Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung
für einen
Mehrzylinder-Direkteinspritzmotor zu schaffen, mit der die abgelenkte
Strömung,
die durch die in den entsprechenden Zylinder angesaugte Ansaugluft
erzeugt wird, in der Weise gesteuert wird, daß gleichzeitig ein niedriger
Kraftstoffverbrauch und eine hohe Betriebsleistung des Motors ohne
Erhöhung
seiner Herstellungskosten erzielt werden.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Steuervorrichtung für
einen Mehrzylinder-Direkteinspritzmotor, der die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale besitzt. Die abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Die
erfindungsgemäße Steuervorrichtung
für einen
Mehrzylinder-Direkteinspritzmotor, der versehen ist mit Kraftstoffeinspritzventilen,
die an den jeweiligen Zylindern angebracht sind, einem sekundären Ansaugluftströmungsweg,
der für
die Erzeugung einer abgelenkten Strömung der Ansaugluft, die von einem
Ansaugrohr angesaugt und in die entsprechenden Zylinder eingeleitet
wird, vorgesehen ist, sowie mit einem Gasströmungs-Steuerventil für die Steuerung
der in den jeweiligen Zylindern erzeugten abgelenkten Strömung durch
Einstellen der Strömungsrate
der durch den sekundären
Ansaugluftströmungsweg
strömenden
Luft, enthält
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
im entsprechenden Zylinder durch Steuern lediglich der Kraftstoffeinspritzmenge
ohne Ausführung einer
auf der Öffnung
des Gasströmungs-Steuerventils
im entsprechenden Zylinder basierenden Steuerung in einem ersten
Betriebsbereich mit geringem Gaspedal-Betätigungsgrad,
wobei die Steuereinrichtung ferner eine Ventilöffnungs-Steuereinrichtung enthält, die
die Öffnung
des Gasströmungs-Steuerventils,
die dem Gaspedal-Betätigungsgrad
in einem zweiten Betriebsbereich mit höherem Gaspedal-Betätigungsgrad
als im ersten Betriebsbereich entspricht, steuert, wobei das Gasströmungs-Steuerventil
auch als Drosselklappe dienen kann.
Da
bei Verwendung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
das Gasströmungs-Steuerventil auch
als Drosselklappe dienen kann, kann die Anzahl der Motorteile verringert
werden, so daß die
Herstellungskosten des Direkteinspritzmotors mit einem sekundären Ansaugluftströmungsweg
in einen entsprechenden Zylinder verringert werden können.
Die
folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, nimmt auf die
beigefügten
Zeichnungen Bezug; es zeigen:
1 den
Aufbau eines Motors mit einer Steuervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
2 ein
funktionales Blockschaltbild zur Erläuterung der in dieser Ausführungsform
ausgeführten
Steuerung;
3 ein
Kennfeld, das die Inhalte einer Datentabelle zeigt, die für die Bestimmung
eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
A/F_Ter in der vorliegenden Ausführungsform
verwendet wird;
4 ein
Kennfeld, das die Inhalte einer Datentabelle zeigt, die für die Bestimmung
der Öffnung θ eines Gasströmungs-Steuerventils
in dieser Ausführungsform
verwendet wird;
5 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
der Verarbeitung, die von einer Einspritzzeitbreiten-Berechnungseinrichtung
in der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführt
wird;
6 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
der Verarbeitung, die von einer Korrekturfaktor-Berechnungseinrichtung
in der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführt
wird;
7 eine
schematische Darstellung, die einen Mechanismus für die mechanische
Betätigung des
Gasströmungs-Steuerventils
in einer weiteren Ausführungsform
zeigt, in der das mechanische Ventilsteuerverfahren für die Steuerung
des Gasströmungs-Steuerventils
verwendet wird; und
8 ein
funktionales Blockschaltbild einer Steuerung, die in einer weiteren
Ausführungsform der
vorlie genden Erfindung ausgeführt
wird, bei der das mechanische Ventilsteuerverfahren für die Steuerung
des Gasströmungs-Steuerventils
verwendet wird.
1 zeigt
den Aufbau eines Motors, bei dem eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung angewendet wird, wobei das Bezugszeichen E in 1 das
Motorsystem bezeichnet.
Die
Ansaugluft des Motors E wird über
ein Ansaugrohr 2 durch einen Luftreiniger 1 angesaugt und
strömt
durch einen Luft-Durchflußmesser 3 in
einen Sammler 4. Die Ansaugluft wird dann auf entsprechende
Ansaugrohre 5 eines Ansaugkrümmers verteilt. Die verteilte
Ansaugluft strömt
durch einen primären
Ansaugströmungsweg 5A und
einen sekundären
Ansaugströmungsweg 5B,
wobei die jeweiligen Durchflußmengen
der Öffnung
eines im primären
Ansaugströmungsweg 5A des
entsprechenden Ansaugrohrs 5 vorgesehenen Gasströmungs-Steuerventils 6 entsprechen,
woraufhin die Ansaugluft schließlich
in einen entsprechenden Zylinder C eingeleitet wird, wenn sich ein
Einlaßventil
während
eines Ansaughubs öffnet.
Da
die Ansaugluft, die durch den sekundären Ansaugströmungsweg 5B strömt, dessen
Querschnittsfläche
kleiner als diejenige des primären
Ansaugströmungswegs 5A ist,
eine erheblich höhere Geschwindigkeit
als die Ansaugluft besitzt, die durch den primären Ansaugströmungsweg 5A strömt, erzeugt
sie eine abgelenkte Strömung
wie etwa eine Wirbelströmung,
eine Fallströmung
oder dergleichen.
Das Öffnen/Schließen des
Gasströmungs-Steuerventils
wird durch die Ventilantriebsvorrichtung bewirkt und gesteuert,
die ein Betätigungselement
wie etwa einen Motor enthält.
Das Verhältnis
der Strömungsrate
der Ansaugluft durch den sekundären
Ansaugströmungsweg 5B zu
derjenigen der Ansaugluft durch den primären Ansaugströmungsweg 5A wird
durch Einstellen der Öffnung
des Gasströmungs-Steuerventils
gesteuert. Da ferner in der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtmenge
der Ansaugluft, die in einen entsprechenden Zylinder angesaugt wird,
ebenfalls durch Einstellen der Öffnung
des Gasströmungs-Steuerventils
gesteuert wird, ist eine Drosselklappe, die in einem Ansaugrohr 3 eines
vorhandenen normalen Motors vorgesehen ist, nicht erforderlich.
Bei
einem entsprechenden Direkteinspritzzylinder C im Motor gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ist zusätzlich
zu einer Zündkerze 8 eine Einspritzeinrichtung 9 (Einspritzventil)
vorgesehen.
Kraftstoff
wie etwa Benzin wird von einem Kraftstofftank an ein Kraftstoffsystem
geliefert, an das die Einspritzeinrichtung 9 angeschlossen
ist, wobei die erste Druckbeaufschlagung mittels einer Kraftstoffpumpe 10 und
die zweite Druckbeaufschlagung mittels einer Kraftstoffpumpe 11 erfolgt.
Der
Druck des Kraftstoffs, der die erste Druckbeaufschlagung aufnimmt,
wird durch einen Kraftstoffdruckregler 12 eingestellt,
um einen konstanten Druck von beispielsweise 296,3 kPa aufrechtzuerhalten,
ferner wird der Druck des Kraftstoffs, der die zweite Druckbeaufschlagung
aufnimmt, durch einen Kraftstoffdruckregler 13 eingestellt,
um einen konstanten Druck von beispielsweise 2963 kPa aufrechtzuerhalten.
Ferner wird der Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder C von
der am entsprechenden Zylinder C vorgesehenen Einspritzeinrichtung 9 in
einem vorgegebenen Zeitablauf eingespritzt.
Eine
Steuereinheit 15 führt
die vorgegebene Steuerverarbeitung wie etwa die Kraftstoffeinspritzmengen-Steuerung, die
Zündzeitpunkt-Steuerung usw.
aus, indem sie Signale von verschiedenen Arten von Sensoren für die Erfassung
der Betriebszustände
des Motors entgegennimmt, vorgegebene Rechenprogramme ausführt und
die bestimmten Steuersignale an die Einspritzeinrichtung 9,
die Zündspulen 22,
die Steuerventil-Antriebsvorrichtung 23 usw. ausgibt.
Wenn
der Motor angelassen wird, wird von einem Luftdurchflußmesser 3 ein
Signal bezüglich der
Ansaugdurchflußmenge
Qa ausgegeben und in die Steuereinheit 15 eingegeben. Ferner
werden Signale bezüglich
eines Referenzwinkels REF, der die Drehposition einer Kurbelwelle
angibt, sowie eines Winkels POS, der für die Erfassung der Motordrehzahl
Ne verwendet wird, unter Verwendung eines Kurbelwinkelsensors 16 erhalten,
der an einer entsprechenden Nockenwelle des Motors vorgesehen ist,
wobei diese Signale ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben
werden.
Als
Kurbelwinkelsensor ist auch ein Sensor 21 verfügbar, der
direkt die Drehzahl der Kurbelwelle erfaßt.
Ferner
ist in einem Abgasrohr 19 des Motors ein Luft/Kraftstoff-Sensor
(abgekürzt
A/F-Sensor) 18 vorgesehen, wobei ein von diesem Sensor 18 ausgegebenes
Signal bezüglich
des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
RA/F in die Steuereinheit 15 eingegeben wird.
Weiterhin
ist an einem in der Figur nicht gezeigten Gaspedal ein Sensor für die Erfassung
des Niederdrückungsgrades
(oder Betätigungsgrades) des
Gaspedals angebracht, wobei ein den Betätigungsgrad Acc des Gaspedals
angebendes Signal von diesem Sensor für die Erfassung des Betätigungsgrades
des Gaspedals in die Steuereinheit 15 eingegeben wird.
Die
Steuerventilantriebsvorrichtung 23 ist mit der Steuereinheit 15 verbunden
und öffnet
bzw. schließt
das Gasströmungs-Steuerventil 6 entsprechend
einem Ventilöffnungs-Steuersignal,
das von der Steuereinheit 15 ausgegeben wird.
Als
Verfahren zum Steuern des Gasströmungs-Steuerventils 6 ist
neben einem elektrischen Steuerverfahren, das die Steuerventil-Antriebsvorrichtung 23 verwendet,
auch ein mechanisches Steuerverfahren zum Öffnen bzw. Schließen des
Ventils verfügbar,
mit dem die Bewegung des von einem Fahrer niedergedrückten Gaspedals
mit dem Ventil 6 verbunden wird.
2 ist
ein funktionales Blockschaltbild, das eine Übersicht über die von der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführte
Motorsteuerung gibt, wobei zunächst
eine Basiseinspritzzeitbreiten-Berechnungseinrichtung 25 eine
Basiseinspritzzeitbreite Tp (die mit einer Kraftstoffeinspritzmenge äquivalent
ist) auf der Grundlage der erfaßten
Ansaugluft Qa und der erfaßten
Motordrehzahl Ne erhält,
indem sie die Basiseinspritzzeitbreite Tp auf der Grundlage einer
Funktion oder eines Kennfeldes, welche von der Ansaugluft-Strömungsrate
Qa und von der Motordrehzahl Ne abhängen, berechnet bzw. sucht. Dann
erhält
eine Soll-A/F-Verhältnis-Berechnungseinrichtung 26 auf
der Grundlage der erhaltenen Basiseinspritzzeitbreite Tp und der
erfaßten
Motordrehzahl Ne ein Soll-A/F-Verhältnis (A/F_Ter), indem sie auf
der Grundlage einer Funktion oder eines Kennfeldes, die von der
Basiseinspritzzeitbreite Tp und von der Motordrehzahl Ne abhängen, das
Verhältnis A/F_Ter
berechnet bzw. sucht.
Darüber hinaus
bestimmt eine Ventilöffnung-Setzeinrichtung 27 die Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 auf
der Grundlage der erhaltenen Basiseinspritzzeitbreite Tp, der erfaßten Motordrehzahl
Ne und des erfaßten
Betätigungsgrades Acc
des Gaspedals.
Ein
Steuersignal für
die erhaltene Öffnung θ des Ventils 6 wird
an die Steuerventil-Antriebsvorrichtung 23 geschickt, wobei
die Öffnung
des Ventils 6 durch die Steuerventil-Antriebsvorrichtung 23 auf den
Wert θ eingestellt
wird.
Wie
später
erläutert
wird, bestimmt in dem mechanischen Steuerverfahren zum Öffnen/Schließen des
Gasströmungs-Steuerventils 6,
das eine Verbindung zu der Bewegung des vom Fahrer betätigten Gaspedals
herstellt, die Ventilöffnung-Setzeinrichtung 27 die Öffnung des
Ventils auf der Grundlage des Betätigungsgrades Acc des Gaspedals.
Eine
Drehmomentberechnungseinrichtung 28 erhält das Drehmoment T1 des Motors,
indem sie das Drehmoment T1, das auf der Grundlage der der Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 entsprechenden
Ansaugluftmenge bestimmt worden ist, auf der Grundlage einer Funktion
oder eines Kennfeldes, die vom Soll-A/F-Verhältnis A/F_Ter und von der Ventilöffnung θ abhängen, berechnet
bzw. sucht.
Eine
Korrekturfaktor-Berechnungseinrichtung 29 berechnet einen
Korrekturfaktor K5 unter Verwendung des erhaltenen Soll-A/F-Verhältnisses A/F_Ter
und eines tatsächlichen
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
RA/F, das vom A/F-Sensor 16 erfaßt wird.
Ferner
bestimmt eine Einspritzzeitbreiten-Berechnungseinrichtung eine Einspritzzeitbreite Ti,
die dem Drehmoment T1 entspricht, das für den vom Fahrer angeforderten
Betriebszustand notwendig ist, indem sie die erhaltene Basiseinspritzzeitbreite
Tp auf der Grundlage des Drehmoments T1 und des Korrekturfaktors
K5 korrigiert und ein Steuersignal bezüglich der Einspritzzeitbreite
Ti an die Einspritzeinrichtung 9 schickt, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge
gesteuert wird.
3 ist
ein Beispiel eines Kennfeldes, das die Inhalte einer Datentabelle
zeigt, die für
die Bestimmung eines Soll-A/F_Ter
auf der Grundlage der erhaltenen Basiseinspritzzeitbreite Tp, die
der Motorlast entspricht, und der erfaßten Motordrehzahl Ne verwendet
wird.
Wie
in 3 gezeigt, entspricht jeder Bereich des Kennfeldes,
der einem bestimmten Soll-A/F-Verhältniswert zugeordnet ist, einem
bestimmten Intervall der Variablen Tp bzw. der Variablen Ne. In
einem Bereich niedriger Werte von Tp und Ne besitzt das Soll-A/F-Verhältnis den
Wert 40, was die Bedeutung eines äußerst mageren Kraftstoffgemischs
hat, wobei das Verhältnis
bei zunehmenden Werten von Tp und Ne auf 30 und weiter auf 20 abnimmt.
4 ist
ein Beispiel eines Kennfeldes, das eine Datentabelle zeigt, die
für die
Bestimmung der Öffnung θ eines Gasströmungs-Steuerventils 6 in
der Ventilöffnungs-Steuereinrichtung 27 verwendet
wird, wobei die Ventilöffnungs-Steuereinrichtung 27 die Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 anhand
der Datentabelle unter Verwendung der erhaltenen Basiseinspritzzeitbreite
Tp und der erfaßten
Motordrehzahl Ne auf der Grundlage des erfaßten Betätigungsgrades Acc des Gaspedals ähnlich wie
bei der Bestimmung des Soll-A/F-Verhältnisses A/F_Ter verwendet.
Wie
aus 4 hervorgeht, zeigt das Kennfeld, daß die Öffnung des
Ventils im Betriebsbereich mit niedriger Motordrehzahl und niedriger
Last gering ist, hingegen im Betriebsbereich mit höherer Drehzahl
und höherer
Last größer ist.
Da im Betriebsbereich mit niedriger Motordrehzahl und niedriger
Last das Kraftstoffgemisch sehr mager ist, wird im Zylinder C eine
starke abgelenkte Strömung
erzeugt, indem die Öffnung
des Gasströmungs-Steuerventils 6 klein
eingestellt wird und die Strömungsrate
der durch den in 1 gezeigten sekundären Ansaugströmungsweg
B strömenden
Ansaugluft erhöht
wird, um so eine stabile Verbrennung aufrechtzuerhalten.
Daher
wird das Gasströmungs-Steuerventil 6 im
Bereich eines kleinen Betätigungsgrades
Acc des Gaspedals nahezu geschlossen gehalten, wobei die Drehmomentsteuerung
hauptsächlich
durch die A/F-Steuerung erfolgt. Falls der Betätigungsgrad Acc des Gaspedals
größer als
ein definierter Grad ist, wird die Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 grob im Verhältnis zum
Betätigungsgrad
Acc des Gaspedals gesteuert. Somit kann das Gasströmungs-Steuerventil 6 auch
die Funktion einer Drosselklappe wahrnehmen.
Die
Verarbeitung der Einspritzzeitbreite Ti, die von der Einspritzzeitbreiten-Berechnungseinrichtung 30 ausgeführt wird,
wird im folgenden mit Bezug auf das in 5 gezeigte
Flußdiagramm
im einzelnen erläutert.
Zunächst werden
im Schritt 501 die berechneten Variablen des Soll-A/F-Verhältnisses
A/F_Ter, der Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6, der
Basiseinspritzzeitbreite Tp, des Korrekturfaktors K5 und des Drehmoments
K1 des Motors eingelesen.
Im
Schritt 502 wird die erfaßte Motordrehzahl Ne mit einem
Referenzwert K1 verglichen, der für die Bestimmung verwendet
wird, ob der Motor sich in einem Betriebszustand mit niedriger Motordrehzahl
befindet, ferner wird die berechnete Basiseinspritzzeitbreite Tp
mit einem Referenzwert K2 verglichen, der für die Bestimmung ver wendet
wird, ob der Motor sich in einem Betriebszustand mit niedriger Last
befindet.
Falls
das Ergebnis der Bestimmung positiv ist (ja), d. h. falls sich der
Motor in einem Betriebszustand mit niedriger Motordrehzahl und niedriger
Last, beispielsweise in einem Leerlaufbetrieb, befindet, geht die
Verarbeitung weiter zum Schritt 503.
Im
Schritt 503 wird die Änderungsrate δNe der Motordrehzahl
berechnet. In der Umgebung eines Betriebspunkts des Leerlaufbetriebs
mit niedriger Motordrehzahl und niedriger Last wird die Ansaugluftströmung durch
das Gasströmungs-Steuerventil 6 gedrosselt,
wobei die Strömungsrate
der Ansaugluft in dem Zylinder C nahezu konstant wird. Im Schritt 504 wird
ein Korrekturfaktor K4, der für
die Drehmomentänderungen
entsprechende Einspritzzeitbreite verwendet wird, unter Verwendung
der berechneten Änderungsrate δNe der Motordrehzahl, und
der erfaßten Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 auf
der Grundlage einer Funktion oder einer Datentabelle, die von der Änderungsrate δNe der Motordrehzahl
und von der Öffnung θ abhängen, berechnet
bzw. gesucht. Der erhaltene Korrekturfaktor K4 wird für die Berechnung
der Einspritzzeitbreite Tp im Schritt 508 verwendet.
Somit
wird die Motordrehzahlsteuerung im Leerlaufbetrieb durch die Einspritzzeitbreiten-Steuerung
unter Verwendung des im Schritt 504 erhaltenen Korrekturfaktors
K4 ausgeführt.
Falls
andererseits im Schritt 502 das Ergebnis der Bestimmung
negativ (nein) ist, wird die Öffnung θ des Gasströmungs-Steuerventils 6 mit
dem Referenzwert K3 (beispielsweise der Öffnung bei der Nennlast) verglichen,
der für
die Bestimmung verwendet wird, ob sich der Motor in einem Betriebszustand
mit Teillast befindet. Falls das Ergebnis der Bestimmung positiv
(ja) ist, was bedeutet, daß sich
der Motor in einem Betriebszustand mit Teillast befindet, geht die
Verarbeitung zum Schritt 506, in dem der Korrekturfaktor
K4 für
die Drehmomentänderungen entsprechende
Einspritzzeitbreite unter Verwendung der berechneten Basiseinspritzzeitbreite
Tp und des erfaßten
Drehmoments T1 des Motors auf der Grundlage einer Funktion oder
einer Datentabelle, die von der Einspritzzeitbreite Tp und vom Drehmoment
T1 abhängen,
berechnet bzw. gesucht wird. Der erhaltene Korrekturfaktor wird
für die
Berechnung der Einspritzzeitbreite im Schritt 508 verwendet.
Somit
wird die Motordrehzahlsteuerung im Teillastbetrieb durch die Einspritzzeitbreiten-Steuerung
ausgeführt,
die den im Schritt 506 erhaltenen Korrekturfaktor K4 verwendet,
weiterhin wird die Einspritzzeitbreiten-Steuerung entsprechend angeforderter
Drehmomentänderungen
korrigiert.
Falls
andererseits das Ergebnis der Bestimmung im Schritt 505 negativ
(nein) ist, d. h. falls sich der Motor in einem Betriebszustand
mit gewöhnlicher Betriebslast
befindet, wird das Gasströmungs-Steuerventil 6 vollständig geöffnet, so
daß die
Ansaugluft nicht gedrosselt wird. Daher kann die Basiseinspritzzeitbreite
Tp der Anforderung von Drehmomentänderungen selbst entsprechen.
Bei
der üblichen
Betriebslast wird der Korrekturfaktor K4 auf 1 gesetzt, was bedeutet
daß keinerlei Korrektur
der Basiseinspritzzeitbreite entsprechend der Anforderung von Drehmomentänderungen
ausgeführt
wird, wie durch die Verarbeitung im Schritt 507 gezeigt
ist.
Somit
erfolgt die Motordrehzahlsteuerung bei der üblichen Betriebslast durch
die Einspritzzeitbreiten-Steuerung unter Verwendung des im Schritt 507 mit
Wert 1 erhaltenen Korrekturfaktors K4, so daß die Einspritzzeitbreiten-Steuerung, die Anforderungen
von Drehmomentänderungen
entspricht, nicht korrigiert wird.
Die
Verarbeitung der Berechnung des Korrekturfaktors K5, die durch die
Korrekturfaktor-Berechnungseinrichtung 29 ausgeführt wird,
wird im folgenden mit Bezug auf das in 6 gezeigte
Flußdiagramm
im einzelnen erläutert.
Zunächst werden
im Schritt 601 das tatsächliche
A/F-Verhältnis RA/F,
das vom Sensor 18 erfaßt wird,
und das Soll-A/F-Verhältnis
AF_Ter, das von der Soll-A/F-Verhältnis-Berechnungseinrichtung 26 erhalten
wird, eingelesen, woraufhin im Schritt 602 bestimmt wird,
ob RA/F vom Soll-A/F_Ter
verschieden ist oder nicht.
Falls
das Ergebnis der Bestimmung im Schritt 602 positiv (ja)
ist, d. h. wenn die beiden A/F-Verhältnisse voneinander verschieden
sind, wird die Verarbeitung im Schritt 603 ausgeführt, wobei
der Korrekturfaktor K5 auf der Grundlage einer Funktion, die von
den Variablen RA/F und A/F_Ter abhängt, so geändert wird, daß das tatsächliche
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
mit dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
Falls
andererseits das Ergebnis der Bestimmung im Schritt 602 negativ
(nein) ist, d. h. falls RA/F gleich A/F_Ter ist, bleibt der Korrekturfaktor
K5 unverändert.
Da
somit bei Verwendung dieser Ausführungsform
das Gasströmungs-Steuerventil 6 in
der gleichen Weise wie eine Drosselklappe, die in einem vorhandenen
Motor vorgesehen ist, gesteuert wird, ist es möglich, den Motor so aufzubauen,
daß das Gasströmungs-Steuerventil 6 außerdem die
gleiche Funktion wie eine Drosselklappe besitzt, so daß eine Drosselklappe
in einem Direkteinspritzmotor, bei dem für jeden Zylinder der sekundäre Ansaugströmungsweg
vorgesehen ist, weggelassen werden kann.
Da
ferner bei Verwendung dieser Ausführungsform das vorgesehene
Gasströmungs-Steuerventil 6 für die Steuerung
der durch die Ansaugluftströmung
erzeugten abgelenkten Strömung,
die für die
Verbrennung eines mageren Kraftstoffgemischs unabdingbar ist, auch
die Funktion einer Ansaugluftströmungsraten-Steuerung
besitzt, die normalerweise von einer Drosselklappe ausgeführt wird,
wird die Steuerung der Ansaugluftströmungsrate einfacher. Da beispielsweise
das Gasströmungs-Steuerventil 6 bei
einem Betriebspunkt in der Nähe
des Leerlaufbetriebs nahezu geschlossen ist, ist die Strömungsrate der
durch den sekundären
Ansaugströmungsweg
B strömenden
Ansaugluft im wesentlichen konstant, so daß eine stabile Steuerung der
Motordrehzahl im Leerlaufbetrieb durch die Kraftstoffeinspritzsteuerung
auf der Grundlage der konstanten Ansaugluftströmungsrate verwirklicht wird.
Im
folgenden wird eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
In
der oben erläuterten
Ausführungsform wird
das Gasströmungs-Steuerventil 6 durch
die Ventilantriebsvorrichtung 23 angetrieben, die ein Betätigungselement
wie etwa einen Motor verwendet. In der weiteren Ausführungsform,
die nun beschrieben wird, ist das Gasströmungs-Steuerventil 6 mit
dem Gaspedal über
einen Verbindungsmechanismus verbunden, so daß das Öffnen/Schließen des
Gasströmungs-Steuerventils 6 mechanisch
durch Betätigungen
des Gaspedals erfolgt, weshalb hierbei ein sogenanntes Verfahren
zum mechanischen Antreiben des Gasströmungs-Steuerventils 6 zum
Einsatz kommt.
7 zeigt
ein Beispiel eines Antriebsmechanismus, der für das Verfahren zum mechanischen Antreiben
des Gasströmungs-Steuerventils 6 verwendet
wird, wobei das Gaspedal 701 mit einem Gaspedalhebel 703 über einen
Seilzug für
eine mechanische Kraftübertragung
verwendet wird.
Der
Gaspedalhebel 703 ist direkt mit einer an einem festen
Teil 704 befestigten Rückstellfeder 705 verbunden.
Falls
das Gaspedal niedergedrückt
wird, wird der Gaspedalhebel 703 angezogen, so daß das Gasströmungs-Steuerventil 6 angetrieben
wird, wenn der Niederdrückungshub
des Gaspedals den vorgegebenen Hub übersteigt, der in einem Verzögerungsmechanismus 707 im
voraus gesetzt ist, der seinerseits mit dem Gasströmungs-Steuerventil 6 über eine
mechanische Einrichtung wie etwa einen Seilzug 706 verbunden
ist.
Der
Verzögerungsmechanismus 707 ist
direkt mit einer an einem festen Teil 708 befestigten Rückstellfeder 709 verbunden.
Wenn
daher der Niederdrückungshub
des Gaspedals 0 ist, werden der Gaspedalhebel 703 und der
Verzögerungsmechanismus 707 durch
die Rückstellfeder 705 in
die Position eines Anschlags 711 zurückgestellt.
Darüber hinaus
ist die Position eines Anschlags 712 so eingestellt, daß die Öffnung des
Gasströmungs-Steuerventils 6 einer Öffnung für die Erzeugung
der durch die Ansaugluftströmung
gebildeten abgelenkten Strömung
entspricht, die für
die Aufrechterhaltung einer stabilen Verbrennung bei einem in 3 gezeigten
Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich
ist.
Beispielsweise
wird im Bereich eines äußerst mageren
Kraftstoffgemischs, der dem Wert 40 entspricht, die Öffnung des
Gasströmungs-Steuerventils 6 auf
dem Wert gehalten, der der Erzeugung der abgelenkten Strömung entspricht,
die für
die stabile Verbrennung notwendig ist, wobei das Gasströmungs-Steuerventil 6 so
lange nicht angetrieben wird, bis der Mechanismus 707 der
Verzögerungsfunktion
bewegt wird. Die maximalen Hübe
des Verzögerungsmechanismus 707 und
des Gasströmungs-Steuerventils 6 sind
durch einen Anschlag 713 bzw. durch eine Anschlag 714 begrenzt.
Ein
funktionales Blockschaltbild der Steuerverarbeitung, die in der
Steuereinheit 15 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ausgeführt
wird, ist in 8 gezeigt. Die Inhalte der in 8 gezeigten Steuerverarbeitung
sind die gleichen wie jene, die in 2 gezeigt
sind, mit der Ausnahme, daß die
Ventilöffnung-Setzeinrichtung 27 die
Ventilöffnung θ lediglich
auf der Grundlage des Betätigungsgrades
Acc des Gaspedals bestimmt.
Da
somit auch bei Verwendung dieser Ausführungsform, in der das Verfahren
zum mechanischen Antreiben des Gasströmungs-Steuerventils zur Anwendung
kommt, das Gasströmungs-Steuerventil 6 in
der gleichen Weise wie eine Drosselklappe in der Steuerung vorhandener
Motoren gesteuert wird, ist es möglich,
den Motor so aufzubauen, daß das
Gasströmungs-Steuerventil 6 die
gleiche Funktion wie eine Drosselklappe besitzt, so daß bei einem Direkteinspritzmotor,
bei dem für
jeden Zylinder der sekundäre
Ansaugströmungsweg
vorgesehen ist, eine Drosselklappe weggelassen werden kann.
Da
darüber
hinaus auch bei Verwendung dieser Ausführungsform das vorgesehene
Gasströmungs-Steuerventil
zum Steuern der durch die Ansaugluft erzeugten abgelenkten Strömung, die
für die Verbrennung
eines mageren Kraftstoffgemischs unabdingbar ist, auch die Funktion
der Ansaugluftströmungsraten-Steuerung
besitzt, die gewöhnlich
von einer Drosselklappe ausgeführt
wird, wird die Steuerung der Ansaugluftströmungsrate einfacher. Da beispielsweise
das Gasströmungs-Steuerventil 6 am Betriebspunkt
in der Nähe
des Leerlaufbetriebs nahezu geschlossen ist, ist die Strömungsrate
der durch den sekundären
Ansaugströmungsweg
B strömenden
Ansaugluft im wesentlichen konstant, so daß eine stabile Steuerung der
Motordrehzahl im Leerlaufbetrieb durch die Kraftstoffeinspritzsteuerung
auf der Grundlage der konstanten Ansaugluftströmungsrate verwirklicht wird.
Bei
Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Motor so aufzubauen,
daß das Gasströmungs-Steuerventil
für die
Steuerung einer abgelenkten Strömung
auch die Funktion einer Drosselklappe besitzt, die in vorhandenen
Direkteinspritzmotoren normalerweise verwendet wird, da die Kraftstoffeinspritzmenge
auf der Grundlage des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
und der durch das Gasströmungs-Steuerventil 6 gesteuerten
Ansaugluftmenge in der Weise gesteuert wird, daß das erforderliche Motordrehmoment
mit dem bestimmten Drehmoment übereinstimmt,
so daß die
Anzahl der den Motor bildenden Teile verringert werden kann und
somit die Herstellungskosten des Motorsystems erheblich gesenkt
werden können.