DE19525234B4

DE19525234B4 - Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Motor

Info

Publication number: DE19525234B4
Application number: DE19525234A
Authority: DE
Inventors: Futoshi Nishioka; Tetsushi Kure Hosokai; Shinichi Himeji Mogaki
Original assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JPH0828334A; DE19525234A1; JP3516989B2; US5634445A

Abstract

Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der mit einer Schichtungsvorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in einem Brennraum jedes Zylinders und mit einer Luft-/Kraftstoffgemischreglervorrichtung zur Veränderung eines Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix während des Betriebs der Schichtungsvorrichtung ausgestattet ist, wobei der Luft-/Kraftstoffgemischregler folgendes umfaßt:
Betriebssteuerungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs der Schichtungsvorrichtung;
Funktionsstörungserkennungsvorrichtung zur Erkennung einer auftretenden Funktionsstörung der Betriebssteuerungsvorrichtung oder der Schichtungsvorrichtung und
Vorrichtung zur Verhinderung einer Veränderung des Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix durch die Luft-/Kraftstoffgemisch-Steuerungsvorrichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Verbrennungsmotor, welcher das Verbrennen eines mageren Kraftstoffgemisches unter spezifischen Motorbetriebsbedingungen bewirkt.
2. Beschreibung verwandter Verfahren
Zur Erzielung verbesserter Kraftstoffwirtschaftlichkeit bzw. Kraftstoffleistung bei Verbrennungsmotoren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, durch Einstellung der Kraftstoffeinspritztakteinstellung im Brennraum ein geschichtetes Kraftstoffgemisch zu erzeugen und/oder die Zerstäubung und Verdampfung des Kraftstoffes zu beschleunigen, um in einem spezifischen Bereich von Motorbetriebsbedingungen einerseits verbesserte Brennbarkeit eines Kraftstoffgemisches und andererseits die Verbrennung eines Kraftstoffgemisches, das magerer als ein "stöchiometrisches" Luft-/Kraftstoffgemisch ist (ein technischer Begriff für ein ideal brennbares Luft-/Kraftstoffgemisch), zu erreichen. Eine solche Motorsteuerung ist z.B. aus DE 41 10 618 A1 bekannt. Eine weitere Motorsteuerung ist aus JP 62078450 A bekannt.
Ferner wurden in den letzten Jahren verschiedene Luft-/Kraftstoffgemischregler mit geschlossenem Regelkreis bzw. Feedback zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Abgase und zur ständigen Überwachung der Abgase vorgeschlagen, um die Genauigkeit einer Kraftstoffgemischeinstellung auf der Grundlage einer Abweichung von einem Soll-Luft-/Kraftstoffgemisch gemäß eines spezifischen Motorbetriebszustandes zu überprüfen, welche das Verbrennen eines Kraftstoffmagergemisches verbieten und ein Kraftstoffgemisch bei einem stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisch verbrennen, wenn ein Luft-/Kraftstoffgemischfühler, z.B. ein Sauerstoff-(O₂)-Fühler zum Nachweis des Sauerstoffgehalts der Abgase, diese Abweichung angibt. Ein solcher Feedback-Luft-Kraftstoffgemischregler verhindert eine Verschlechterung der Motorleistung und eine Verschlechterung der Abgasreinigung.
Bei Magermixmotoren dieser Art wird der Motor beim Fortführen der Magerverbrennung trotz des Auftretens von Problemen bei einer Vorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in einem Brennraum und/oder einer Vorrichtung zur Einstellung des Kraftstoffeinspritzungstakts ununterbrochen mit einem mageren Luft-/Kraftstoffgemisch ohne Erhöhung der Brennbarkeit betrieben, was stets unerwünscht ist und zu ungewolltem Verbrennen führen kann. Wird z.B. ein Fühler verwendet, um die Kraftstoffeinspritztakteinstellung für die Zylinder zur Erhöhung der Brennbarkeit getrennt voneinander einzustellen, machen Funktionsstörungen des Fühlers die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zu den entsprechenden Zeitpunkten getrennt zu den jeweiligen Zylindern unmöglich. Hält ein Verbrennen bei mageren Luft-/Kraftstoffgemischen unter solchen Bedingungen an, verursacht der Motor ein ungewolltes Verbrennen und kann nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Magermixmotor anzugeben, der einen ordnungsgemäßen Betrieb des Motors auch dann ermöglicht, wenn Schwierigkeiten oder Fehlfunktionen der Vorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in dem Brennraum und/oder der Vorrichtung zur Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes auftreten.
Diese Aufgabe wird mit einem Luft-/Kraftstoffgemischregler mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein mit einer Schichtvorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in einem Brennraum jedes Zylinders ausgestatteter Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Verbrennungsmotor eingesetzt wird, der eine Vielzahl von Ansaugkanälen pro Zylinder besitzt, und mit einer Luft-/Kraftstoffgemischreglervorrichtung zur Veränderung eines Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix während des Betriebs der Schichtvorrichtung ausgestattet ist. Der Regler umfaßt eine Funktionsstörungserkennungsvorrichtung zum Erkennen einer auftretenden Funktionsstörung der Schichtvorrichtung und/oder der Betriebssteuerungsvorrichtung, mit welcher die Schichtvorrichtung während des Betriebs gesteuert wird, und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Luft-/Kraftstoffgemisch-Regelung, um eine Unterbrechung der Veränderung eines Luft/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix und z.B. zur Erlangung eines stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisches zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Magermixmotor erlaubt eine ordnungsgemäße Funktion des Motors selbst bei auftretenden Störungen bzw. Fehlfunktionen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in einem Brennraum und/oder einer Vorrichtung zur Einstellung der Kraftstoffeinspritztakte.
Bei einer Ausführungsform umfaßt die Schichtvorrichtung einen Zylindererkennungsfühler zum Erkennen eines spezifischen Zylinders, wobei eine auftretende Funktionsstörung des Zylinders durch die Funktionsstörungserkennungsvorrichtung erkannt werden kann, und eine Zeiteinstellungsvorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes in einen Zylinder in einem Ansaughub. Bei einem Viertaktmotor kann die Funktionsstörungserkennungsvorrichtung einen Geschwindigkeitsfühler zur Erzeugung einer Vielzahl von Rotationswinkelsignalen bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle umfassen, wobei das Auftreten einer Funktionsstörung des Zylindererkennungsfühlers durch die abweichende Anzahl an Rotationswinkelsignalen und den alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle von dem Zylindererkennungsfühler ausgegebenen Rotationssignalen erkannt wird. Die Schichtvorrichtung kann eine Wirbelsteuerungsvorrichtung umfassen, wie zum Beispiel eine in einem der pro Zylinder vorgesehenen Vielzahl von Ansaugkanälen angeordnete Drosselklappe zur Steuerung des Ansaugluftflusses zur Steuerung der Erzeugung eines Wirbels im Brennraum. Dabei sind mit der Drosselklappe ein elektrisch betriebener Auslöser zur Positionierung der Drosselklappe gemäß den Positionierungssignalen und ein Stellungsfühler zur Erzeugung von Stellungssignalen gemäß den Stellungen der Drosselklap pe verbunden. Eine auftretende Funktionsstörung des Stellungsfühlers wird durch die Funktionsstörungserkennungsvorrichtung an einer Abweichung zwischen dem Positionierungssignal und dem Stellungssignal erkannt.
Bei dem erfindungsgemäßen Luft-/Kraftstoffgemischregler wird bei einer auftretenden Funktionsstörung der Schichtvorrichtung oder des zugehörigen Fühlers die Veränderung des Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix unterdrückt und auf ein stoichiometrisches Luft-/Kraftstoffgemisch hin verändert, und es wird verhindert, daß trotz mangelnder Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches im Brennraum die Magerverbrennung fortgesetzt wird. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt zeitgerecht in einem Ansaughub des für die Kraftstoffeinspritzung vorgesehenen Zylinders, die Schichtung eines Kraftstoffgemisches wird wirkungsvoll erzeugt. Wird eine Wirbelsteuerungsvorrichtung wie zum Beispiel eine Drosselklappe zur Steuerung eines Ansaugluftflusses im Ansaugkanal als Schichtungsvorrichtung verwendet, wird selbst bei einer auftretenden Funktionsstörung der Wirbelsteuerungsvorrichtung bzw. des dazugehörigen Fühlers die Veränderung eines Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix hin unterdrückt und zu einem stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisch hin geändert, wodurch eine fortgesetzte Magerverbrennung trotz mangelnder Erzeugung eines geschichteten Brennstoffgemisches im Brennraum verhindert wird.
Ferner wird bei einer auftretenden Funktionsstörung eines Fühlers, der bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritztakteinstellung zur Ermöglichung einer Magerverbrennung mitwirkt, die Luft-/Kraftstoffgemischregelung unterdrückt, um die Veränderung des Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix zu unterbrechen und ein stoichiometrisches Luft-/Kraftstoffgemisch zu erzeugen, wodurch eine fortgesetzte Magerverbrennung trotz mangelnder Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches im Brennraum sowie eine unvorhergesehene Verbrennung im Motor verhindert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erläutert, in denen gleichbleibende Bezugsziffern zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Elemente bzw. Funktionen verwendet wurden; hierbei ist:
1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einem Luft-/Kraftstoffgemischregler gemäß einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte schematische Darstellung eines Zylinders;
3 ein Funktionsblockschaltbild eines Motorreglers;
4 ein Flußdiagramm, welches ein Ablaufprogramm zur Bestimmung der erforderlichen Kraftstoffmenge, die in einen Zylinder geleitet werden soll, verdeutlicht;
5 ein Laufzeitdiagramm, welches die Bestimmung der Kraftstoffmenge bei einer sequentiellen Kraftstoffeinspritzung verdeutlicht;
6 ein Flußdiagramm, welches ein Ablaufprogramm zur Erkennung einer auftretenden Funktionsstörung eines Kraftstoffeinspritzreglerelements und einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzzeitpunkteinstellung verdeutlicht;
7 ein Laufzeitdiagramm, welches eine Beziehung zwischen den für die Bestimmung der erforderlichen Kraftstoffmenge, die in einen Zylinder geleitet werden soll, erforderlichen Signalen verdeutlicht;
8 ein Flußdiagramm, welches ein allgemeines Ablaufprogramm zur Steuerung des Motorreglers verdeutlicht;
9 ein Funktionsblockdiagramm eines Motorreglers zur Durchführung der Steuerung eines Luft-/Kraftstoffgemisches gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung, und
10 ein Flußdiagramm, welches ein allgemeines Ablaufprogramm zur Steuerung des Motorreglers wie in 9 dargestellt verdeutlicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN
Bezugnehmend auf die Zeichnungen im Detail und insbesondere auf die 1 und 2 besitzt ein Verbrennungsmotor 1, der wiederum mittels eines Luft-/Kraftstoffgemischreglers gemäß einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, einen Zylinderblock 1A, in dem eine Vielzahl von Zylindern 2 (wovon nur einer dargestellt ist) vorgesehen sind. Ein zum Teil dargestellter Zylinderkopf 1B ist auf dem Zylinderblock 1A angebracht. Ein Brennraum 2a wird im Zylinder 2 durch das Oberteil von Kolben 3, eine untere Wand des Zylinderkopfes 1B und die Zylinderbohrung 1a gebildet. Jeder Zylinder 2 ist mit zwei Ansaugkanälen 4A und 4B und zwei Auslaßkanälen 5A und 5B versehen, die in einen Brennraum 2a führen und zu vorbestimmten Zeitpunkten jeweils durch die Einlaßventile 6 und die Auslaßventile 7 geöffnet und geschlossen werden. Der Zylinderkopf 1B ist mit einer Zündkerze 8, deren Elektroden in den Brennraum 2A hineinragen, versehen.
Die Ansaugluft wird in jeden Zylinder 2 durch einzelne Ansaugrohre 9A und 9B, die mit einem Kraftstoffeinspritzventil 13 versehen sind, jeweils über die Ansaugkanäle 4A und 4B eingeleitet. Die einzelnen Ansaugrohre 9A stehen in Verbindung mit einem Hauptansaugrohr 9D durch einen Serge-Behälter 9C. Eines der einzelnen Ansaugrohre 9A und 9B, wie z.B. das einzelne Ansaugrohr 9A, welches in dem Ausführungsbeispiel als Primäreinzelansaugrohr bezeichnet wird, ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 13 versehen, und das andere, d.h. das einzelne Ansaugrohr 9B, welches als Sekundäreinzelansaugrohr bezeichnet wird, ist mit einer Drosselklappe 32 versehen, die als Wirbelsteuerungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen des Sekundäreinzelansaugrohres 9B zur Erzeugung und Steuerung eines Kraftstoffgemisch-Wirbelflusses im Brennraum 2a dient. In Verbindung mit der Wirbelsteuerungsdrosselklappe 32 ist ein Stellungsfühler 36 zur Feststellung der Stellungen der Wirbelsteuerungsdrosselklappe 32 vorgesehen. Das Hauptansaugrohr 9D ist vom oberen Ende aus gesehen mit einem Luftflußfühler 11 und einer Drosselklappe 12 versehen. Wird die Drosselklappe 32 durch einen Auslöser zur Schließung des Sekundäreinzelansaugrohrs 9B ausgelöst, wird Ansaugluft nur durch das Primäreinzelansaugrohr 9A eingeleitet, um zum einen eine Verwirbelung eines Kraftstoffgemischflusses im Brennraum 2a zu beschleunigen und zum anderen den in einem Ansaughub durch das Kraftstoffeinspritzventil 13 eingeleiteten Kraftstoff zu schichten, wodurch ein mageres Verbrennen des Kraftstoffgemisches erreicht wird, mit anderen Worten also ein Verbrennen des Kraftstoffgemisches bei Luft-Kraftstoffgemischen, die magerer sind als das stoichiometrische Luft-/Kraftstoffgemisch. Verschiedene Arten von Ansaugsystemen sind dem Fachmann wohlbekannt, und das Ansaugsystem der Ausführung kann jede bekannte Gestalt besitzen.
Abgase werden vom Zylinder 2 durch zwei einzelne Abgasrohre 10A und 10B jeweils über die Auslaßkanäle 5A und 5B ausgestoßen. Diese einzelnen Abgasrohre 10A und 10B sind zu einem Hauptabgasrohr 10C zusammengeführt, welches von oben her mit einem linearen Sauerstoff-(O₂)-Fühler 14 versehen ist, welcher als ein Luft-/Kraftstoffgemischfühler fungiert, sowie einem Katalysator 15, welcher ausgezeichnet geeignet ist, Stickstoffoxide (NO_x) in den Abgasen für Luft-Kraftstoffgemische, die magerer als das stoichiometrische Luft-Kraftstoffgemisch sind, zu beseitigen. Der lineare Sauerstoff-(O₂)-Fühler 14 bestimmt den Sauerstoffgehalt der Abgase, der einem Luft-/Kraftstoffgemisch entspricht, und gibt ein Ausgangssignal ab, das annähernd linear veränderlich ist.
Zum Erzielen einer korrekten Zündzeiteinstellung empfängt Zylinder 2 einen Zündfunken an den Zündkerzenelektroden der Zündkerze 8, wenn Kolben 3 sich dem oberen Ende des Verbrennungshubs nähert (wenige Grad vor dem oberen Totpunkt). Dies wird durch die entsprechende Verbindung der Welle des Verteilers 16 mit einer Kurbelwelle ermöglicht (nicht dargestellt). Die von einer Zündspule 17 abfließende Hochspannung wird zu durch den Verteiler 16 vorgegebenen korrekten Zeiten zur Zündkerze 8 geleitet. Der Verteiler 16 ist mit einem Kurbelwinkelfühler 18, einem Motordrehzahlfühler 19 und einem Zylinderfühler 30 versehen. Der Kurbelwinkelfühler 18 gibt bei regulären Umdrehungswinkeln der Kurbelwelle Signale ab. Im einzelnen hat der Kurbelwinkelfühler 18 die Funktion eines Schalters, der sich bei einem vorher festgelegten Kurbelwinkelgrad vor dem oberen Totpunkt eines Ansaughubs einschaltet, ein Impulssignal abgibt und sich in der Nähe des oberen Totpunkts des Ansaughubs abschaltet. In diesem Fall weist, wie in 7 dargestellt, der Motor 1, beispielsweise ein Vierzylindermotor, eine Anordnung von Zylindern auf, die den oberen Totpunkt ihrer Ansaughube in der Reihenfolge 1., 3., 4. und 2. erreichen. Der Zylinderfühler 30 schaltet sich annähernd zeitgleich mit dem Einschalten des Kurbelwinkelfühlers 18 am oberen Totpunkt eines Ansaughubs des 1. Zylin ders ein und schaltet sich annähernd zeitgleich mit dem Abschalten des Kurbelwinkelfühlers 18 nach dem oberen Totpunkt eines Ansaughubs des 3. Zylinders ab.
3 zeigt in Übersicht eine Motorreglervorrichtung 20, die hauptsächlich einen Mikrocomputer umfaßt, welcher Signale von den Fühlern 11, 14, 18, 19 und 30 empfängt und ein Impulssignal für die Impulsauslösung der Kraftstoffeinspritzventile 13 gibt. Die Impulsauslösung der Einspritzdüse bedeutet die Aktivierung eines Solenoids, wodurch die Einspritzdüse ausgelöst wird. Die Impulsbreite ist ein Maß dafür, wie lange die Einspritzdüse offen gehalten wird – je größer die Impulsbreite, desto länger die Öffnungszeit. Die von einer gegebenen Einspritzdüse eingeleitete Kraftstoffmenge hängt von der Impulsbreite ab. Das Kraftstoffeinspritzventil 13 wird rechtzeitig zu einem korrekten Impulszeitpunkt ausgelöst.
Im Detail umfaßt die Motorreglervorrichtung 20 verschiedene funktionale Blöcke 21-25. Die Motorreglervorrichtung 20 umfaßt die Berechnungsvorrichtungen 21 und 22, die Beurteilungsvorrichtungen 23 und 25 sowie eine Steuerungsvorrichtung 24. Die Berechnungsvorrichtung 21 führt eine Berechnung einer notwendigen Kraftstoffeinspritzmenge zur Erzielung eines für bestimmte Bedingungen geeigneten Luft-/Kraftstoffgemisches durch, wie z.B. die vom Luftflußfühler 11 festgestellte Ansaugluftmenge und die vom Motordrehzahlfühler 19 festgestellte Motordrehzahl. In diesem Fall wird nur im Leerlaufbereich der Motorbetriebsbedingungen, wie z.B. Motortemperaturen, Motordrehzahlen und Motorlasten jeweils unterhalb der festgelegten Werte, die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, damit Luft-/Kraftstoffgemische, die magerer als ein stoichiometrisches Luft-/Kraftstoffgemisch sind, erzielt werden. Im einzelnen berechnet die Berechnungsvorrichtung 21 eine Kraftstoffeinspritz-Grundmenge auf der Grundlage der Ansaugluftmenge und der Motordrehzahl, und eine Rückmeldung steuert die Kraftstoffeinspritz-Grundmenge aufgrund des Ergebnisses eines Vergleichs mit einem Soll-Luft-/Kraftstoffgemisch, das gemäß Motorbetriebsbedingungen bei einem von einem linearen Sauerstoffühler 14 festgestellten effektiven Luft-/Kraftstoffgemisch erzielt wurde, um somit die benötigte Kraftsstoffeinspritzung zu bestimmen. Die Berechnungsvorrichtung 22 führt eine Berechnung einer verfügbaren Menge der nacheilenden Kraftstoffeinspritzung, wie zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben, durch. Diese Berechnungen durch die Berechnungsvorrichtungen 21 und 22 werden zu einem Zeitpunkt der Berechnung einer voreilenden Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt. Eine Feststellung darüber, ob die benötigte Kraftstoffeinspritzung oder die benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge größer ist, wird von der Beurteilungsvorrichtung 23 gemacht.
Die Beurteilungsvorrichtung 25 überwacht die Signale vom Kurbelwinkelfühler 18 und vom Zylinderfühler 30 und stellt Funktionsstörungen dieser Fühler 18 und 30 auf eine später im einzelnen beschriebene Art und Weise fest.
Die Steuerungseinrichtung 24 führt die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung auf zwei Arten gemäß den Betriebszuständen der Fühler 18 und 30 wie folgt durch:

(1) Stellt die Beurteilungsvorrichtung 25 keine Funktionsstörungen der Fühler 18 und 30 fest, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 24 die Takte und Mengen der vor- und nacheilenden Kraftstoffeinspritzungen. Liegt insbesondere die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge unterhalb der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge, wird nur die nacheilende Kraftstoffeinspritzung zu den festgelegten Zeitpunkten durchgeführt, und liegt die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge oberhalb der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge, werden sowohl die vorauseilende als auch die nacheilende Kraftstoffeinspritzung zu den jeweils festgelegten Zeitpunkten durchgeführt. Demgemäß wird die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge entweder durch eine einzelne Kraftstoffeinspritzung oder andernfalls durch zweimalige Kraftstoffeinspritzung erreicht, so daß Luft-/Kraftstoffgemische, die magerer als das stoichiometrische Luft-/Kraftstoffgemisch sind, erzielt werden. Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung für ein spezifisches Kraftstoffeinspritzventil 13 wird so bestimmt, daß er innerhalb eines Ansaughubs eines zum spezifischen Kraftstoffeinspritzventil 13 gehörigen Zylinders liegt.
(2) Stellt die Beurteilungsvorrichtung 25 Fehlfunktionen eines oder beider Fühler 18 und 30 fest, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 24 eine Kraftstoffeinspritzmenge, so daß stets das stoichiometrische Luft-/Kraftstoffgemisch erfüllt wird. Der Kraftstoff wird nicht getrennt zu den Zylindern geleitet, sondern auf einmal zu einem vorbestimmten Zeitpunkt.

Der Betrieb des Luft-/Kraftstoffreglers, der in den 1-3 dargestellt wird, wird am leichtesten durch Betrachten der 4, 6 und 8, die Flußdiagramme sind, welche die verschiedenen Ablaufprogramme für den Mikrocomputer der Motorreglervorrichtung 20 verdeutlichen, verständlich. Die Programmierung von Computer gehört zum Stand der Technik. Die folgende Beschreibung wurde geschrieben, um einem Programmierer mit gewöhnlicher Fachkenntnis die Erstellung eines geeigneten Programms für den Mikrocomputer zu ermöglichen. Die einzelnen Details eines jeden solchen Programms hängen natürlich von der Architektur des jeweils gewählten Computers ab.
4 ist ein Flußdiagramm des Ablaufprogramms zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge. Zu beachten ist, daß die Kraftstoffeinspritzung in zwei Teile aufgeteilt ist, nämlich voreilende und nacheilende Kraftstoffeinspritzung. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Kraftstoffeinspritzmengen nachfolgend als Zeiten angegeben, zu denen das Kraftstoffeinspritzventil offen gehalten wird, d. h. die Impulsbreite eines Kraftstoffeinspritzimpulses.
Der Ablauf beginnt und die Steuerung geht direkt auf Schritt S1 über, wo verschiedene Signale gelesen werden. Bei Schritt S2 wird eine benötigte Kraftstoffmenge Ta, die von einer gegebenen Einspritzdüse 13 eingeleitet werden soll, auf der Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, einschließlich zumindest der vom Luftflußfühler 11 festgestellten Ansaugluftmenge, berechnet. Es wird festgestellt, daß diese benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta magerer ist als das stoichiometrische Luft-/Kraftstoffgemisch in einem Leerlaufbereich der Motorbetriebsbedingungen, bei denen die Motorkühlbedingungen T_w, die Ladeleistungen Ce und die Motordrehzahlen Ne jeweils unterhalb der zuvor spezifizierten Werte To, Co und No liegen, so daß eine magere Verbrennung stattfinden kann. Anschließend wird eine verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap und eine benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal jeweils bei den Schritten S3 und S4 berechnet. Ausgehend von einem Kurbelwinkel C1 zum Auslösen der nacheilenden Kraftstoffeinspritzung, einem größtmöglichen Kurbelwinkel C2 zur Beendigung der nacheilenden Kraftstoffeinspritzung, einem Zyklus des periodischen Signals Tsg, das bei jeder Drehung durch 180° der Kurbelwelle abgegeben wird, und einer unwirksamen Kraftstoffeinspritzzeit Tv gemäß einer Anordnung, wird die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge durch folgende Gleichung wiedergegeben: Tap = Tsg·(C2 – C1)/180 – Tv
Für die benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal wird entweder die Differenz bzw. die Abweichung (Ta – Tap) der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Ta von der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap oder 0 (Null), je nachdem welcher Wert größer ist, übernommen. Mit anderen Worten: ist die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta größer als die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap, wird die Differenz zwischen den beiden (Ta – Tap) als benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal eingesetzt.. Liegt andererseits die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta unter der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap, wird die benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal mit Null (0) gleichgesetzt. Bei Schritt S5 wird dann eine Entscheidung getroffen, ob die benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal größer als Null (0) ist. Lautet die Antwort auf die Frage "JA", wird bei Schritt S6 festgelegt, daß die Impulsbreite Til eines voreilenden Einspritzimpulses die benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal plus die ineffektive Kraftstoffeinspritzzeit Tv ist. Lautet andererseits die Antwort auf die Entscheidung "NEIN", wird dadurch angezeigt, daß die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta Null (0) ist, dann wird die Impulsbreite Til eines voreilenden Einspritzimpulses bei Schritt S7 gleich Null (0) festgesetzt. Anschließend erhält man bei Schritt S8 eine benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tat durch Subtraktion der benötigten voreilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tal von der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Ta. Liegt demgemäß die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta unter der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap, mit anderen Worten, ist die Impulsbreite Til eines Einspritzimpulses Null (0), wird die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta als die benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tat genommen. Ist andererseits die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta größer als die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap, wird die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap als die benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tat genommen.
Bei Schritt S9 wird eine weitere Entscheidung getroffen, ob die benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tat unterhalb der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap liegt. Lautet die Antwort auf diese Entscheidung "JA", dann wird bei Schritt S10 festgelegt, daß die Impulsbreite Tit eines nacheilenden Einspritzimpulses gleich der benötigten nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tat plus der unwirksamen Kraftstoffeinspritzzeit Tv ist. Lautet andererseits die Antwort auf diese Entscheidung "NEIN", wird dadurch angezeigt, daß die benötigte nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tat größer als die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap ist, so wird bei Schritt S11 festgelegt, daß die Impulsbreite Tit eines nacheilenden Einspritzimpulses gleich der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap plus der unwirksamen Kraftstoffeinspritzzeit Tv ist. Nach der Bestimmung der Impulsbreite der nacheilenden Kraftstoffeinspritzung Tit entweder bei Schritt S10 oder bei Schritt S11 wird wieder zu den Abläufen des letzten Schritts zurückgekehrt.
Der oben beschriebene Ablauf wird in einem Laufzeitdiagramm in 5 beschrieben. Eine Zeit t0, bei der eine voreilende Kraftstoffeinspritzung beginnt, wird auf einen geeigneten Punkt vor einem Ansaughub gesetzt. Eine Zeit t1 oder ein Kurbelwinkel C1, bei dem die nacheilende Kraftstoffeinspritzung beginnt, wird auf einen Punkt gesetzt, der für das Auslösen einer Verbrennung eines geschichteten Kraftstoffgemisches wünschenswert ist, beispielsweise an den oberen Totpunkt eines Ansaughubs. Bei der Zeit t2 oder einem Kurbelwinkel C2 ist die letzte zulässige Zeit bzw. der größte zulässige Kurbelwinkel für die nacheilende Kraftstoffeinspritzung gegeben, und endet die nacheilende Kraftstoffeinspritzung nach der Zeit t2, kommt es zu manchen Schwierigkeiten bei der Kraftstoffeinspritzung im Brennraum 2a.
Im Ablaufprogramm wird zum Zeitpunkt des Beginns oder unmittelbar vor dem Beginn der voreilenden Kraftstoffeinspritzung zur Zeit t0 ein Vergleich zwischen der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Ta und der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap gemacht. In einem Bereich niedriger Motorlasten, in dem die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta unter der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap liegt, und in einem Bereich mäßiger Motorlasten, in dem die benötigte Kraftstoffeinspritzung Ta im wesentlichen gleich der verfügbaren nacheilenden Kraftstoffeinspritzmenge Tap ist, ist die benötigte voreilende Kraftstoffeinspritzmenge Tal Null (0), d.h. die Impulsbreite eines voreilenden Kraftstoffeinspritzimpulses wird gleich Null (0) gesetzt und die Impulsbreite Tit eines nacheilenden Kraftstoffeinspritzimpulses ist gleich der Summe der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Ta und der ineffektiven Kraftstoffeinspritzzeit Tv, so daß die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta durch die nacheilende Kraftstoffeinspritzung allein abgedeckt wird. Dementsprechend findet in den niedrigen und mäßigen Motorlastbereichen stets nur eine nacheilende Kraftstoffeinspritzung statt. Dies erzeugt eine Abschwächung der Kraftstoffzerstäubung und verbessert die Kraftstoffschichtung. Die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta wird in diesen Bereichen zusammen so bestimmt, daß ein Luft-/Kraftstoffgemisch in Richtung Magermix verschoben wird, wodurch ein mageres Verbrennen eines geschichteten Kraftstoffgemisches erzielt und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit bzw. die Kraftstoffleistung verbessert wird. In einem Bereich hoher Motorlasten, in dem die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Ta andererseits größer als die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap ist, macht die voreilende Kraftstoffeinspritz-menge Ta nur einen Teil der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Ta aus, welche die verfügbare nacheilende Kraftstoffeinspritzmenge Tap übersteigt. Demgemäß ist es selbst im Bereich hoher Motorlasten, wo getrennte Kraftstoffeinspritzung stattfindet, nicht erforderlich, eine Berechnung der Anteile der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge, die voreilende und nacheilende Kraftstoffeinspritzung ausmachen, durchzuführen, was immer kompliziert ist, so daß die Steuerung des Luft-/Kraftstoffgemisches vereinfacht wird.
6 ist ein Flußdiagramm des Ablaufprogrammes der Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennung und Kraftstoffeinspritztaktbeobachtung. Im Ablaufprogramm werden eine Zylindererkennungsmarke Fxg, die entweder oben oder auf den Status "1" gesetzt ist, wenn der Zylinder ständig erkannt wird, und eine Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungsmarke Fxs, die oben oder auf den Status "1" gesetzt ist, wenn Fehlfunktionen des Zylinderfühlers 30 festgestellt werden, verwendet. Wie oben bereits beschrieben gibt der Kurbelwinkelfühler 18 bei regulären Rotationswinkeln der Kurbelwelle Kurbelwinkelsignale mit Wert "1" ab, und der Zylinderfühler 30 gibt bei Stand "1" ein Signal ab, wenn er sich zum etwa gleichen Zeitpunkt einschaltet, zu dem sich der Kurbelwinkelfühler 18 am oberen Totpunkt eines Ansaughubs des 1. Zylinders einschaltet, und löscht das Signal, wenn er sich zum etwa gleichen Zeitpunkt abschaltet, zu dem sich der Kurbelwinkelfühler 18 nach dem oberen Totpunkt eines Ansaughubs des 3. Zylinders abschaltet.
Der Ablauf beginnt und die Steuerung geht direkt auf Schritt S101 über, wo die Initialisierung stattfindet. In initialisiertem Zustand werden ein Timer und Zähler zurückgesetzt und die Marken sind unten oder auf den Stand "0" zurückgesetzt. Bei Schritt S102 wird eine Entscheidung getroffen, ob es eine Zustandsänderung des Signals vom Zylinderfühler 30 von Stand "0" auf Stand "1" gibt. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "JA", wird dadurch angezeigt, daß der 1. Zylinder erkannt wurde, dann andern ein Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungszähler und eine Kraftstoffeinspritztaktbeobachtungszähler ihre Zählstände Cc und Cg um ein Inkrement von jeweils 1 (eins) und der Motorabwürgerkennungstimer setzt seinen Zählstand Tc auf Null (0) zurück. Anschließend wird bei Schritt S104 eine Entscheidung getroffen, ob es eine Änderung des Stands des Signals Sgc vom Zylinderfühler 30 vom Stand "0" im vorherigen Ablauf (i – 1) auf den Stand "1" im vorliegenden Ablauf (i) gegeben hat. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "JA", wird dadurch angezeigt, daß der Zylinderfühler 30 den 1. Zylinder erkennt, dann andern der Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungszähler und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Beobachtungszähler ihre Zählstände Cc und Cg jeweils auf Null (0) und drei (3) und gleichzeitig wird die Zylindererkennungsmarke Fxg bei Schritt S105 auf den Stand "1" gesetzt. Lautet andererseits die Antwort auf die Entscheidung "NEIN", dann wird bei Schritt S106 eine weitere Entscheidung getroffen, ob es im Stand des Signals Sgc vom Zylinderfühler 30 eine Änderung vom Stand "1" im vorherigen Ablauf (i – 1) auf den Stand "0" im vorliegenden Ablauf (i) gegeben hat. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "JA", wird dadurch angezeigt, daß der Zylinderfühler 30 den dritten Zylinder erkennt, dann andern der Zylinder-Fehlfunktionserkennungszähler und der Kraftstoffeinspritztakt-Beobachtungszähler ihre Zählstände Cc und Cg jeweils auf Null (0) und sieben (7) und gleichzeitig wird die Zylindererkennungsmarke Fxg bei Schritt S107 auf den Stand "1" gesetzt. Wie aus den bei Schritt S104 und S106 getroffenen Entscheidungen hervorgeht, setzt der Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungszähler seinen Zählstand Cc jedesmal auf Null (0), wenn der Zylinderfühler 30 seinen Signalstand von "1" auf "0" oder umgekehrt ändert.
Nach Änderung des Stands von Zählern und Marke entweder bei Schritt S105 oder S107 oder wenn die Antwort auf die bei Schritt S107 getroffene Entscheidung "NEIN" lautet, wird bei Schritt S108 eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungszähler einen Zählstand Cc von drei (3) hat. Die Tatsache, daß der Zylinderfühler 30 seinen Signalstand nicht ändert, obwohl mehr als drei Kurbelwinkelsignale gegeben wurden, läßt schließen, daß der Zylinderfühler 30 defekt ist. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "JA" oder lautet die Antwort auf die Entscheidung nach Setzen der Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungsmarke Fxs bei Schritt S109 "NEIN", wird das Ablaufprogramm von der Entscheidung bezüglich einer Änderung des Stands eines Zylinderfühlersignals bei Schritt S102 wiederholt.
Lautet andererseits die Antwort auf die Entscheidung bezüglich einer Änderung des Stands eines Zylinderfühlersignals bei Schritt S102 "NEIN", wird bei Schritt S110 in 6B eine weitere Entscheidung dahingehend getroffen, ob es eine Änderung des Stands des Kurbelwinkelsignals vom Kurbelwinkelfühler 18 von Stand "1" auf Stand "0" gegeben hat. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "JA", ändert der Kraftstoffeinspritztakt-Beobachtungszähler seinen Zählstand Cg um ein Inkrement von eins (1) und der Motorabwürg-Erkennungstimer setzt seinen Zählstand Tc bei Schritt S111 auf Null (0) zurück. Anschließend wird bei Schritt S112 eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Kraftstoffeinspritztakt-Beobachtungszähler einen Zählstand Cg von acht (8) gezählt hat. Diese Entscheidung wird für den Kraftstoffeinspritztakt-Beobachtungszähler, um einen auf sieben (7) begrenzten Zählstand zu wiederholen, getroffen Lautet die Antwort auf die Entscheidung "NEIN" oder lautet, nachdem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Beobachtungszähler bei Schritt S113 auf einen Zählstand Cg von Null (0) geändert wurde, die Antwort auf die Entscheidung "JA", wird bei Schritt S114 eine weitere Entscheidung dahingehend getroffen, ob die Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungsmarke Fxs und die Zylindererkennungsmarke Fxg jeweils nach oben und unten gesetzt wurden. Lautet die Antwort auf die Frage "JA", wird dadurch angezeigt, daß die Erkennung des Zylinders ständig erfolgt und keine Fehlfunktionen des Zylinderfühlers 30 vorliegen, die sequentielle Kraftstoffeinspritzsteuerung, bei der der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder gesteuert wird, wird in Schritt S115 durchgeführt.
Wie in 7 dargestellt, zeigt in der sequentiellen Kraftstoffeinspritzsteuerung der Kraftstoffeinspritztakt-Beobachtungszähler durch seinen Zählstand Cg einen spezifischen Zylinder, der in einem Ansaughub ist, an. Es ist insbesondere klar erkennbar, daß der 1., 2, 3. und 4. Zylinder in ihrem Ansaughub jeweils durch die Zählstände Cg 2, 0, 4 und 6 angezeigt werden. In der Reihenfolge der Nummer des Zählstandes Cg werden die Kraftstoffeinspritzventile 13 bezogen auf die jeweiligen Zylinder gemäß den Impulsbreiten Til und Tit, die durch das Ablaufprogramm zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzmenge in 4 gewonnen werden, betätigt. Lautet die Antwort auf die Entscheidung bezüglich der Marken Fxs und Fxg "NEIN", d.h. ist die Zylinderfühler-Fehlfunktionserkennungsmarke Fxs oben, was anzeigt, daß der Zylinderfühler 20 defekt ist, oder ist die Zylindererkennungsmarke Fxg unten, was anzeigt, daß sich der Zylinderfühler 30 in einem frühen Stadium "unmittelbar nach Betätigung befindet, wird bei Schritt S116 die Kraftstoffeinspritzung für alle Zylinder gleichzeitig durchgeführt. In einem solchen Fall wird die magere Verbrennung ungeachtet der Motorbetriebsbedingungen nicht durchgeführt und die Impulsbreite Ti wird zur Erzielung des stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisches aus folgender Gleichung berechnet. Ti = Ta/4 + Tv
Nach Änderung des Zählstands Tc des Motorabwürg-Erkennungstimers um ein Inkrement von 1 (eins) bei Schritt S117, wenn die Antwort auf die bei Schritt S110 getroffene Entscheidung bezüglich einer Änderung des Kurbelwinkelsignals von Stand "1" auf Stand "0" "NEIN" lautet oder nach einer Kraftstoffeinspritzung bei Schritt S115 oder Schritt S116, wird bei Schritt S118 eine weitere Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Motorabwürg-Erkennungstimer eine vorbestimmte kritische Zeit α gezählt hat. Lautet die Antwort auf die Entscheidung "NEIN", wird dadurch angezeigt, daß es keine Änderung des Stands des Kurbelwinkelsignals über mehr als die kritische Zeit α gegeben hat, was schließen läßt, daß ein Motorabwürgen aufgetreten ist, dann wird bei Schritt S119 die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen. Lautet die Antwort auf die bei Schritt S118 getroffene Entscheidung "JA" bzw. nach Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung bei Schritt S119, wird das Ablaufprogramm von der Entscheidung bezüglich einer Änderung des Stands eines Zylinderfühlersignals bei Schritt 102 wiederholt.
Bezüglich 8, die ein Flußdiagramm des allgemeinen Ablaufprogramms der Steuerung für die Motorreglervorrichtung 20 darstellt, beginnt das allgemeine Ablaufprogramm und es werden verschiedene Entscheidungen in Folge dahingehend getroffen, ob keine Funktionsstörung des Zylinderfühlers 30 vorliegt, d.h. ob bei Schritt S201 eine Änderung des Stands des Signals Sgc vom Zylinderfühler 30 gibt, ob bei Schritt 203 die Temperatur der Motorkühlung Tw über der spezifizierten Temperatur To liegt, ob bei Schritt S202 eine Entscheidung dahingehend getroffen wird, ob die Ladeeffizienz Ce und die Motordrehzahl Ne bei Schritt S203 jeweils unterhalb der spezifizierten Werte Co und No liegen und ob der Motor sich bei Schritt S204 nicht im Leerlauf befindet. Lauten die Antworten auf all diese Entscheidungen "JA", wird die sequentielle Kraftstoffeinspritzung bei Schritt 205 durchgeführt, damit eine magere Verbrennung durchgeführt werden kann. Lautet jedoch die Antwort auf eine der Entscheidungen "NEIN", wird die Verbrennung bei Schritt S206 bei einem stoichiometrischen Luft/Kraftstoffgemisch (welches durch ein übermäßiges Luftgemisch λ = 1 wiedergegeben wird) durchgeführt.
Im Luft-/Kraftstoffgemischregler kann dies getan werden, um Funktionsstörungen nicht des Zylinderfühlers 30, sondern der Wirbelsteuerungsdrosselklappe 32 zu erkennen.
9 und 10 zeigen einen Luft-/Kraftstoffgemischregler, der die magere Verbrennung unterbricht bzw. aufhebt, sobald es zu Funktionsstörungen des Stellungsfühlers 36 für die Wirbelsteuerungsdrosselklappe kommt, welche zur Erzeugung und Steuerung eines geschichteten Kraftstoffgemisches im Verbrennungsmotor 2a dient. Das allgemeine Ablaufprogramm der Steuerung in 10 ähnelt dem in 8, mit der Ausnahme, daß bei Schritt S201A die erste Entscheidung einfach auf Funktionsstörungen des Stellungsfühlers 36 geändert wird, d.h. ein Signal Scv wird vom Stellungsfühler 36 von Funktionsstörungen des Zylinderfühlers 32 bei Schritt S201 abgegeben. Insgesamt wird, wie aus 9 hervorgeht, für die Entscheidung der Funktionsstörungen des Stellungsfühlers 36 keine Information bezüglich des Kurbelwinkelfühlers 18 benötigt.
In diesem Fall wird der Schluß, daß der Stellungsfühler 36 defekt ist, aufgrund der Tatsache gefällt, daß der Stellungsfühler 36 kein Stellungssignal gibt, welches die Stellungen der Wirbelsteuerungsdrosselklappe 32 trotz der an den Auslöser 34 gegebenen Befehlssignale angibt.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, wird, wenn die im Brennraum 2a mittels der sequentiellen Brennstoffeinspritzung zu erzeugende Schichtung eines Kraftstoffgemisches aufgrund von Funktionsstörungen des Zylinderfühlers 30 oder des Stellungsfühlers 36 erschwert wird, die magere Verbrennung stets unterbrochen, um auf jeden Fall ein unvorhergesehenes Brennen des Motors zu verhindern.
Wenngleich der Luft-/Kraftstoffgemischregler der vorliegenden Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausbildungen beschrieben wurde, bei denen die Kraftstoffeinspritzung während eines Ansaughubs jedes Zylinders mit der Absicht der Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches durchgeführt wird, kann es dennoch in Verbrennungsmotoren durchgeführt werden, deren Kraftstoffeinspritzung vor einem Ansaughub jedes Zylinders durchgeführt wird, um die Zerstäubung und die Verdampfung des Kraftstoffes zu beschleunigen, wodurch eine magere Verbrennung durchgeführt wird. In einem solchen Fall kann die magere Verbrennung bei einer auftretenden Funktionsstörung des Zylinderfühlers 30, der zur Einstellung einer Kraftstoffeinspritzzeit verwendet wird, unterbrochen werden. Ferner kann im Fall der Unterbrechung der mageren Verbrennung die Verbrennung nicht immer bei einem stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisch über den gesamten Bereich der Motorbetriebsbedingungen erzwungen werden. Wahlweise kann das Luft-/Kraftstoffgemisch magerer als das stoichiometrische Luft-/Kraftstoffgemisch sein, falls keine unvorhergesehene Verbrennung auftritt.
Die Kraftstoffeinspritzgrundmenge darf nicht auf der Grundlage der Motortemperatur und der Motorlasten berechnet werden, sondern muß so festgesetzt werden, daß eine magere Verbrennung bei Fahren bei niedriger Geschwindigkeit stattfinden und eine Verbrennung bei einem stoichiometrischem Luft-/Kraftstoffgemisch bei Fahren bei hoher Geschwindigkeit veranlaßt werden kann.

Claims

Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der mit einer Schichtungsvorrichtung zur Erzeugung eines geschichteten Kraftstoffgemisches in einem Brennraum jedes Zylinders und mit einer Luft-/Kraftstoffgemischreglervorrichtung zur Veränderung eines Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix während des Betriebs der Schichtungsvorrichtung ausgestattet ist, wobei der Luft-/Kraftstoffgemischregler folgendes umfaßt: Betriebssteuerungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs der Schichtungsvorrichtung; Funktionsstörungserkennungsvorrichtung zur Erkennung einer auftretenden Funktionsstörung der Betriebssteuerungsvorrichtung oder der Schichtungsvorrichtung und Vorrichtung zur Verhinderung einer Veränderung des Luft-/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix durch die Luft-/Kraftstoffgemisch-Steuerungsvorrichtung.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 1, bei dem die Schichtungsvorrichtung einen Zylindererkennungsfühler zur Erkennung eines bestimmten Zylinders und eine Zeitsteuerungsvorrichtung zur Steuerung der Zeiten, zu denen Kraftstoff in jeden Zylinder in einem Ansaughub geleitet wird, umfaßt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 2, bei dem die Funktionsstörungserkennungsvorrichtung eine auftretende Funktionsstörung des Erkennungsfühlers erkennt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 3, bei dem der Motor ein Viertaktmotor ist und der Zylindererkennungsfühler je ein Rotationssignal pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erzeugt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 4, bei dem die Funktionsstörungserkennungsvorrichtung einen Geschwindigkeitsfühler zur Erzeugung einer Vielzahl von Rotationswinkelsignalen bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle besitzt und eine auftretende Funktionsstörung des Zylindererkennungsfühlers anhand einer zahlenmäßigen Differenz zwischen den Rotationssignalen und den Rotationswinkelsignalen erkennt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 1, bei dem die Schichtvorrichtung eine Wirbelsteuerungsvorrichtung zur Steuerung der Erzeugung eines Wirbels in dem Brennraum umfaßt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 6, bei dem der Motor zu der Art gehört, die eine Vielzahl von Ansaugkanälen pro Zylinder besitzt, wobei die Wirbelsteuerungsvorrichtung mit einem von diesen vorgesehen ist.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 1, bei dem die Wirbelsteuerungsvorrichtung ein Steuerungsventil umfaßt, welches einen Ansaugluftfluß in dem Brennraum durch einen Ansaugkanal steuert.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 8, bei dem die Wirbelsteuerungsvorrichtung einen elektrisch betriebenen Auslöser zur Positionierung des Steuerungsventils gemäß Positionierungssignalen und einen Stellungsfühler zur Abgabe von Stellungssignalen gemäß den Stellungen des Steuerungsventils umfaßt, und die Fehlfunktions-Erkennungsvorrichtung eine auftretende Fehlfunktion des Stellungsfühlers anhand einer Abweichung zwischen dem Positionierungssignal und dem Stellungssignal erkennt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Motor ein Viertaktmotor ist, mit einer Fühlervorrichtung zur Abgabe je eines Rotationssignals alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle und zur Erkennung eines bestimmten Zylinders, so daß der Betrieb der Zeitsteuerungsvorrichtung so gesteuert werden kann, daß eine Veränderung auf eine gewünschte Zeit, zu der Kraftstoff in den bestimmten Zylinder in einem Ansaughub während des Betriebs des Luft-Kraftstoffgemischreglers geleitet wird, ermöglicht wird, wobei die Fehlfunktions-Erkennungsvorrichtung einen Geschwindigkeitsfühler zur Erzeugung einer Vielzahl von Rotationswinkelsignalen bei jeder zweiten Umdrehung der Motorkurbelwelle umfaßt und eine auftretende Funktionsstörung der Fühlervorrichtung gemäß einer Differenz zwischen der Anzahl der Rotationssignale und der Rotationswinkelsignale erkennt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Vorrichtung zur Verhinderung einer Veränderung des Luft-Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix ein Luft-Kraftstoffgemisch in Richtung stoichiometrisches Luft-/Kraftstoffgemisch erzwingt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der mit einer Luft-/Kraftstoffgemischreglervorrichtung zur Veränderung eines Luft/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix und einer Zeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer gewünschten Zeit, zu der Kraftstoff in einen Zylinder in einem Ansaughub während des Betriebs der Luft-Kraftstoffgemischreglervorrichtung geleitet wird, ausgestattet ist, wobei der Luft-Kraftstoffgemischregler folgendes umfaßt: einen Fühler zur Steuerung des Einstellbetriebs der Zeitsteuerungsvorrichtung; eine Fehlfunktionserkennungsvorrichtung zur Erkennung von auftretenden Fehlfunktionen des Fühlers und eine Vorrichtung zur Verhinderung der Veränderung eines Luft/Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix durch die Luft-/Kraftstoffgemischreglervorrichtung.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 12, bei dem der Motor ein Viertaktmotor ist, und der Fühler alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle je ein Rotationssignal abgibt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach Anspruch 13, bei dem die Fehlfunktionserkennungsvorrichtung einen Geschwindigkeitsfühler zur Erzeugung einer Vielzahl von Rotationswinkelsignalen pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle umfaßt und eine auftretende Fehlfunktion des Fühlers anhand einer Abweichung zwischen der Anzahl der Rotationssignale und der Anzahl der Rotationswinkelsignale erkennt.
Luft-/Kraftstoffgemischregler nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Vorrichtung zur Verhinderung einer Veränderung des Luft-Kraftstoffgemisches in Richtung Magermix ein Luft-/Kraftstoffgemisch in Richtung eines stoichiometrischen Luft-/Kraftstoffgemisches erzwingt.