DE19734227C2

DE19734227C2 - Steuergerät für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19734227C2
Application number: DE19734227A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kamura; Kenjiro Hatayama; Atsuyoshi Kojima; Hiroki Tamura
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: JP3731025B2; SE521581C2; KR100236146B1; KR19980018605A; US5894827A; JPH10110642A; SE9702887D0; SE9702887L; DE19734227A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen Verbren nungsmotor mit Direkteinspritzung.

In den letzten Jahren wurden zur Verringerung des Kraftstoff verbrauchs durch Verbessern der Verbrennung Motoren ent wickelt, die mit einem magereren Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben werden können, als es dem stöchiometrischen ent spricht.

Bei einem derartigen Motor wird durch geeignete Form der Ver brennungskammer, des Einlaßstutzens und des Kraftstoff-Ein spritzsystems eine Schichtung des Gemisches innerhalb der Verbrennungskammer erreicht, bei der sich ein Gemisch mit hoher Kraftstoffkonzentration so nahe wie möglich an der Zündkerze bildet, um die Zündfähigkeit zu verbessern. Dadurch wird es möglich, das gesamte Gemischverhältnis abzumagern und die Kraftstoffkonzentration nur nahe der Zündkerze hoch, d. h. fett, zu machen. Auch kann das Gemischverhältnis innerhalb eines weiten Bereichs frei eingestellt werden.

Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs wird dann, wenn sich aus den Betriebsbedingungen eine Verzögerung des Fahr zeugs ergibt, die Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungskammer gesperrt. Da bei großer Luftmenge keine ausreichende Verzöge rung erzielt werden kann, wird im Modus mit gesperrter Kraft stoffzufuhr die Menge angesaugter Luft ebenfalls verringert, insbesondere wenn der Motor mager betrieben wird. Ist die Motordrehzahl auf eine vorbestimmte Drehzahl verringert, so wird die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen, um den Leerlauf betrieb aufrechtzuerhalten.

Im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr wird ein Drehmoment abfall dadurch vermieden, dass die Kraftstoffkonzentration im Gemisch bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr etwas erhöht wird, wenn die Drehzahl auf eine vorbestimmte Drehzahl abfällt. Für die Erhöhung der Kraftstoffkonzentration im Gemisch besteht jedoch eine Grenze, und bei den derzeitigen Bedingungen ist ein Drehmomentabfall nicht ausreichend ver hindert. Insbesondere bei einem Motor mit Direkteinspritzung, bei dem die Einspritzung im Verdichtungshub erfolgt, darf, da ein zu hohes Gemischverhältnis ein plötzliches Zünden verur sachen kann, die Kraftstoffkonzentration nicht zu hoch ge macht werden.

Um bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine gewisse Luft menge sicherzustellen, ist auch daran gedacht worden, die Verringerung der Luftmenge im Modus mit gesperrter Kraft stoffzufuhr zu unterdrücken. In diesem Fall wird jedoch der Druck im Einlaßstutzen hoch, und es ist eine große Luftmenge vorhanden, woraus sich eine unzureichende Verzögerung (Gefühl eines freien Laufens) ergibt.

Aus JP-A-4-325742 ist eine Maßnahme zum Verbessern der Ver brennungsstabilität bei Rückkehr aus dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr bekannt. Dort wird, wenn die Motordrehzahl N einen vorgegebenen Wert N1 überschreitet und der Fahrpedal schalter auf EIN steht, der Motor als in einem Verzögerungs zustand befindlich beurteilt, und die Kraftstoffzufuhr wird gesperrt. Fällt die Motordrehzahl N unter die Drehzahl N1, wenn sich der Fahrpedalschalter im EIN-Zustand befindet und die Kraftstoffzufuhr gesperrt ist, so wird der Drosselklap penwinkel Θ allmählich um einen vorgegebenen Wert C vergrö ßert. Überschreitet der Drosselklappenwinkel Θ einen Kenn feldwert K, so wird die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen, um den Drosselklappenwinkel Θ auf dem Wert K zu halten. Dadurch wird ein zufälliges Zünden verhindert und die Verbren nungsstabilität gewährleistet.

Wenn die Kraftstoffzufuhr erfolgt, nachdem bei Rückkehr aus dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr die Drosselklappe auf einen vorbestimmten Wert geöffnet wurde, läßt sich zwar zufälliges Zünden verhindern. Bei einer derartigen Steuerung werden jedoch lediglich der Beginn der Freigabe der Drossel klappe bei gesperrter Kraftstoffzufuhr und der Beginn der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit davon bestimmt, ob die Dreh zahl N den vorgegebenen Wert N1 überschreitet oder nicht; während der Zufuhr von Kraftstoff wird jedoch die Drehzahl nicht berücksichtigt. Daher wird die Drehzahl, bei der Kraft stoff bei der Rückkehr vom Zustand mit gesperrter Kraftstoff zufuhr wieder zugeführt wird, nicht konstant, wenn die Ände rungsrate der Motordrehzahl anders ist. Ist die Änderungsrate der Motordrehzahl hoch, so überschreitet der Drosselklappen winkel Θ den Kennfeldwert K, und es wird kein Kraftstoff zu geführt, obwohl die Drehzahl N stark gefallen ist, um zu einer spezifizierten Luftmenge zurückzukehren. Dadurch kann es zu einem Abfall des Drehmoments bis zum Motorstillstand kommen.

Aus DE 29 39 520 C2 ist ein Steuergerät für einen Verbren nungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dort wird durch Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und des Zündzeitpunkts der Drehmomentverlauf nur nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr in der unmittelbar anschließenden Be schleunigungsphase zur Verstellen des Zündzeitpunktes beein flußt.

Das aus DE 36 44 357 C2 bekannten Verfahren bezieht sich auf einen Motor mit Direkteinspritzung, bei dem die Luftzufuhr wiederum erst nach Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr er höht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Magermo tor mit Direkteinspritzung den Kraftstoffverbrauch zu verbes sern und gleichzeitig den Drehmomentabfall bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu verringern.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 beschrieben. Danach wird bei Rückkehr in den normalen Kraftstoff-Regelmo dus bereits vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine erhöhte Drehzahl vorgegeben und die Ansaugluftmenge erhöht, wenn die Drehzahl bei gesperrter Kraftstoffzufuhr absinkt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.

Gemäß Anspruch 3 wird der Zeitpunkt zum Erhöhen der Luftmenge vorverlegt, um einen Drehzahlabfall zu vermeiden, wenn bei schneller Verzögerung die Kraftstoffzufuhr im Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen wird.

Nach Anspruch 17 wird dann, wenn bei hoher Verzögerung die Solldrehzahl erhöht wird, um den Zeitpunkt der Erhöhung der Luftmenge vorzuverlegen und dadurch einen Drehzahlabfall zu vermeiden, wenn innerhalb des Modus mit gesperrter Kraft stoffzufuhr bei schneller Beschleunigung die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen wird.

Gemäß Anspruch 18 wird während der Rückkehr aus dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr der Kompressionshub-Einspritzmo dus mit guter Ansprechcharakteristik und guter Verbrennung ausgewählt, um einen Drehzahlabfall zu verhindern. Dabei wird die Rückkehrdrehzahl auf einen niedrigen Wert eingestellt, um den Drehzahlbereich im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr weiter zu vergrößern und den Kraftstoffverbrauch zu verbes sern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Mehrzylinder-Ver brennungsmotor mit Direkteinspritzung, der mit einem Steuer gerät gemäß einem Ausführungsbeispiel versehen ist;

Fig. 2 ist ein Kennlinienfeld zur Erläuterung der Kraftstoff einspritzsteuerung;

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, das die Steuerung der Luftmenge bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr im Modus mit gesperr ter Kraftstoffzufuhr zeigt;

Fig. 4(a) zeigt in einem Flussdiagramm, wie der Beginn der Steuerung für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr be stimmt wird;

Fig. 4(b) ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung einer Luftmenge beim Einstellen und beim Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und

Fig. 4(c) ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung einer Luftmenge beim Einstellen und Wiederaufnehmen der Kraft stoffzufuhr im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschau licht.

Zunächst erfolgt in Verbindung mit Fig. 1 eine Beschreibung zum Aufbau eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors mit Di rekteinspritzung. Beim Beispiel handelt es sich um einen vierzylindrigen Reihen-Ottomotor 1, bei dem Kraftstoff un mittelbar in Verbrennungskammern eingespritzt wird. Bei die sem Motor 1 sind die Verbrennungskammer, die Einlassvorrich tung, das Abgas-Rückführsystem (AGR-System) und dergleichen ausschließlich für Direkteinspritzung konzipiert.

Im Motor 1 ist ein Zylinderkopf 2 mit einer Zündkerze 3 und einem elektromagnetisch betriebenen Kraftstoff-Einspritzven til 4 als Kraftstoff-Versorgungseinrichtung für jeden Zylin der versehen. Innerhalb einer Verbrennungskammer 5 ist eine Einspritzdüse des Einspritzventils 4 so vorhanden, dass vom Ventil 4 mittels eines Treibers 20 eingespritzter Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 5 eingespritzt wird. In einem Zylinder 6 des Motors 7 ist ein Kolben 7 so angeord net, dass er nach oben und unten verschoben werden kann, und an der Oberseite des Kolbens 7 befindet sich ein halbkugeli ger Hohlraum 8. Dieser Hohlraum 8 fördert die Entstehung einer vertikal kreiselnden Strömung aufgrund der Einlass luft, die von einer später beschriebenen Einlassöffnung her einströmt.

Der Zylinderkopf 2 ist mit einer Einlassöffnung 9 und einer Auslassöffnung 10 versehen, die der Verbrennungskammer 5 zu gewandt sind, wobei die Einlassöffnung 9 durch Ansteuern eines Einlassventils 11 geöffnet und geschlossen wird, wäh rend die Auslassöffnung 10 durch Ansteuern eines Auslassven tils 12 geöffnet und geschlossen wird. Im oberen Teil des Zylinderkopfs 2 sind eine einlassseitige Nockenwelle 13 und eine auslassseitige Nockenwelle 14 drehbar gelagert, wobei das Einlassventil 11 durch Drehung der einlassseitigen No ckenwelle 13 angetrieben wird, während das Auslassventil 12 durch Drehung der auslassseitigen Nockenwelle 14 angetrieben wird. An der Auslassöffnung 10 zweigt ein Abgas-Rückfüh rungsstutzen (AGR-Stutzen) 15 mit großem Durchmesser schräg nach unten ab.

In der Nähe des Zylinders 6 des Motors 1 befindet sich ein Wassertemperatursensor 16 zum Erfassen der Kühlwassertempe ratur. Auch ist ein Kurbelwellenwinkel-Sensor 16 mit Flügeln vorhanden, der bei einer vorbestimmten Kurbelwellenposition (z. B. bei 75° VOT und 5° VOT) jedes Zylinders ein Kurbel wellenwinkel-Signal SGT ausgibt, um die Motordrehzahl zu er fassen. Auch ist an den Nockenwellen 13 und 14, die sich mit der Halbdrehzahl der Kurbelwelle drehe, ein Erkennungssen sor 18 vorhanden, um ein Zylindererkennungssignal SGC auszu geben, damit aufgrund desselben erkannt werden kann, welchem Zylinder das Kurbelwinkelsignal SGC entspricht. In diesem Zusammenhang bezeichnet die Bezugszahl 19 eine Zündspule 19, die eine hohe Spannung an die Zündkerze 3 anlegt.

Mit der Einlassöffnung 9 ist ein Einlassrohr 40 über einen Einlassstutzen 21 verbunden, der mit einem Druckpuffer 22 versehen ist. Auch ist das Einlassrohr 40 mit einem Luftfil ter 23, einem Drosselkörper 24, einem ersten Luftumgehungs ventil 25 vom Schrittmotortyp und einem Luftflusssensor 26 versehen. Der Luftflusssensor 26 wird dazu verwendet, die Menge angesaugter Luft zu erfassen, und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Strömungssensor vom Carman-Wir beltyp verwendet. Diesbezüglich kann am Druckpuffer 22 auch ein Förderdrucksensor vorhanden sein, um die angesaugte Luftmenge aus dem von ihm erfassten Druck im Einlassrohr zu bestimmen.

Am Einlassrohr 40 ist ein Luftumgehungsrohr 27 mit großem Durchmesser vorhanden, das Luft um den Drosselkörper 24 her um in den Einlasskrümmer 21 saugt, und dieses Luftumgehungs rohr 27 ist mit einem zweiten Luftumgehungsventil 28 mit Li nearmagnetspule versehen. Das Luftumgehungsrohr 27 hat eine Durchlassfläche proportional zum Einlassrohr 40, und das An saugen von Luft mit einer Menge, wie sie in Bereichen mit niedrigen und mittleren Drehzahlen des Motors 1 erforderlich ist, ist bei vollständiger Öffnung des zweiten Luftumge hungsventils 28 möglich.

Der Drosselkörper 24 ist mit einer Drosselklappe 29 zum Öff nen und Schließen des Durchlasses und mit einem Drosselklap pen-Positionssensor 30 zum Erfassen des Öffnungswinkels der Drosselklappe 29 versehen. Vom Drosselklappen-Positionssen sor 30, der den Öffnungswinkel der Drosselklappe 29 erfasst, wird eine Drosselklappenspannung, die dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 29 entspricht, ausgegeben, um den Öffnungswin kel der Drosselklappe 29 auf Grundlage der Drosselklappen spannung zu erkennen. Auch ist der Drosselklappenkörper 24 mit einem Leerlaufschalter 21 versehen, um den vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe 29 zu erfassen, um den Leerlaufzustand des Motors 1 zu erkennen.

Andererseits ist mit der Auslassöffnung 10 ein Abgasrohr 33 über einen Auslasskrümmer 32 verbunden, an dem ein O₂-Sensor 34 angebracht ist. Auch ist das Abgasrohr 33 mit einem Rho dium-Katalysator 35 und einem Schalldämpfer (nicht dargestellt) versehen. Auch ist der AGR-Stutzen 15 auf der strom aufwärtigen Seite mit dem Einlassstutzen 21 über das ARF- Rohr 36 mit großem Durchmesser verbunden, das mit einem ARF- Ventil 37 vom Schrittmotortyp versehen ist.

Der in einem Kraftstofftank 41 enthaltene Kraftstoff wird durch eine elektrisch betriebene Niederdruck-Kraftstoffpumpe 42 gepumpt und über eine Niederdruck-Speiseleitung 43 dem Motor 1 zugeführt. Der Kraftstoffdruck in der Niederdruck- Speiseleitung 43 wird durch einen ersten Druckregler 45, der in einer Rücklaufleitung 44 vorhanden ist, auf einen ver gleichsweise niedrigen Druck (niedriger Kraftstoffdruck) eingestellt. Der zum Motor 1 gelieferte Kraftstoff wird je dem Einspritzventil 4 über eine Hochdruck-Speiseleitung 47 und eine Zuführleitung 48 durch eine Hochdruck-Kraftstoff pumpe 46 zugeführt.

Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 46 ist z. B. eine Axialkolben pumpe mit Taumelscheibe, die so angeordnet ist, dass sie durch die Nockenwelle 14 auf der Auslassseite oder die No ckenwelle 13 auf der Einlassseite angetrieben wird, um einen Auslassdruck zu erzeugen, der selbst im Leerlaufbetrieb des Motors 1 nicht niedriger als ein vorbestimmter Druck ist. Der Kraftstoffdruck innerhalb der Zuführleitung 48 wird durch einen zweiten Kraftstoffdruck-Regler 50, der in einer Rücklaufleitung 49 vorhanden ist, auf einen relativ hohen Druck (hoher Kraftstoffdruck) eingestellt.

Der zweite Kraftstoffdruck-Regler 50 ist mit einem elektro magnetischen Kraftstoffdruck-Umschaltventil 51 versehen, das im EIN-Zustand Kraftstoff auslassen kann, um den Kraftstoff in der Zuführleitung 48 auf den niedrigen Kraftstoffdruck abzusenken. Diesbezüglich bezeichnet die Bezugszahl 52 in der Figur eine Rücklaufleitung zum Zurückführen eines Teils des Kraftstoffs, wie er zur Schmierung oder Kühlung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 46 verwendet wird, zum Tank 41.

Fahrzeuge sind mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU = Electronic Control Unit) 61 als Steuergerät versehen, das mit einer E/A-Vorrichtung, einer Speichereinheit zum Einspeichern von Steuerungsprogrammen, Steuerungskennfeldern und dergleichen, einer zentralen Verarbeitungseinheit, Ti mern und Zählern versehen ist. Die ECU 61 nimmt eine umfas sende Steuerung des Motors 1 vor. Durch die obengenannten verschiedenen Sensoren erfasste Information wird in die ECU 61 eingegeben, die den Zündzeitpunkt, die Menge rückgeführten Gases und dergleichen wie auch den Kraftstoff-Einspritz modus und die Kraftstoff-Einspritzmenge auf Grundlage der von den verschiedenen Sensoren erfassten Information be stimmt, um den Treiber 20 für das Einspritzventil 4, die Zündspule 19, das AGR-Ventil 37 und dergleichen anzusteuern.

Diesbezüglich ist auf der Eingangsseite der ECU 61 eine gro ße Anzahl von Schaltern (nicht dargestellt) zusätzlich zu den obengenannten verschiedenen Sensoren angeschlossen, und an ihrer Ausgangsseite sind verschiedene Warneinrichtungen und Gerätegruppen (nicht dargestellt) angeschlossen.

Wenn der Fahrer beim obenbeschriebenen Motor 1 den Zünd schlüssel dreht, während sich der Motor 1 in kaltem Zustand befindet, werden die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 42 und das Kraftstoffdruck-Umschaltventil 51 eingeschaltet, um Kraft stoff mit niedrigem Druck zum Einspritzventil 4 zu leiten. Wenn der Fahrer den Zündschlüssel weiter verdreht, um den Motor zu starten, kurbelt der Anlasser (nicht dargestellt) den Motor 1 an, und gleichzeitig wird die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durch die ECU 61 gestartet.

Zu diesem Zeitpunkt wählt die ECU 61 einen Einspritzmodus für die frühere Periode aus (d. h. den Modus, bei dem Kraftstoff im Einlasshub eingespritzt wird), und es wird Kraft stoff so eingespritzt, dass sich ein verhältnismäßig fettes Gemischverhältnis ergibt.

Bei diesem Startvorgang ist das zweite Luftumgehungsventil 28 beinahe vollständig geschlossen. Daher erfolgt der Ein lass von Luft in die Verbrennungskammer 5 über den Spalt an der Drosselklappe 29 oder über das erste Luftumgehungsventil 25. Diesbezüglich werden das erste Luftumgehungsventil 25 und das zweite Luftumgehungsventil 28 von der ECU 61 ohne Rückkopplung so angesteuert, dass die jeweiligen Ventilöff nungen entsprechend der erforderlichen Menge an Einlassluft bestimmt werden, die über die Drosselklappe 29 läuft.

Wenn der Startvorgang für den Motor 1 auf diese Weise abge schlossen ist und er in den Leerlaufbetrieb übergeht, be ginnt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 46 einen Betrieb mit zu gemessener Menge, und das Kraftstoffdruck-Umschaltventil 51 wird durch die ECU 61 abgeschaltet, um dem Einspritzventil 4 Kraftstoff unter hohem Druck zuzuführen. Die dabei erforder liche Kraftstoffmenge kann z. B. aus dem eingestellten Kraftstoffdruck an z. B. dem zweiten Druckregler 50 oder aus dem Kraftstoffdruck innerhalb der Zuführleitung 48, wie durch einen Kraftstoff-Drucksensor (nicht dargestellt) er fasst, und die Ventilöffnungszeit des Einspritzventils 4 be stimmt werden.

Bevor die vom Wassertemperatursensor 16 erfasste Kühlwasser temperatur auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, wird der Einspritzmodus für die frühere Periode auf dieselbe Weise wie während des Beginns der Kraftstoffeinspritzung ausgewählt. Die Leerlauf-Drehzahl wird durch das erste Luft umgehungsventil 25 entsprechend einer Zunahme oder Abnahme der Belastung durch Zusatzsysteme wie eine Klimaanlage gere gelt. Wenn der O₂-Sensor 34 aktiviert wird, nachdem vorbestimmte Zyklen verstrichen sind, wird eine Gemischregelung entsprechend der Ausgangsspannung des O₂-Sensors 34 gestar tet. Diese Regelung reinigt auf zufriedenstellende Weise mittels des Rhodium-Katalysators 35 schädliche Abgaskompo nenten.

Bei Abschluss des Aufwärmvorgangs des Motors 1 sucht die ECU 61 aus dem Kraftstoffeinspritz-Kennfeld von Fig. 2 den ak tuellen Einspritzbereich auf Grundlage eines korrelierten Sollwerts aus, wie er aus der der Öffnung der Drosselklappe 29 entsprechenden Drosselklappenspannung erhalten wird, z. B. den mittleren effektiven Solldruck Pet und die Motor drehzahl, um den Kraftstoffeinspritz-Modus zu bestimmen. Auf diese Weise wird eine Einspritzmenge, die in jedem Ein spritzmodus dem Soll-Gemischverhältnis entspricht, bestimmt, um das Einspritzventil 4 entsprechend der Einspritzmenge, und auch die Zündspule 19, anzusteuern. Auch werden gleich zeitig das erste Luftumgehungsventil 25, das zweite Luftum gehungsventil 28 und das AGR-Ventil 27 öffnend und schlie ßend angesteuert.

In einem Bereich niedriger Belastung, wie im Leerlaufbetrieb und bei Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit, wird ein Mager modus mit Einspritzung in einer späteren Periode gemäß Fig. 2 als Einspritzbereich ausgewählt. In diesem Fall werden das erste Luftumgehungsventil 25 und das zweite Luftumgehungs ventil 28 angesteuert, und ein Soll-Gemischverhältnis, das dem mittleren effektiven Solldruck Pet entspricht, wird auf Grundlage der Drosselklappenspannung und der Motordrehzahl eingestellt, um für ein mageres Gemischverhältnis zu sorgen. So wird die Einspritzmenge entsprechend dem Soll-Gemischver hältnis eingestellt, und das Einspritzventil 4 wird so ange steuert, dass Kraftstoff entsprechend der Kraftstoff-Ein spritzqualität eingespritzt wird.

Auch wird in einem mittleren Lastbereich wie bei Fahrt mit einer festgelegten Geschwindigkeit ein Magermodus mit Ein spritzung in einer früheren Periode gemäß Fig. 2 oder ein Rückkopplungsmodus mit stöchiometrischem Gemisch abhängig vom Motorlastzustand und der Motordrehzahl ausgewählt. Beim erstgenannten Magermodus mit Einspritzung in einer früheren Periode wird das erste Luftumgehungsventil 25 auf dieselbe Weise wie ein gewöhnliches Leerlauf-Regelungsventil ange steuert, und das Soll-Gemischverhältnis wird entsprechend einem Signal für die Ansaugluftmenge vom Luftflusssensor 26 und der Motordrehzahl berechnet, um die Einspritzmenge so einzustellen, dass für ein vergleichsweise mageres Gemisch verhältnis gesorgt ist.

Im Rückkopplungsmodus für stöchiometrisches Gemisch wird, auf dieselbe Weise beim Magermodus mit Einspritzung in einer früheren Periode, das erste Luftumgehungsventil 25 auf die selbe Weise wie ein übliches Leerlaufdrehzahl-Regelungsven til angesteuert, und das zweite Luftumgehungsventil 28 wird vollständig geschlossen, um einen übermäßigen Anstieg der ausgegebenen Menge zu verhindern. Ferner wird das AGR-Ventil 37 angesteuert, und es erfolgt eine Gemischregelung entspre chend der Ausgangsspannung des O₂-Sensors 34, so dass das Soll-Gemischverhältnis mit dem theoretischen Gemischverhält nis übereinstimmt, wodurch die Einspritzmenge geregelt wird.

Auch wird in einem Bereich hoher Last wie bei schneller Be schleunigung und bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit ein Steuerungsmodus gemäß Fig. 2 ausgewählt. In diesem Fall wird das zweite Luftumgehungsventil 28 geschlossen, und das Soll- Gemischverhältnis wird gemäß dem Kennfeld so eingestellt, dass ein vergleichsweise fettes Gemischverhältnis erzielt wird, um die Kraftstoffmenge entsprechend diesem Soll-Ge mischverhältnis einzustellen.

In einem Fahrzustand, in dem Schubbetrieb oder ein Anhalte vorgang vorliegt, wobei die Drosselklappe 29 im wesentlichen in den Leerlaufzustand verstellt ist und der Leerlaufschal ter 31 auf EIN geschaltet ist, wird der Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr gemäß Fig. 2 ausgewählt. In diesem Fall wird die Kraftstoffzufuhr in die Verbrennungskammer 5 unter brochen. Im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr wird, wenn die Motordrehzahl unter eine Rückkehr-Drehzahl (erste Dreh zahl) fällt, die Kraftstoffversorgung für die Verbrennungs kammer 5 durch den Magermodus mit Einspritzung in einer spä teren Periode (Modus mit magerem Gemischverhältnis) wieder aufgenommen. Auch dann, wenn der Fahrer das Fahrpedal betä tigt, wird der Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr unmit telbar unterbrochen und die Kraftstoffzufuhr für die Ver brennungskammer 5 wird durch denjenigen der Modi wiederauf genommen, der für den aktuellen Betriebszustand geeignet ist.

Wenn nun die Motordrehzahl in einem Fahrzustand, der zum Stillstand führt, unter die Rückkehr-Drehzahl fällt, wird die Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungskammer 5 wiederaufge nommen, jedoch besteht beim Modus mit gesperrter Kraftstoff zufuhr, da die angesaugte Luftmenge verringert wurde, die Möglichkeit, dass die Luftmenge bei Wiederaufnahme der kraftstoffzufuhr unzureichend ist und das Drehmoment ab fällt. Daher wird die Luftmenge so gesteuert, dass jeder Drehmomentabfall dadurch verhindert ist, dass die Luftmenge erhöht wird, bevor die Kraftstoffzufuhr im Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen wird.

In Zusammenhang mit den Fig. 3, 4(a) und (b) erfolgt nun eine Beschreibung zur Einstellung der Luftmenge während der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr. Fig. 3 zeigt ein zeit bezogenes Diagramm zur Einstellung der Luftmenge während der Rückkehr zur Kraftstoffzufuhr im Modus mit unterbrochener Kraftstoffzufuhr; Fig. 3(a) zeigt den Öffnungs- und Schließ zustand der Drosselklappe 29; Fig. 3(b) zeigt den Zustand der Motordrehzahl; Fig. 3(c) zeigt den Zustand der Kraft stoffzufuhr; und Fig. 3(d) zeigt den Zustand der Luftmenge. Fig. 4(a) zeigt ein Flussdiagramm zum Bestimmen des Beginns der Steuerung für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr, und Fig. 4(b) zeigt ein Flussdiagramm zur Steuerung der Luftmenge während der Rückkehr zur Kraftstoffzufuhr im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr.

In Zusammenhang mit Fig. 3 erfolgt nun eine Beschreibung zu jedem Zustand im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr. Wenn sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, wenn z. B. das Fahrzeug zum Anhalten verzögert wird, nimmt die Luftmenge ab, wie es in Fig. 3(d) dargestellt ist, und es nimmt auch die Motordrehzahl Ne entsprechend ab. Wenn, wie es durch einen Punkt A in Fig. 3(a) dargestellt ist, die Drosselklappe 29 in der Leerlaufstellung steht, ist der Leerlaufschalter 31 auf EIN geschaltet, und die Motordreh zahl überschreitet eine untere Grenzdrehzahl, bei der die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zugelassen werden kann, d. h., dass dann, wenn die Bedingung für den Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr erfüllt ist, das erste Luftumge hungsventil 25 und das zweite Luftumgehungsventil 28 zu nächst in Schließrichtung verdreht werden (Punkt A in Fig. 3) und ferner die Kraftstoffzufuhr in einem Punkt B gesperrt wird, wie in Fig. 3(c) dargestellt. Bis zum Punkt B in Fig. 3, d. h. bis zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr, da ver zögerter Fahrbetrieb begonnen hat, wird die Drosselklappe in Schließrichtung angetrieben, um in den Leerlaufzustand ein zutreten, wie in Fig. 3(d) dargestellt, und das erste Luft umgehungsventil 25 und das zweite Luftumgehungsventil 28 werden in Schließrichtung angesteuert. So nimmt die Luftmen ge allmählich ab. In diesem Zustand nimmt, wie es in Fig. 3(b) dargestellt ist, die Motordrehzahl Ne bis zum Punkt D allmählich ab. Wenn die Motordrehzahl Ne bis auf die Rück kehr-Drehzahl (Rückkehr-Ne) abgenommen hat, die die Drehzahl ist, bei der die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen wird, wird die Kraftstoffzufuhr am Punkt D wiederaufgenommen, wie in Fig. 3(c) dargestellt, so dass die Motordrehzahl Ne auf einer vorbestimmten Drehzahl (z. B. der Leerlauf-Drehzahl) gehalten wird. Diesbezüglich ist die Rückkehr-Drehzahl (Rückkehr-Ne) zum Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr so beschaffen, dass sie entsprechend dem Motorbetriebszustand oder der Zunahme oder Verringerung der Belastung durch Hilfssysteme, wie eine Klimaanlage, eingestellt oder geän dert wird.

Andererseits wird die Verzögerungsrate hinsichtlich der Mo tordrehzahl Ne, d. h. die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motordrehzahl Ne so gewählt, dass die Rückkehr-Drehzahl (Rückkehr-Ne), die die erste Drehzahl ist, und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge, die eine zweite Drehzahl ist, auf Grundlage der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) einge stellt werden. Anders gesagt, werden die Rückkehr-Drehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge um so näher zur Seite hoher Drehzahlen hin korrigiert, je größer die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) ist. Die Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge wird näher auf der Seite hoher Drehzahlen als die Rückkehr-Drehzahl (Rückkehr-Ne) eingestellt, und wenn die Motordrehzahl Ne die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge (Punkt C) erreicht, wird die Luft menge vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr erhöht, wie es in Fig. 3(d) dargestellt ist (Funktion einer Erhöhung der Luftmenge). Die Luftmenge wird durch eine Ventilöff nungs-Ansteuerung durch das erste Luftumgehungsventil 25 und das zweite Luftumgehungsventil 28 als Korrektureinrichtungen erhöht. Hierbei wird als Sollöffnungsgrad für das erste Luftumgehungsventil 25 und das zweite Luftumgehungsventil 28 ein Öffnungsgrad eingestellt, bei dem im wesentlichen die Luftmenge erhalten werden kann, wie sie bei Leerlaufbetrieb im Modus mit Einspritzung im Kompressionshub vorliegt. Dem gemäß besteht, da die Luftmenge vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr erhöht wird, keine Möglichkeit, dass die Luftmenge während der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr unzureichend ist, was einen Drehmomentabfall hervorrufen würde. Auch wird es möglich, da die Kraftstoffzufuhr bei der optimalen Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) wiederaufgenommen wird, wie sie für den Motorbetriebszustand geeignet ist, größere Drehzahlbereiche für den Drehmomentabfall zu reali sieren, wie er hervorgerufen wird, wenn die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) für den Motorbetriebszustand und den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr zu niedrig oder zu hoch ist, wo durch der Energieverbrauch verbessert wird.

Auch kann, da die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge auf Grundlage der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motordrehzahl Ne ein gestellt werden, die Luftmenge für die erwartete Zeitspanne bis zur Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr erhöht werden, und die Luftmenge kann während der Wiederaufnahme der Kraft stoffzufuhr selbst bei schneller Verzögerung sicher erhöht werden. Ferner kann die Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr entsprechend der Verzögerungsrate der Motordrehzahl wieder aufgenommen werden, und selbst bei schneller Verzögerung ist es möglich, einen Motorstillstand zu vermeiden, wie er aus verringerter Drehzahl während der Rückkehr zur Kraftstoffzu fuhr auftreten kann. Auch ist es bei langsamer Verzögerung möglich, da die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge näher auf der Seite nied riger Drehzahlen als bei schneller Verzögerung eingestellt werden können, den realisierbaren Drehzahlbereich für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr zu vergrößern, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Diesbezüglich ist es beim Einstellen der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge möglich, einen Wert (Rückkehr-Ne + α) zu verwenden, der dadurch erhalten wird, dass ein fester Wert α zur Rückkehr drehzahl (Rückkehr-Ne) addiert wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass ein Kennfeld die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge entsprechend der Verzögerungsrate ein stellt, und es ist möglich, die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge durch eine einfache Steuerung einzustellen. Auch ist es durch Einstellen der Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) möglich, einen Wert (Nea - α) zu verwenden, der dadurch er halten wird, dass ein fester Wert α von der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge abgezogen wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass ein Kennfeld die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) entsprechend der Verzögerungsrate einstellt, und es ist möglich, die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) durch eine einfache Steuerung einzustellen. Auch kann beim Ein stellen der Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge jeweils ein fester Wert ent sprechend dem Betriebszustand verwendet werden. In diesem Fall kann die Berechnungslogik vereinfacht werden.

Nun wird in Verbindung mit den Fig. 4(a) und (b) das Steue rungsverfahren für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr beschrieben. Fig. 4(a) ist ein Flussdiagramm, das die Er mittlung des Beginns der Steuerung im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr veranschaulicht. In einem Schritt S01 wer den der EIN/AUS-Zustand des Leerlaufschalters 31 und die Mo tordrehzahl Ne gelesen. In einem Schritt S02 wird ermittelt, ob die Drehzahl Ne über einer unteren Grenzzahl liegt, bei der Sperrung der Kraftstoffzufuhr zugelassen werden kann, während sich der Leerlaufschalter 31 auf EIN befindet, d. h., ob der Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr gestar tet werden kann oder nicht. Wenn sich herausstellt, dass die Bedingungen für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr erfüllt sind, kann die Steuerung für diesen Zustand auf Grundlage des Flussdiagramms von Fig. 4(b) (Schritt S03) ausgeführt werden. Wenn jedoch der Leerlaufschalter 31 auf AUS steht oder wenn die Motordrehzahl Ne unter der unteren Grenzdrehzahl liegt, bei der das Sperren der Kraftstoffzu fuhr zugelassen werden kann, und wenn sich zeigt, dass die Bedingungen für den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr nicht erfüllt sind, wird die normale Einspritzregelung auf Grundlage eines Flussdiagramms (nicht dargestellt) im geeig neten Modus ausgeführt, der für den aktuellen Betriebszu stand geeignet ist (Schritt S04).

Nachfolgend erfolgt in Verbindung mit Fig. 4(b) eine kon krete Beschreibung zur Einstellung der Luftmenge während un terbrochener Kraftstoffzufuhr und während Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr.

Wenn die Bedingungen für den Modus mit gesperrter Kraft stoffzufuhr erfüllt sind, wird der Betrieb des ersten Luft umgehungsventils 25 und des zweiten Luftumgehungsventils 28 in einem Schritt S0 (Punkt A in Fig. 3) in Schließrichtung gesteuert (z. B. für beinahe vollständig geschlossen). Fer ner wird die Kraftstoffzufuhr in einem Schritt S1 unterbro chen (Punkt B in Fig. 3). In einem Schritt S2 wird ermit telt, ob die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motor drehzahl Ne einen vorbestimmten Wert β übersteigt, d. h., ob die Verzögerungsrate der. Motordrehzahl Ne hoch ist oder nicht.

Wenn sich zeigt, dass die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) unter dem vorbestimmten Wert β liegt, ist die Verzögerungs rate der Drehzahl Ne gering, und es liegt kein Zustand mit schneller Verzögerung vor, weswegen in einem Schritt S3 die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Er höhen der Luftmenge eingestellt werden. Wenn sich im Schritt S2 ergibt, dass die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motordrehzahl Ne den vorbestimmten Wert β überschreitet, ist die Verzögerungsrate der Drehzahl Ne hoch, und es liegt ein Zustand mit hoher Verzögerung vor, weswegen die Rückkehr drehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge in einem Schritt S4 auf Grundlage der Verzöge rungsänderungsrate (dNe/dt) eingestellt werden. Z. B. werden die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge nahe auf der Seite hoher Drehzahlen proportional zur Größe der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) eingestellt. Diesbezüglich ist es im Schritt S2 möglich, die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge mittels eines Kennfelds oder dergleichen auf Grundlage der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) einzustellen, ohne zu ermitteln, ob die Verzöge rungsänderungsrate (dNe/dt) der Drehzahl Ne den vorbestimm ten Wert β übersteigt oder nicht.

Wenn die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge im Schritt S3 oder im Schritt S4 eingestellt wurden, wird in einem Schritt S5 ermittelt, ob die Motordrehzahl Ne über der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge liegt oder nicht (ob der Punkt C in Fig. 3 er reicht ist oder nicht). Wenn sich im Schritt S5 zeigt; dass die Drehzahl Ne über der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luft menge liegt, geht die Folge zur Verarbeitung im Schritt S2 weiter, um die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge erneut einzustellen. Wenn sich im Schritt S5 zeigt, dass die Drehzahl Ne unter der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge liegt, d. h., wenn sich zeigt, dass die Drehzahl Ne die Drehzahl Nea zum Erhö hen der Luftmenge erreicht hat, wird der Öffnungsgrad des ersten Luftumgehungsventils 25 und des zweiten Luftumge hungsventils 28 in einem Schritt S6 um einen vorbestimmten Wert erhöht, um die Luftmenge vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu erhöhen.

Nachdem die Luftmenge im Schritt S6 erhöht wurde, werden die Drehzahl Ne und die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) in einem Schritt S7 verglichen (es wird untersucht, ob der Punkt D in Fig. 3 erreicht ist oder nicht). Wenn sich im Schritt S7 er gibt, dass die Motordrehzahl Ne die Rückkehrdrehzahl (Rück kehr-Ne) erreicht hat, geht die Folge zur Verarbeitung im Schritt S2 weiter, um die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge erneut einzustel len. Hierbei besteht die Möglichkeit, da die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge ebenfalls erneut eingestellt wird, dass sich im Schritt S5 erneut eine negative Ermittlung er gibt, wenn die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motor drehzahl Ne niedrig ist, z. B. nachdem die Luftmenge erhöht wurde. Jedoch ist es möglich, ein derartiges Problem dadurch zu verhindern, dass eine Verarbeitung wie das Setzen eines Flags ausgeführt wird, wenn sich im Schritt S5 zunächst eine positive Ermittlung ergibt. Wenn sich im Schritt S7 ergibt, dass die Drehzahl Ne nicht über der Rückkehrdrehzahl (Rück kehr-Ne) liegt, d. h., wenn sich zeigt, dass die Drehzahl Ne die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) erreicht hat, wird in einem Schritt S8 während der Kraftstoffrückführung eine sol che Steuerung vorgenommen, dass die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen wird. Wenn dabei die obengenannte Verzögerungs änderungsrate (dNe/dt) hoch ist, ist es möglich, das Soll- Gemischverhältnis näher zur fetten Seite hin zu korrigieren, als es dem gewöhnlichen Gemischverhältnis im Modus mit Ein spritzung im Kompressionshub entspricht.

Während der Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung wird die Kraftstoffversorgung für die Verbrennungskammer 5 mittels des Magermodus mit Einspritzung in einer späteren Periode wiederaufgenommen, in dem der Kraftstoff im Kompressionsmo dus eingespritzt wird, d. h. mit dem Kompressionshubmodus (Modus mit magerem Gemischverhältnis) mit guter Ansprechcha rakteristik und Verbrennung. Wenn dabei die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Drehzahl Ne hoch ist, ist es mög lich, die ausgegebene Menge während der Kraftstoffrückfüh rung dadurch zu korrigieren, dass das Soll-Gemischverhältnis im Magermodus mit Einspritzung in einer späteren Periode zur konzentrierten, d. h. zur fetten Seite hin (vom mageren Zu stand zum stöchiometrischen Gemischverhältnis hin) erhöht wird.

Wie oben beschrieben, wird bei der Steuerung der Luftmenge gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dann, wenn die Drehzahl Ne auf die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge auf der Seite höherer Drehzahlen, als es der Rückkehrdreh zahl (Rückkehr-Ne) während des Betriebs im Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr entspricht, die Luftmenge erhöht, und wenn die Drehzahl Ne in einem Zustand, in dem die Luft menge erhöht wurde, auf die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge fällt, wird die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen. Aus diesem Grund wird die Luftmenge erhöht, bevor die Kraftstoffversorgung wiederaufgenommen wird, und die Kraftstoffversorgung wird bei der optimalen Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge wiederaufgenommen, wie sie für den aktuellen Betriebszustand geeignet ist, ohne dass irgendein Mangel hinsichtlich der Luftmenge während der Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung vorliegt. Daher ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, während verhindert ist, dass die Drehzahl bei der Rückkehr aus dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr übermäßig abfällt, und es wird ein Drehmomentabfall aufgrund eines Mangels der Men ge eingespritzten Kraftstoffs vermieden, wie dies von unzu reichender Luftmenge herrührt.

Auch ist beim obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) so beschaffen, dass sie um so näher an die Seite hoher Drehzahlen korrigiert wird, je höher die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge der Drehzahl Ne ist. Daher wird für eine ausreichende Luftmenge selbst bei der Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung bei schneller Verzögerung gesorgt, wodurch es ermöglicht ist, ein Absinken der Drehzahl Ne zu verhindern. Auch wird, wenn die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Drehzahl Ne hoch ist, das Soll-Gemischverhältnis näher zur fetten Seite hin korrigiert, weswegen auch bei Wiederaufnahme der Kraftstoff zufuhr in einem Zustand mit schneller Verzögerung eine Ver ringerung der Drehzahl Ne verhindert werden kann.

Auch ist es möglich, da das obengenannte Ausführungsbeispiel bei einem Motor angewandt ist, bei dem der Magermodus mit Einspritzung in einer späteren Periode ausgewählt werden kann, in dem die Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungshub erfolgt, wodurch dieser Modus mit guter Ansprechcharakteris tik und guter Verbrennung während der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr ausgewählt werden kann, ein Abfallen der Drehzahl Ne während der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu verhindern und die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die näher auf der Seite niedriger Drehzahl als bei einem norma len Ansaug-Einspritzmotor einzustellen, wodurch der Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr erweitert werden kann, was den Kraftstoffverbrauch weiter verbessert. Ferner wird, da das Gemischverhältnis nicht übermäßig erhöht wird, die Umge bung der Zündkerze nicht übermäßig angefettet, so dass jedes zufällige Zünden verhindert werden kann.

Diesbezüglich wird beim obengenannten Ausführungsbeispiel die Luftmenge dadurch eingestellt, dass der Öffnungsgrad eines Luftumgehungsventils eingestellt wird, das die Dros selklappe umgeht, jedoch ist es möglich, die Erfindung auch bei einer durch einen Motor angetriebenen, elektronisch ge steuerten Drosselklappe zu verwenden, die nicht unmittelbar mit dem Fahrpedal verbunden ist, also bei sogenanntem Drive- by-Wire (nachfolgend als DBW bezeichnet). In diesem Fall ist das Fahrpedal z. B. mit einem Fahrpedal-Positionssensor (nachfolgend als ATS bezeichnet) versehen, und der Öffnungs grad des am Drosselkörper vorhandenen elektronisch gesteuer ten Drosselventils wird auf Grundlage der Fahrpedalspannung VAC eingestellt, die dem Ausmaß des Niederdrückwinkels ΘAC des Fahrpedals, wie vom APS geliefert, und dessen Änderung entspricht. Bei einem derartigen DBW-Motor kann im Fall einer Erhöhung oder Korrektur der angesaugten Luftmenge, wie für ein mageres Gemischverhältnis erforderlich, die Luftmen ge dadurch erhöht werden, dass die Drosselklappenöffnung auf solche Weise korrigiert wird, dass die Soll-Drosselklappen öffnung, wie sie dem Ausmaß des Niederdrückens des Fahrpe dals entspricht, abhängig von den Betriebsbedingungen größer wird.

In diesem Fall wird, um für eine angesaugte Luftmenge zu sorgen, wie sie für den Leerlaufbetrieb des Motors im Leer laufzustand erforderlich ist, die Drosselklappe auf einem vorbestimmten Öffnungswinkel gehalten und nicht vollständig geschlossen, weswegen das Signal des ATS anstelle des Si gnals vom Leerlaufschalter 31 als Bedingung zum Starten des Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr angesehen wird. So er folgt die Steuerung durch einen Motor zum vollständigen Schließen der Drosselklappe beim Verringern und Einstellen der angesaugten Luftmenge während der Steuerung des Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr, wodurch derselbe Effekt wie beim obengenannten Ausführungsbeispiel erzielt werden kann. Auch erfolgte die Beschreibung zwar für ein Beispiel, bei dem die Erfindung auf einen Motor 1 für Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 5 angewandt ist, jedoch ist es auch möglich, die Erfindung bei einem Verbren nungsmotor anzuwenden, bei dem Kraftstoff in das Ansaugrohr gespritzt wird, und die Erfindung kann sowohl bei einem Ein zylindermotor und einem Sechszylinder-V-Motor als auch bei einem Vierzylinder-Reihen-Einspritzmotor 1 angewandt werden.

Ferner erfolgt in Verbindung mit Fig. 4(c) eine Beschreibung zu einem Steuerungsverfahren im Modus mit gesperrter Kraft stoffzufuhr gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Er findung.

Im Flussdiagramm zum Bestimmen des Beginns der Steuerung des Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr in Fig. 4(a) ergibt sich, dass dann, wenn die Bedingung für den Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr erfüllt ist, die Steuerung für diesen Modus ausgeführt wird.

Nachfolgend wird die Steuerung der Luftmenge während ge sperrter Kraftstoffzufuhr sowie während der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr im Modus mit gesperrter Kraftstoffzu fuhr gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung des Flussdiagramms von Fig. 4(c) konkret beschrieben.

Wenn die Bedingung für den Modus mit gesperrter Kraftstoff zufuhr erfüllt ist, wird der Öffnungsgrad des ersten Umge hungsventils 25 und des zweiten Umgehungsventils 28 in einem Schritt S11 (Punkt A in Fig. 3) in Schließrichtung gesteuert (z. B. durch allmähliches Antreiben der Ventile für eine vorbestimmte Zeit, bis sie beinahe ganz geschlossen sind). Ferner wird in einem Schritt S11 die Kraftstoffzufuhr ge sperrt (Punkt B in Fig. 3).

In einem Schritt S13 wird ermittelt, ob die Verzögerungsän derungsrate (dNe/dt) der Drehzahl Ne den vorbestimmten Wert β überschreitet, d. h., ob die Verzögerungsrate der Drehzahl Ne hoch ist oder nicht. Wenn sich zeigt, dass die Verzöge rungsänderungsrate (dNe/dt) unter dem vorbestimmten Wert β liegt, ist die Verzögerungsrate der Motordrehzahl Ne niedrig, d. h., dass keine schnelle Verzögerung vorliegt, weswe gen die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge, die für die später beim Schritt S14 verwendete Bestimmung verwendet werden, auf eine zuvor bestimmte erste Drehzahl bzw. eine zweite Drehzahl, die auf der Seite höherer Drehzahlen, als die erste Drehzahl liegt, eingestellt werden.

Andererseits werden im Schritt S13, wenn sich zeigt, dass die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) nicht kleiner als der vorbestimmte Wert β ist und die Verzögerungsrate der Dreh zahl Ne hoch ist und ein Zustand mit schneller Verzögerung vorliegt, die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge, wie sie für die später zu beschreibende Bestimmung verwendet werden, in einem Schritt S15 auf Grundlage der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) eingestellt. Z. B. können die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge auf der Seite hoher Drehzahlen proportional zur Größe der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) eingestellt werden.

Wenn die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge im Schritt S14 oder im Schritt S15 eingestellt werden, wird die Drehzahl Ne zu diesem Zeitpunkt in einem Schritt S16 erneut gelesen. In einem Schritt S17 wird ermittelt, ob die aktuelle Drehzahl Ne über der Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge liegt (ob der Punkt C in Fig. 3 erreicht ist oder nicht). Wenn sich zeigt, dass die aktuelle Drehzahl Ne noch über der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge liegt, werden die Schritte S16 und S17 wieder holt. Wenn sich im Schritt S17 ergibt, dass die aktuelle Drehzahl Ne nicht über der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge liegt (Punkt C in Fig. 3), wird der Öffnungsgrad des ersten Luftumgehungsventils 25 und des zweiten Luftumge hungsventils 28 in einem Schritt S18 so eingestellt, dass er mit vorbestimmter Geschwindigkeit erhöht wird, um die Luft menge vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung zu er höhen. Bei Abschluss der Steuerung des Öffnungsgrads des ersten Luftumgehungsventils 25 und des zweiten Luftumge hungsventils 28 im Schritt S18 wird die Motordrehzahl Ne zu diesem Zeitpunkt in einem Schritt S19 erneut gelesen.

In einem Schritt S20 wird ermittelt, ob die Drehzahl Ne über der Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) liegt (ob der Punkt C in Fig. 3 erreicht ist oder nicht). Wenn sich ergibt, dass die aktuelle Drehzahl Ne immer noch über der Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) liegt, werden die Schritte S19 und S20 wieder holt. Wenn sich im Schritt S20 ergibt, dass die Drehzahl Ne nicht über der Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) liegt (Punkt D in Fig. 3), wird in einem Schritt S21 die Steuerung zur Wie deraufnahme der Kraftstoffzufuhr ausgeführt.

Beim vorigen Ausführungsbeispiel wird, da die optimale Dreh zahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge und die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) entsprechend dem Öffnungszustand eingestellt werden, die Ansaugluftmenge erhöht und korrigiert, wenn die Drehzahl die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge wird, und nach Abschluss der erhöhten und korrigierten Ansaugluft menge kann die Kraftstoffversorgung wiederaufgenommen wer den, wenn die Drehzahl mit der Rückkehrdrehzahl überein stimmt. Daher bestehen Wirkungen dahingehend, dass es mög lich ist, ein übermäßiges Absinken der Drehzahl bei der Rückkehr aus dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr zu verhindern und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, wäh rend ein Abfallen des Drehmoments aufgrund unzureichend ein gespritzter Kraftstoffmenge, herrührend von unzureichender Ansaugluftmenge, vermieden ist. Zusätzlich zu diesen Wirkun gen sind die Steuerung der Ansaugluftmenge und die Steuerung des Kraftstoffs während der Wiederaufnahme der Kraftstoff versorgung vereinfacht, da die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr- Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge, nachdem sie einmal in Übereinstimmung mit der Drehzahl Nea zum Erhö hen der Luftmenge eingestellt wurden, nicht mehr neu einge stellt werden.

Diesbezüglich werden beim Ausführungsbeispiel der Erfindung die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge unter Verwendung der Verzögerungsände rungsrate der Drehzahl als Verzögerungsrate eingestellt, je doch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es ist möglich, eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Beschleunigung (α = dv/dt) in der Längsrichtung eines mit einem Motor versehenen Fahrzeugs anzubringen und die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge auf Grundlage der Verzögerung α des Fahrzeugs einzustellen. Auch ist es in diesem Fall dann, wenn die Verzögerung α des Fahrzeugs eine zuvor bestimmte Verzögerung α0 überschreitet, möglich, die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge auf der Seite hoher Drehzahlen proportional zur jeweiligen Stärke der Verzögerung α des Fahrzeugs einzustellen.

Ferner wird dann, wenn die Rückkehrdrehzahl (Rückkehr-Ne) und die Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge proportional zur Verzögerungsänderungsrate der Drehzahl und der Stärke der Verzögerung des Fahrzeugs eingestellt werden, die An stiegsrate der Drehzahl Nea zum Erhöhen der Luftmenge vor zugsweise höher gemacht als die Anstiegsrate der Rückkehr drehzahl (Rückkehr-Ne).

Claims

1. Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, umfassend:
eine Einspritzeinrichtung (4), die den Kraftstoff in die Verbrennungskammer (5) einspritzt;
eine Wähleinrichtung (61), die abhängig vom Betriebszu stand des Motors einen Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr oder einen normalen Kraftstoff-Regelmodus auswählt;
eine Steuerung (61), die die Einspritzeinrichtung (4) aufgrund des ausgewählten Modus steuert;
ein Motordrehzahlmesser;
eine Drehzahlvorgabeeinrichtung (61), die bei Rückkehr von dem Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr in den normalen Kraftstoff-Regelmodus eine erste Drehzahl zur Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr vorgibt, wobei die Steuereinrichtung die Kraftstoffzufuhr wiederaufnimmt, wenn die Drehzahl auf die erste Drehzahl fällt; und
eine Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung (27-30);
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) bei Rückkehr in den normalen Kraftstoff-Regelmodus vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine über der ersten Drehzahl gelegene zwei te Drehzahl vorgibt, und
daß die Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung die An saugluftmenge erhöht und korrigiert, wenn die Drehzahl im Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr auf die zweite Drehzahl fällt.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die zweite Drehzahl auf grund der Verzögerungsrate des Motors oder des Fahrzeugs vor gibt.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsrate des Motors die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motordrehzahl (Ne) ist und die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die zweite Drehzahl mit steigender Verzöge rungsänderungsrate erhöht.

4. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die zweite Drehzahl proportional zur Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) erhöht, wenn die Verzögerungsänderungsrate einen Vorgabewert über schreitet.

5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die erste Drehzahl proportional zur Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) erhöht, wenn die Verzögerungsänderungsrate einen Vorgabewert über schreitet.

6. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) mit steigender Verzöge rungsänderungsrate (dNe/dt) die erste Drehzahl weniger erhöht als die zweite Drehzahl.

7. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsrate des Motors die Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) der Motordrehzahl (Ne) ist und die Drehzahlvorgabe einrichtung (61) ein erstes arithmetisches Kennfeld zum Vorab-Einspeichern der zweiten Drehzahl aufgrund der Verzöge rungsänderungsrate aufweist und sie die zweite Drehzahl ent sprechend der Verzögerungsänderungsrate aus dem ersten arith metischen Kennfeld bestimmt.

8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) ein zweites arithmeti sches Kennfeld zum Vorab-Einspeichern der ersten Drehzahl aufgrund der Verzögerungsänderungsrate (dNe/dt) aufweist, und sie die erste Drehzahl entsprechend der Verzögerungsände rungsrate aus dem zweiten Kennfeld bestimmt.

9. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug einen Beschleunigungsaufnehmer zum Erfassen der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aufweist, daß die Verzöge rungsrate die erfaßte Fahrzeugverzögerung ist und daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung die zweite Drehzahl erhöht, wenn die Verzögerung höher wird.

10. Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die zweite Drehzahl pro portional zur Verzögerung in Längsrichtung erhöht, wenn diese Verzögerung eine vorbestimmte Verzögerung überschreitet.

11. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die erste Drehzahl auf grund der Verzögerungsrate des Motors oder des zugehörigen Fahrzeugs einstellt.

12. Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlvorgabeeinrichtung (61) die erste Drehzahl erhöht, wenn die Verzögerungsrate größer wird.

13. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Kraftstoff-Regelungsmodus mindestens einen ersten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist, in dem das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis im wesentlichen mit dem stöchiometrischen Verhältnis übereinstimmt, und einen zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist, in dem das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer als im ersten Modus ist.

14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (61) den zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auswählt, wenn die Ansaugluftmenge durch die Ansaugluftmenge-Korrektureinrichtung (27-30) bei der Rückkehr vom Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr zum normalen Kraftstoff-Regelungsmodus erhöht und korrigiert wird.

15. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (61) das Soll-Luft/Kraftstoff-Ver hältnis beim zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff- Verhält nis näher am stöchiometrischen Verhältnisses einstellt, als es dem zuvor eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis ent spricht, wenn die Erhöhung und Korrektur der Menge der An saugluft durch die Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung (27-30) noch nicht abgeschlossen ist.

16. Steuergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung (27-30) die Ansaugluftmenge erhöht und korrigiert, wenn der zweite Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgewählt ist, und sie die Korrekturmenge der Ansaugluft verringert, wenn der Modus vom zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf den Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr umgeschaltet wird, wäh rend die Ansaugluftmenge erhöht und korrigiert wird.

17. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Verzögerungsrate des Motors oder des mit diesem versehenen Fahrzeugs hoch ist, das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis im zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis näher zum stöchiometrischen Ver hältnis hin korrigiert wird, als es dem zuvor eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht.

18. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzeinrichtung ein Kraftstoff-Einspritzventil (4) zum direkten Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskam mer aufweist, wobei der normale Kraftstoff-Regelungsmodus ei nen Modus mit Einspritzung im Kompressionshub umfaßt, in dem das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer als im zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, und daß die Wähleinrichtung (61) den Modus mit Einspritzung im Kompressionshub bei der Rückkehr vom Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr in den normalen Kraftstoff-Regelungsmodus auswählt.

19. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor mit Drosselklappen (30) versehen ist, die in Ansaugkanälen (40, 27) angeordnet sind, die mit der Verbren nungskammer (5) verbunden sind und die entsprechend der Stel lung des Fahrpedals geöffnet oder geschlossen werden,
die Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung (61) einen Luftumgehungskanal (27) mit einem Luftumgehungsventil (28) zum Einstellen des Kanalquerschnitts aufweist, der stromauf wärts mit den Einlaßkanälen und stromabwärts mit den Drossel klappen verbunden ist und denselben Kanalquerschnitt wie die Einlaßkanäle aufweist;
wobei diese Ansaugluftmenge-Korrektureinrichtung im zweiten Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder im Mo dus mit Einspritzung im Kompressionshub das Luftumgehungsven til so ansteuert, daß es die Ansaugluftmenge entsprechend dem Betriebszustand erhöht und korrigiert, und im Modus mit ge sperrter Kraftstoffzufuhr das Luftumgehungsventil so steuert, daß die Korrekturmenge für die Ansaugluftmenge verringert wird.

20. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor elektrisch betätigte Drosselklappen (30) in mit der Verbrennungskammer (5) verbundenen Ansaugkanälen (40) aufweist, die zumindest entsprechend der Fahrpedalstellung geöffnet oder geschlossen werden können;
die Ansaugluftmengen-Korrektureinrichtung (61) so aufge baut ist, daß die Ansaugluftmenge dadurch erhöht wird, die Öffnung gegenüber der Soll-Drosselklappenöffnung zum Einlei ten einer solchen Ansaugluftmenge, wie sie im Modus für Ein spritzung im Kompressionshub erforderlich ist, vergrößert wird; und
wobei diese Ansaugluftmenge-Korrektureinrichtung dann, wenn durch die Wähleinrichtung der zweite Modus für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Modus mit Einspritzung im Kompressionshub ausgewählt wird, die Ansaugluftmenge über die elektrisch angesteuerten Drosselklappen entsprechend dem Betriebszustand erhöht und korrigiert, und sie dann, wenn der Modus mit gesperrter Kraftstoffzufuhr ausgewählt ist, über die elektrisch angesteuerten Drosselklappen die Korrektur menge für die Ansaugluftmenge verringert.

21. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer hohen Verzögerungsrate des Motors oder des zugehörigen Fahrzeugs, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Modus mit Einspritzung im Kompressionshub näher als zuvor zum Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis im zweiten Modus hin einge stellt wird.