahl anzeigt, und/oder eines Motorbe triebszustands, der eine Motorlast anzeigt, und/oder eines Motorbetriebszustands, der eine Motortemperatur anzeigt.

Das Motorsteuersystem des Fahrzeugs kann ferner eine Kraft stoffzufuhreinrichtung (6) aufweisen, die auf jeweilige Kraftstoffsteuersignale anspricht, um eine Kraftstoffzufuhr menge zu dem nicht ausgewählten Zylinder und eine Kraft stoffzufuhrmenge zu dem ausgewählten Zylinder zu verändern. Daher ist die Kraftstoffzufuhrmenge in der Lage, die Kraft stoffzufuhr zu dem ausgewählten Zylinder von der zu dem nicht ausgewählten Zylinder zu unterscheiden.

Das Motorsteuersystem des Fahrzeugs kann ferner eine Steuer einheit 12 aufweisen, um die jeweiligen Kraftstoffsteuer signale zum Steuern der Kraftstoffzufuhrmengen zu den nicht ausgewählten und ausgewählten Zylindern in einem normalen Modus gemäß dem Motorbetriebszustand, der mittels der Motor zustand-Erfassungseinrichtung erfaßt wurde, zu erzeugen. Die Steuereinheit kann einen Bord-internen Mikrocomputer aufwei sen.

Diese Steuereinheit kann eine Modifizierungseinrichtung auf weisen, um aus dem Verbrennungsdruck des ausgewählten Zylin ders einen ersten (überwachten) Parameter (wie z. B. ΔPi) zu bestimmen; um zwangsweise die Kraftstoffzufuhrmenge für den ausgewählten Zylinder entweder zu einer Fettseite oder zu einer Magerseite zu verändern, bis der erste (überwachte) Parameter gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel wird, indem das Kraftstoffsteuersignal zu dem ausgewählten Zylinder mittels einer Modifikationsmenge (oder eines Mo difikationsbetrags) (wie z. B. AFR oder AFL) modifiziert wird, welche mit einer vorbestimmten Rate (z. B. einer sol chen Rate, daß ein vorbestimmter Betrag α zu vorbestimmten gleichmäßigen Zeitintervallen hinzugefügt wird) in entweder eine Anreicherungs-Richtung oder eine Magermachungs-Richtung erhöht wird, bis der erste (überwachte) Parameter gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel wird; um einen zwei ten (Beurteilungs-)Parameter (wie z. B. AFR_L oder AFL_L) durch einen Wert zu bestimmen, den die Modifikationsmenge er reicht, wenn der erste (überwachte) Parameter gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel wird; und um einen dritten (Kraftstoffcharakteristik-)Parameter gemäß dem zweiten (Be urteilungs-)Parameter zu bestimmen. Der erste (überwachte) Parameter ist eine beobachtbare Menge, die das Instabili tätsmaß der Verbrennung in dem ausgewählten Zylinder an zeigt. Der vorbestimmte Pegel des ersten (überwachten) Para meters zeigt einen Zustand entweder einer Fettverbrennungs grenze oder einer Magerverbrennungsgrenze an. Der zweite (Beurteilungs-)Parameter ist eine Variable, die den Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem ausgewählten Zylinder zu dem Zeitpunkt anzeigt, zu dem der erste (überwachte) Pa rameter den vorbestimmten Pegel erreicht hat, oder die ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis entweder bei der Fettverbren nungsgrenze oder der Magerverbrennungsgrenze anzeigt. Der dritte (Kraftstoffcharakteristik-)Parameter zeigt eine Cha rakteristik des Kraftstoffs an, wie z. B. die Verdampfbarkeit des Kraftstoffs, und kann die Form einer monotonen Zunahme- oder Abnahme-Funktion des zweiten (Beurteilungs-)Parameters aufweisen. In der Charakteristik, die als ein Beispiel im Schritt S8 von Fig. 3 gezeigt ist, nimmt der dritte (Kraft stoffcharakteristik-)Parameter linear zu, wenn der zweite (Beurteilungs-)Parameter zunimmt. Im Fall des Schritts S28 nimmt der dritte (Kraftstoff-Charakteristik-)Parameter bei einer Zunahme des zweiten (Beurteilungs-)Parameters linear ab.

Bei den Beispielen der Fig. 5 und 6 gemäß dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Modifizierungsein richtung der Steuereinrichtung folgende Merkmale aufweisen:
eine Anreicherungseinrichtung zum zwangsweisen und temporä ren Erhöhen der Kraftstoffzufuhrmenge für den ersten ausge wählten Zylinder zu der Fettseite hin, bis der überwachte Parameter gleich oder größer als ein vorbestimmter Fettsei tenpegel wird, indem das Kraftstoffsteuersignal zu dem aus gewählten Zylinder um einen Zunahmebetrag (oder eine Zunah memenge) (wie z. B. AFR) modifiziert wird, welcher mit einer vorbestimmten Rate in die Anreicherungsrichtung erhöht wird, bis der überwachte Parameter gleich oder größer als der vor bestimmte Fettseitenpegel wird, und um durch einen Wert, den der Zunahmebetrag (AFR) erreicht, wenn der überwachte Para meter gleich oder größer als der vorbestimmte Fettseitenpe gel wird, einen Fettseiten-Beurteilungsparameter (wie z. B. AFR_L) zu bestimmen;
eine Magermachungs-Einrichtung, um die Kraftstoffzufuhrmenge für einen zweiten ausgewählten Zylinder, der zu dem zweiten Teilsatz gehört, zwangsweise und temporär zu der Magerseite hin zu verringern, bis der überwachte Parameter gleich oder größer als ein vorbestimmter Magerseitenpegel wird, indem das Kraftstoffsteuersignal zu dem zweiten ausgewählten Zy linder um einen Abnahmebetrag (oder eine Abnahmemenge) (wie z. B. AFL) modifiziert wird, welcher mit einer vorbestimmten Rate in die Magermachungsrichtung erhöht wird, bis der über wachte Parameter gleich oder größer als der vorbestimmte Ma gerseitenpegel wird, um einen zweiten (Magerseiten-)Beurtei lungsparameter (wie z. B. AFL_L) durch einen Wert zu bestim men, welchen der Abnahmebetrag (AFL) erreicht, wenn der überwachte Parameter gleich oder größer als der vorbestimmte Magerseitenpegel wird; und
eine Kraftstoffcharakteristik-Bestimmungseinrichtung, um ei nen vierten (zusammengesetzten) Parameter (wie z. B. X oder 1/X) gemäß dem ersten und dem zweiten Beurteilungsparameter (AFL und AFL_L) zu bestimmen, und dann den dritten (Kraft stoffcharakteristik-)Parameter gemäß dem zusammengesetzten Parameter zu bestimmen. Der Kraftstoffcharakteristik-Para meter kann die Form einer monotonen Zunahme- oder Abnahme- Funktion des zusammengesetzten Parameters aufweisen. Der erste und der zweite ausgewählte Zylinder können ein und derselbe Zylinder oder alternativ zwei verschiedene Zylinder sein.

Die Steuereinheit kann ferner eine Einstellungseinrichtung aufweisen, um eine Motorsteuercharakteristik, wie z. B. eine Kraftstoffzufuhrsteuerung (oder eine Kraftstoffanreiche rungssteuerung) oder eine Zündzeitpunktsteuerung für alle Zylinder gemäß dem Kraftstoffcharakteristik-Parameter einzu stellen, und um den Motor entsprechend der somit eingestell ten Steuercharakteristik, zumindest bis der Motor angehalten wird, zu steuern. Das Steuersystem kann ferner einen Zünd schalter zum Anlassen und Anhalten des Motors aufweisen, wo bei die Modifizierungseinrichtung angeordnet sein kann, um eine Sequenz von Operationen durchzuführen, um die Kraft stoffcharakteristik nur einmal zu bestimmen, unmittelbar nachdem der Motor mittels des Zündschalters angelassen wur de.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1), mit
einer Verbrennungsdruckänderung-Erfassungseinrichtung (16) zum Erfassen einer Änderung eines Verbrennungs drucks in einem spezifizierten Zylinder des Motors (1);
einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung (6); und
einer Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung zum Bestimmen einer Kraftstoffcharakteristik;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung (6) ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis für den spezifizierten Zylin der zwangsweise ändert, bis die Änderung des Verbren nungsdrucks, der mittels der Verbrennungsdruckänderung- Erfassungseinrichtung (16) erfaßt wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist; und
die Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung die Kraftstoffcharakteristik gemäß einem Luft/Kraftstoff- Verhältnis in dem spezifizierten Zylinder bestimmt, das erhalten wird, wenn die Änderung des Verbrennungsdrucks durch die zwangsweise Änderung des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses mittels der Luft/Kraftstoff-Verhältnis steuereinrichtung (4) gleich oder größer als der vorbe stimmte Pegel ist.

2. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) gemäß An spruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffzufuhreinrichtung (6) für jeden Zylinder des Motors (1) aufweist, wobei die Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Steuereinrichtung (4) eine Einrichtung zum zwangsweisen Ändern einer Kraftstoffzufuhrmenge mittels der Kraftstoffzufuhreinrichtung (6) ausschließlich zu dem spezifizierten Zylinder mittels einer zwangsweisen Änderung einschließt, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des spezifizierten Zylinders zwangsweise zu ändern, wo bei die zwangsweise Änderung der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder entweder eine zwangsweise Erhöhung der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder oder eine zwangsweise Verringerung der Kraft stoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder ist.

3. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) gemäß An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses zu der Zeit, zu der die Änderung des Verbren nungsdrucks gleich oder größer als der vorbestimmte Pe gel wird, entsprechend der zwangsweisen Änderung der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder einschließt.

4. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) gemäß An spruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung (4) eine Einrichtung einschließt, um sowohl eine Zunahme steuerung zum Erhöhen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem ersten spezifizierten Zylinder als auch eine Abnahmesteuerung zum Verringern des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses in einem zweiten spezifizierten Zylinder durchzuführen, und
daß die Kraftstoffcharakteristik-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung einschließt, um die Kraftstoffcharak teristik schließlich gemäß einem Erfassungsergebnis durch die Zunahmesteuerung und einem Erfassungsergebnis durch die Abnahmesteuerung zu bestimmen.

5. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) gemäß An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite spezifizierte Zylinder ein und derselbe Zylinder sind.

6. Vorrichtung zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) gemäß An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite spezifizierte Zylinder ein anderer Zy linder als der erste spezifizierte Zylinder ist.

7. Verfahren zum Erfassen der Kraftstoffcharakteristik für einen Motor mit innerer Verbrennung (1), mit folgendem Schritt:

a) Erfassen (S3; S23) einer Änderung eines Verbrennungs drucks in einem spezifizierten Zylinder des Motors (1);
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
b) zwangsweises Ändern (S5; S25) eines Luft/Kraftstoff- Verhältnisses für den spezifizierten Zylinder, bis die erfaßte Änderung des Verbrennungsdrucks gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist; und
c) Bestimmen (S8; S28; S36; S46) einer Kraftstoffcharak teristik gemäß einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem spezifizierten Zylinder, das erhalten wird, wenn die Änderung des Verbrennungsdrucks durch das zwangs weise Ändern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) eine Kraftstoffzufuhrmenge ausschließlich zu dem spezifizierten Zylinder zwangsweise ändert, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des spezifizierten Zylinders zwangsweise zu ändern, wo bei das zwangsweise Ändern der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder entweder ein zwangsweises Erhöhen der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder oder ein zwangsweises Verringern der Kraft stoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder ein schließt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt c) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu der Zeit bestimmt, zu der die Änderung des Verbren nungsdrucks gleich oder größer als der vorbestimmte Pe gel ist, entsprechend der zwangsweisen Änderung der Kraftstoffzufuhrmenge zu dem spezifizierten Zylinder.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt b) sowohl das Erhöhen des Luft/Kraft stoff-Verhältnisses in einem ersten spezifizierten Zy linder als auch das Verringern des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses in einem zweiten spezifizierten Zylinder um faßt, und
daß der Schritt c) die Kraftstoffcharakteristik schließlich gemäß einem Erfassungsergebnis durch das Erhöhen und einem Erfassungsergebnis durch das Verringern bestimmt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite spezifizierte Zylinder ein und derselbe Zylinder sind.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite spezifizierte Zylinder ein anderer Zy linder als der erste spezifizierte Zylinder ist.