DE19837852A1 - Kraftstoffsteuerverfahren und System für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Kraftstoffsteuerverfahren und ein System für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp (oder Typ mit Direkteinspritzung) bei einem Kraftfahrzeug, bei dem Kraftstoff direkt in den Motorzylinder eingespritzt wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffsteuerverfahren und System für den Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp, der mit einem Abgas-Rückführsystem (abgekürzt EGR-System, exhaust gas recirculation) ausgestattet ist, bei dem sich ein Kraftstoffeinspritz-Steuermodus (im folgenden einfach als Einspritzmodus) verändern läßt, und zwar von einem Modus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung während einem Kompressionshub des Motors zum Realisieren eines hohen Luft/Kraftstoff- Verhältnisses (im folgenden als Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus bezeichnet) durchgeführt wird, zu einem Modus, in dem die Kraftstoffeinspritzung während einem Ansaughub des Motors zum Realisieren eines niedrigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (im folgenden als Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus bezeichnet) durchgeführt wird, unter Gewährleistung einer verbesserten Verbrennungseffizienz des Motors mittels Software durch Ausweichen auf die entsprechend verbesserte Steuerprozedur ohne dem Erfordernis, daß zusätzlich hierfür eine besondere Hardware-Komponente bzw. besondere Hardware-Komponenten vorzusehen sind.

Für ein besseres Verständnis des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips wird nachfolgend detaillierter der technische Hintergrund hierfür beschrieben. Die Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines üblichen Kraftstoffsteuersystems für einen Verbrennungsmotor, bei dem ein Kraftstoffeinspritzer in einem Einlaßdurchgang oder -krümmer (der außerhalb des Zylinders montiert ist) installiert ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Verbrennungsmotor (nachfolgend einfach als Motor bezeichnet) für ein Kraftfahrzeug allgemein durch ein Bezugszeichen 1 bezeichnet.

Der Motor 1 ist mit einem Einlaßdurchgang ausgestattet, in dem ein Einlaßluftströmungssensor 2 bei einer Position stromaufwärts des Motors installiert ist und zwar zum Messen der Luftströmung (einer Menge von Einlaßluft Qa) die dem Motor 1 zugeführt wird.

Ferner ist in dem Einlaßdurchgang eine Drosselklappe 3 montiert, die betriebsgemäß mit einem (nicht gezeigten) Gaspedal gekoppelt ist, das durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt wird, und zwar zum Regulieren der den Motor 1 zugeführten Luftströmung in Übereinstimmung mit der Eindrücktiefe des Gaspedals.

Zum Zweck des Detektierens der Winkelposition der Drosselklappe 3 als Drosselöffnunsgrad α ist ein Drosselöffnungsgradsensor 4 (der auch als Drosselventilpositionssensor bezeichnet werden kann) in Zuordnung zu der Drosselklappe 3 vorgesehen.

In Zuordnung zu einer Kurbelwelle des Motors 1 ist ein Kurbelwinkelsensor 5 zum Detektieren einer Drehgeschwindigkeit (U/min) des Motors 1 vorgesehen, sowie der Drehposition oder Winkelposition der Kurbelwelle. Demnach erzeugt der Kurbelwinkelsensor 5 ein Kurbelwinkelsignal SGT als Ausgangssignal, anhand dem sich Informationen im Zusammenhang mit der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Motors 1 ableiten läßt, sowie Information im Zusammenhang mit der Winkelposition der Kurbelwelle.

Die Temperatur Tw des Kühlwassers für den Motor 1 wird durch einen Wassertemperatursensor 6 detektiert, der somit als Vorrichtung zum Detektieren des Aufwärmzustands des Motors 1 dienen kann.

Ein O2-Sensor 7 ist in Zuordnung mit einem Abgasdurchgang 201 vorgesehen, zum Detektieren einer Sauerstoffkonzentration oder Inhalts Do (gemäß dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) des von dem Motor 1 abgegebenen Abgases.

Eine elektronische Steuereinheit (die kurz auch als ECU- Einheit bezeichnet wird, vgl. electronic control unit) 8 ist für die arithmetische Bestimmung unterschiedlicher Stellgrößen in Übereinstimmung mit mit den Betriebszuständen des Motors 1 vorgesehen. Die ECU-Einheit 8 bildet einen Hauptteil eines Motorregelsystems, und sie dient zum Festlegen der Betriebszustände des Motors 1 auf der Grundlage der von den zahlreichen in dem Motor bei den gegebenen Positionen installierten Sensoren ausgegebenen Detektionssignale. Die ECU-Einheit 8 ist zum Erzeugen eines Stellsignals entworfen, und zwar in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors zum Realisieren der Verbrennung der Luft/Kraftstoffmischung mit einem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis.

Eine Zündkerze 9 ist in der Verbrennungskammer jedes Motorzylinders installiert, und sie unterliegt einer üblichen Zündsteuerung.

Wie sich anhand von Fig. 4 erkennen läßt, ist parallel zu dem Einlaßdurchgang über die Drosselklappe 3 ein Ausweich- bzw. Bypaßdurchgang vorgesehen, in dem ein Luftausweichventil bzw. Luftbypaßventil 10 zum selektiven Öffnen und Schließen des Ausweichdurchgangs installiert ist. Demnach ist es möglich, die Motordrehzahl oder Motorgeschwindigkeit (U/min) selbst dann zu regeln, wenn die Drosselklappe 3 vollständig geschlossen ist (d. h. selbst dann, wenn der Motor im Leerlauf betrieben wird).

Ferner läßt sich das Luftausweichventil 10 für die Motordrehmomentregelung im Laufzustand des Kraftfahrzeugs einsetzen.

Ein Kraftstoffeinspritzer 11 ist in dem Einlaßdurchgang bei einer Position stromaufwärts des Motors 1 montiert, und zwar zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Einlaßdurchgang.

Ferner ist ein EGR-Regelsystem vorgesehen, das zum Teil durch ein EGR-System 12 gebildet wird, und zwar zum Regeln der Menge des rückgeführten Abgases (auch als Abgasrückführungs- oder EGR-Menge bezeichnet), und zwar in den Verbrennungsraum des Motors 1 hinsichtlich der Reduzierung des Inhalts der Stickoxide oder NOx, die durch das Abgas geführt werden.

Ein Zylinderidentifizierungssensor 13 ist in Zuordnung zu einer mit der Kurbelwelle verketteten Nockenwelle vorgesehen, für die Ausgabe eines Zylinderidentifiziersignals SGC zum gegenseitigen Unterscheiden der Zylinder in denen die Verbrennung stattfindet.

Die Detektionssignale Qa, α, SGT, Tw, Do und SGC, die anhand der Ausgangsgrößen jeweils des Einlaßluftströmungssensors 2, des Drosselöffnungsgradsensors 4, des Kurbelwinkelsensors 5, des Wassertemperatursensors 6, des Sauerstoffsensors 7 und des Zylinderidentifiziersensors 13 abgeleitet sind, werden bei der ECU-Einheit 8 als Information zum Anzeigen des Betriebszustands des Motors 1 eingegeben.

Andererseits werden zahlreiche Komponenten wie die Zündkerze 9, das Luftdurchgangsventil 10, der Kraftstoffeinspritzer 11 und das EGR-Ventil 12 jeweils in Ansprechen auf die Steuersignale P, B, J und G angetrieben, die demnach die Steuergrößen darstellen, die arithmetisch durch die ECU- Einheit 8 bestimmt sind.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist bei dem bisher bekannten Kraftstoffsteuersystem des üblichen Verbrennungsmotors der Kraftstoffeinspritzer 11 in dem Einlaßdurchgang des Motors 1 montiert. In den zurückliegenden Jahren wurde jedoch ein Kraftstoffeinspritzsystem vom Zylindereinspritztyp entwickelt (das auch als Kraftstoffeinspritzsystem vom Direkteinspritztyp bekannt ist), das das direkte Einspritzen des Kraftstoffs in den Motorzylinder erlaubt.

Da das Kraftstoffsteuersystem vom Zylindereinspritztyp - wie nachfolgend erläutert - Vorteile verspricht, sowie günstige Wirkungen, ist das Kraftstoffsteuersystem vom Zylindereinspritztyp besonders attraktiv als ideales Kraftstoffeinspritzsteuersystem für den Motor eines Kraftfahrzeugs.

(1) Reduzierung des Inhalts schädlicher Gase in dem Abgas

Allgemein besteht bei dem Verbrennungsmotor vom Typ mit indirekter Kraftstoffeinspritzung, bei dem der Kraftstoff außerhalb des Zylinders eingespritzt wird, eine Wahrscheinlichkeit dahingehend, daß ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs sich leicht an dem Einlaßventil und der Wand des Einlaßdurchgangs ablagert. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Menge von Kraftstoff in Betracht zu ziehen, die sich wahrscheinlich ablagert, bevor der Kraftstoff in den Zylinder zugeleitet wird, insbesondere dann, wenn der Motor aus einem Zustand mit geringer Temperatur gestartet wird, in dem der Kraftstoff schwierig verdampft, oder wenn sich der Motor in einem Übergangsbetriebsmodus befindet, in dem die Kraftstoffzuführung mit relativ hoher Rate zu verändern ist. Im Gegensatz hierzu läßt sich im Fall des Verbrennungsmotors vom Typ mit Zylindereinspritzung das Luft/Kraftstoff- Verhältnis so erhöhen, daß die Luft/Kraftstoff-Mischung mager wird, ohne Berücksichtigung der sich aufgrund des Transports des Kraftstoffs ergebenden Verzögerung, wodurch der Anteil an schädlichen HC-(Kohlenwasserstoff)-Gas und CO (Kohlenmonoxid)-Gas reduziert ist, der in dem Abgas geführt wird.

(2) Reduzierung der Kraftstoffkosten

Bei dem Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung wird der Kraftstoff unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt eingespritzt, wodurch eine Menge einer brennbaren Kraftstoffmischung um die Zündkerze 9 im Zeitpunkt des Zündens gebildet wird. In anderen Worten ausgedrückt, ist die Gasmischung mit dem Kraftstoff ungleichmäßig verteilt. Demnach durchläuft die Kraftstoff/Luftmischung eine sogenannte schichtweise Verbrennung. Im Ergebnis kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in bezug auf die Menge der in den Motorzylinder eingeführten Luft und derjenigen des Kraftstoffs signifikant erhöht werden, was bedeutet, daß sich die Luft/Kraftstoff-Mischung merklich mager ausbilden läßt.

Im übrigen wird aufgrund der Realisierung der schichtweisen Verbrennung die Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Mischung kaum ungünstig beeinflußt, selbst dann, wenn das Abgas mit erhöhtem Verhältnis rückgeführt wird. Aufgrund dieses Merkmals und der zusätzlichen Reduzierung des Pumpverlustes (Engl. pumping less) läßt sich der Kraftstoff-Kosten- Wirkungsgrad des Motors signifikant verbessern.

(3) Realisierung des Motors mit hoher Ausgangsleistung

Aufgrund der schichtweisen Verbrennung der um die Zündkerze 9 herum konzentrierten Luft/Kraftstoffmischung verringert sich die Menge des Endgases (Engl.: end gas, d. h., das Luft/Kraftstoff-Mischungsgas in den Gebieten, die entfernt von der Zündkerze 9 angeordnet sind), was sich günstig auf die Verbesserung der Klopffestigkeitseffizienz des Motors auswirkt. Demnach läßt sich das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors erhöhen.

Da zudem der Kraftstoff in den Zylinder in Gas umgesetzt oder vergast wird, wird der Einlaßluft Wärme als Verdampfungswärme entzogen. Demnach läßt sich die Dichte der Einlaßluft bei verbessertem volummentrischen Wirkungsgrad erhöhen, was wiederum eine hohe Ausgangsleistung des Motors verspricht.

(4) Verbesserung der Fahrbarkeit

Aufgrund der direkten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder des Motorsystems vom Typ mit Zylindereinspritzung ist im Vergleich zu dem Motorsystem vom Typ mit (indirekter) Zylindereinspritzung die zwischen der Kraftstoffeinspritzung und der Erzeugung des Ausgangsdrehmoments durch den Motor auftretende Zeitverzögerung kurz.

Demnach läßt sich das Verbrennungsmotorsystem so realisieren, daß es schnell auf Anforderungen der Fahrers ansprechen kann.

Nun erfolgt eine Beschreibung eines üblichen Verbrennungsmotorsystems vom Typ mit Zylindereinspritzung für ein besseres Verständnis der Erfindung. Die Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm zum allgemeinen Darstellen einer Struktur eines üblichen Kraftstoffsteuersystems für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung, wie es beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 187819/1992 (JP-A-4- 187819) beschrieben ist. In der Figur sind Komponenten, die gleich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 4 beschriebenen sind, anhand derselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte detaillierte Beschreibung dieser Komponenten wird weggelassen.

Bei dem Verbrennungsmotorsystem vom Typ mit Zylindereinspritzung sind Maßnahmen zum Verbessern des Verbrennungswirkungsgrad bei dem Verbrennungsmotor bei dem Motor selbst vorgesehen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist ein Kraftstoffeinspritzer innerhalb eines Zylinders des Motors 1 bei der Seite mit hohem Druck montiert.

Ein Kraftstoff-Einspritzerstellglied 14 ist zwischen der ECU- Einheit 8 und dem Kraftstoffeinspritzer 11 eingeschaltet, und zwar zum Treiben des Kraftstoffeinspritzers mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in Ansprechen auf ein durch die ECU-Einheit 8 abgegebenes Steuersignal LT.

In diesem Zusammenhang zeigt ein Vergleich des in Fig. 5 gezeigten Verbrennungsmotors vom Typ mit Zylindereinspritzung mit dem hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 4 beschriebenen, daß sich der erstere von dem letzteren strukturell dadurch unterscheidet, daß der Kraftstoffeinspritzer 11 zum Zuführen des Kraftstoffs nicht in dem Einlaßkrümmer montiert ist, sondern daß er in dem Zylinder (d. h., in der Verbrennungskammer) des Motors 1 installiert ist.

Nebenbei bemerkt, wird im Fall des Kraftstoffregelsystems für den Motor vom Typ mit Zylindereinspritzung der Kraftstoffeinspritzer 11 gemäß Spezifikationen für hohe Geschwindigkeit/hohen Druck implementiert, so daß sich der Kraftstoff in den Zylinder mit Hochdruck innerhalb einer kurzen Fortgangszeitperiode bei dem Ansaughub und dem Kompressionshub einspritzen läßt. Demnach unterscheidet sich das in Fig. 5 gezeigte Kraftstoffregelsystem von dem in Fig. 4 gezeigten System auch dahingehend, daß das Einspritzstellglied 14 zum Antreiben des Kraftstoffeinspritzers 11 zusätzlich vorgesehen ist.

Nun wird der Betrieb des üblichen Kraftstoffregelsystems mit dem in Fig. 5 gezeigten Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung erklärt, und zwar unter Bezug auf ein in Fig. 6 gezeigtes Zeitablaufdiagramm und ein in Fig. 7 dargestelltes Flußdiagramm, zusammen mit der Fig. 8, in der relevante Steuerdatenstrukturen gezeigt sind.

Die Fig. 6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Übergangs von einem Kraftstoffeinspritzmodus M zwischen einem Kompressionshub-Einspritzmodus MA (d. h., dem Modus, bei dem Kraftstoff direkt in den Zylinder während dem Kompressionshub eingespritzt wird) und einem Ansaughub-Einspritzmodus MB (d. h., dem Modus, bei dem der Kraftstoff während dem Ansaughub eingespritzt wird), zusammen mit den Veränderungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F, des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts Tj des Kraftstoffeinspritzers 11, des Zündzeitpunkts Tp der Zündkerze 9, der EGR-Menge Qg und der Einlaßluftströmung oder -menge Qa, die bei einem Übergang des Kraftstoffeinspritzmodus M auftreten. In Fig. 6 ist der Ansaughub-Einspritzmodus MA für die Verbrennung des außerordentlich mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches dargestellt bzw. validiert, wohingegen der Ansaughub-Einspritzmodus MB für die Verbrennung einer angereicherten Luft/Kraftstoff- Mischung dargestellt ist.

Im Zeitpunkt t1 verändert sich der Kraftstoffeinspritzmodus M ausgehend von dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA zu dem Ansaughub-Einspritzmodus MB. Ferner ändern sich im Zeitpunkt t2 die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Cj und die Zündsynchronisierung Tp zu den Synchronisierungen für den Ansaughub-Einspritzmodus von den Synchronisierungen für den Kompressionshub-Einspritzmodus. Im Zeitpunkt t3 wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F stabil. Das Luft/Kraftstoff- Verhältnis im Kompressionshub-Einspritzmodus MA wird durch A/FA dargestellt, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Ansaughub-Einspritzmodus MB wird durch A/FB dargestellt. Ferner stellt die in Fig. 6 gezeigte Größe A/Fr einen Referenzwert für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dar, auf dessen Grundlage der Zeitpunkt t2 bestimmt ist. Ferner stellt das Referenzsymbol QgA die EGR-Menge im Kompressionshub- Einspritzmodus MA dar, und QgB stellt die EGR-Menge im Ansaughub-Einspritzmodus MB dar, QaA stellt die Einlaßluftströmung oder -menge im Kompressionshub- Einspritzmodus MA dar und QaB stellt die Einlaßluftmenge im Ansaughub-Einspritzmodus MB dar.

Wie in Fig. 6 gezeigt, arbeitet das Kraftstoffeinspritzsystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung in zwei Kraftstoffeinspritzmodi, d. h. im Kompressionshub- Einspritzmodus MA und dem Ansaughub-Einspritzmodus MB
Im Kompressionshub-Einspritzmodus MA wird Kraftstoff dem Motor 1 während dem Kompressionshub zugeführt, zum Bewirken der schichtweisen Verbrennung in den besonders mageren Zustand (d. h. dem Zustand, in dem die Luft/Kraftstoff- Mischung übermäßig mager ist), zum Verbessern der Emissions- und Kraftstoffverbrauchseigenschaften des Motors. Andererseits wird im Ansaughub-Einspritzmodus MB Kraftstoff während dem Ansaughub eingespritzt. In diesem Fall wird die übliche Verbrennung der einheitlichen Mischung realisiert, wodurch sich die Motorausgangsleistung erhöhen läßt.

Die Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen der Betriebsabfolge oder eines Steuerprogramms, das in einem Mikrocomputer oder Mikroprozessor gespeichert ist, der in der in Fig. 5 gezeigten ECU-Einheit 8 enthalten ist. Ferner zeigt die Fig. 8 gewünschte Werte für zahlreiche Steuergrößen in der Form einer zweidimensionalen Abbildung als Funktion der Motordrehzahl Ne (U/min) und der Motorlast Le. Beispielsweise sind jeweils Abbildungsdatenwerte gemäß dem gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo, der gewünschten Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tjo, der gewünschten Zündsynchronisierung Tpo, der gewünschten EGR-Menge Qgo und der gewünschten Einlaßluftmenge Qao gezeigt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, führt die ECU-Einheit 8 eine Entscheidung hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzmodus M des Motors 1 durch, und zwar auf Grundlage der Information gemäß
der Einlaßluftmenge Qa, des Drosselklappenöffnungsgrads α, des Kurbelwinkelsignals SGT, der Kühlwassertemperatur Tw, der Sauerstoffkonzentration Do des Abgases und des Zylinderidentifiziersignals SGC, die jeweils von den zugeordneten und in dem Motor 1 installierten Sensoren ausgegeben werden (Schritt S1), um hierdurch zu bestimmen, ob der momentane Kraftstoffeinspritzmodus M der Ansaughub- Einspritzmodus MB ist oder nicht (Schritt S2)
Wird im Schritt S2 entschieden, daß der Motor 1 im Ansaughub- Einspritzmodus MB arbeitet, d. h. führt die Entscheidung im Schritt S2 zu einer Bestätigung "JA", so bestimmt oder berechnet in einem Schritt S3 die ECU-Einheit 8 die Steuergrößen für die Ansaughub-Kraftstoffeinspritzung (vgl. Fig. 8), d. h. das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo, die gewünschte Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tjo, die gewünschte Zündsynchronisierung Tpo, die gewünschte EGR-Menge Qgo und die gewünschte Einlaßluftmenge Qoa.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die oben erwähnten gewünschten Werte vorab berechnet sind, jeweils als die getrennt für die Ansaughub-Kraftstoffeinspritzung und die Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzung festgelegten Werte, und zwar in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl Ne (Drehgeschwindigkeit in U/min) und der Motorlast Le (üblicherweise dargestellt durch die Einlaßluftmenge Qa in jedem Verbrennungszyklus).

Anschließend wird eine Nachlaufbearbeitung für ein allmähliches Verringern des gewünschten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses A/Fo zum Anreichern der Luft/Kraftstoff- Mischung (Schritt S4) durchgeführt, worauf anschließend ein Schritt S5 folgt, derart, daß in dem Schritt S5 entschieden wird, ob das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo größer als ein Referenzwert A/Fr ist (d. h., ob die Luft/Kraftstoff-Mischung mager ist, um es anders auszudrücken).

Wird entschieden, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo größer als der Referenzwert A/Fr ist (d. h. in dem Fall, in dem der Entscheidungsschritt S5 zu dem Ergebnis "JA" führt), so werden die berechnete Werte für die gewünschte Kraftstoff-Einspritzsynchronisierung Tjo und die gewünschte Zündsynchronisierung Tpo für die Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzung übernommen (Schritt S6), worauf die Prozedur die in Fig. 7 gezeigte Verarbeitungsroutine verläßt und mit einer nachfolgenden Verarbeitung fortfährt.

Wird andererseits im Schritt S5 entschieden, daß das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo gleich oder kleiner als der Referenzwert A/Fr ist (d. h. in dem Fall, in dem der Entscheidungsschritt S5 zu einer Verneinung "NEIN" führt), so wird der Schritt S6 übersprungen, und die im Schritt S3 für die Ansaughub-Kraftstoffeinspritzung berechneten Werte für die gewünschte Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tjo und die gewünschte Zündsynchronisierung Tpo werden übernommen, worauf die Prozedur die in Fig. 7 dargestellte Prozeßroutine verläßt und mit der nachfolgenden Bearbeitung fortfährt.

Wird im Gegensatz hierzu in dem vorangehenden Schritt S2 entschieden, daß der Motor 1 nicht in dem Ansaughub- Einspritzmodus MB sondern in dem Kompressionshub- Einspritzmodus MA arbeitete (d. h., führt der Entscheidungsschritt S2 im Ergebnis zu einer Negierung "NEIN"), so werde das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo, die gewünschte Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tjo, die gewünschte Zündsynchronisierung Tpo, die gewünschte EGR- Menge Qgo und die gewünschte Einlaßluftmenge Qao für die Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzung bestätigend als Steuergrößen bestimmt, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl (Motorgeschwindigkeit) Ne und der Motorlast Le, wie zuvor im Zusammenhang mit dem Schritt S3 erwähnt, worauf die Steuerprozedur die in Fig. 7 gezeigte Verarbeitungsroutine verläßt und mit einer nachfolgenden Bearbeitung fort fährt.

Durch die Prozedur mit den oben beschriebenen Bearbeitungsschritten S1 bis S7 wird die Nachlaufbearbeitung (d. h., die Bearbeitung zum allmählichen Verringern) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F im Zeitpunkt t1 gestartet, in dem sich - wie in Fig. 6 gezeigt - der Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub- Einspritzmodus MA zu dem Ansaughub-Einspritzmodus B verändert.

Ferner werden im Zeitpunkt t2, in dem das Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/F gleich oder kleiner als der Referenzwert A/Fr wird, die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und die Zündsynchronisierung Tp von den Synchronisierungen für die Kompressionshubverbrennung zu den Synchronisierungen für die Ansaughubverbrennung geändert.

Im Zusammenhang mit der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub- Einspritzmodus MA zu dem Ansaughub-Einspritzmodus MB ist zu erwähnen, daß die Verbrennung zu Instabilitäten neigt, da nicht nur das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F und die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj verändert werden, sondern auch die Steuergrößen, z. B. die Zündsynchronisierung Tp, die EGR-Menge Qg und die Einlaßluftmenge Qa.

Beispielsweise wird bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub- Einspritzmodus MA zu dem Ansaughub-Einspritzmodus MB, wie in Fig. 6 gezeigt, nachfolgend das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, die EGR-Menge Qg und die Einlaßluftmenge Qa von den Steuergrößen A/FA, QgA und QaA für die Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzung zu den Steuergrößen A/FB, QgB und QaB für die Ansaughub-Kraftstoffeinspritzung geändert, worauf die nachfolgende Steuerung beginnt.

In diesem Fall wird im Zusammenhang mit der Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F der Nachlaufbetrieb ausgehend von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/FA zu dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/FB gestartet, und zwar zum Unterdrücken einer abrupten oder stoßartigen Veränderung des Motordrehmoments.

Andererseits lassen sich die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und die Zündsynchronisierung Tp momentan zu der Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und der Tp für die Ansaughub-Verbrennung ausgehend von den Größen für die Kompressionshubverbrennung im Zeitpunkt t2 verändern, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F gleich oder kleiner als der vorgegebene Referenzwert A/Fr wird (d. h., im Zeitpunkt, in dem die Luft/Kraftstoffmischung mager wird), da zwei stabile Zeitpunkte hinsichtlich der Verbrennung in dem Kompressionshub und dem Ansaughub vorliegen.

Ferner ist im Zusammenhang mit der Steuerung der EGR-Menge Qg und der Einlaßluftmenge Qa zu erwähnen, daß bei einer Veränderung der Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaugmodus- Kraftstoffeinspritzmodus eine Zeitverzögerung bei der EGR- Menge QgA und der Einlaßluftmenge QaA auftritt, und zwar jeweils bis zum Erreichen der gewünschten EGR-Menge QgB und der gewünschten Einlaßluftmenge QaB (als gewünschte Steuergrößen) nach der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M.

Da jedoch die dem Motor 1 zugeführte Einlaßluftmenge Qa durch den Einlaßluftströmungssensor 2 (vgl. Fig. 5) gemessen wird, kann die Verzögerung im Zusammenhang mit der Zuführung der Einlaßluft zu dem Motor bei der oben erwähnten Modusveränderung gemessen werden. Demnach übt die Verzögerung bei der Zuführung der Einlaßluft keinen nennenswerten Einfluß auf die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F aus, da das letztere auf der Grundlage des Meßwertes gesteuert wird, der anhand der Ausgangsgröße des Einlaßluftströmungssensors 2 abgeleitet wird.

Im Gegensatz hierzu kann sich die EGR-Menge Qa, die so festgelegt ist, daß die Verbrennung ohne Fehler durchgeführt werden kann, dann verändern, wenn sich die Einlaßluftmenge Qa und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M verändern. In anderen Worten ausgedrückt, verändert sich die EGR-Menge Qg in Übereinstimmung sowohl des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F und der Einlaßluftmenge Qa, die sich bei jeder Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M verändern.

Demnach kann eine Situation mit instabil er Verbrennung auftreten, obgleich dies von der Kombination der variablen Parameter abhängt, z. B. dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, der Einlaßluftmenge Qa und anderer Größen.

Zusätzlich ist zu erwähnen, daß in dem Kraftstoffsteuersystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung der Kraftstoff dem Motorzylinder unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt zugeführt, so daß die schichtweise Verbrennung in dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA auftreten kann, wie hier zuvor beschrieben. Demnach liegt das Luft/Kraftstoff- Verhältnis der Luft/Kraftstoff-Mischung um die Zündkerze 9 bei der tatsächlichen Verbrennung in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses von 14,7, obgleich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der zugeführten Mischung bei 30 oder mehr liegt.

Sicherlich findet bei dem Kraftstoffsteuersystem vom Typ mit indirekter Einspritzung, bei dem der Kraftstoff in den Einlaßdurchgang (vgl. Fig. 4) eingespritzt wird, die Verbrennung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von ca. 20 (magere Verbrennung) statt, nachdem die Einlaßluft und der Kraftstoff einheitlich vermischt sind. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei dem Kraftstoffsteuersystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung die Verbrennung im KomPressionshub-Einspritzmodus durch Zünden des um die Zündkerze 9 herum vorliegenden Luft/Kraftstoff- Gemisches und mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von ca. 16. Demnach wird bei dem Kraftstoffsteuersystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung eine größere Menge von Stickstoffoxiden (NO_x) im Vergleich zu dem Motor vom Typ mit indirekter Einspritzung abgeleitet. Unter derartigen Umständen wird bei dem Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung ein großer Umfang bzw. eine große Menge von Abgas in den Motor rückgeführt, im Hinblick auf die Realisierung einer Reduzierung der Stickoxide (NO_x).

Wie nun anhand der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, erfolgt bei dem Kraftstoffsteuersystem bei dem Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung der bekannten Art, wie er beispielsweise in der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 187819/1992 (JP-A-4-187819) beschrieben ist, die Verbrennung in dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA durch Kombinierung der schichtweisen Verbrennung, die sich durch feines Steuern der Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und der Zündsynchronisierung Tp realisieren läßt, sowie durch Rückführung eines großen Umfangs bzw. einer großen Menge von Abgas, die bei dem üblichen Motor 1 vom Typ mit indirekter Einspritzung (vg. Fig. 4) zu einer Verschlechterung der Verbrennung führt.

Andererseits wird in dem Ansaughub-Einspritzmodus MB, der ein hohes Ausgangsdrehmoment des Motors gewährleisten kann, die Kraftstoffeinspritzung ähnlich zu derjenigen des Motors mit indirekter Einspritzung durchgeführt, um hierdurch eine einheitliche Verbrennung der Mischung zu bewirken.

Verändert sich der Kraftstoffeinspritzmodus M in den Zustand der angereicherten Verbrennung im Ansaughub-Einspritzmodus MB ausgehend von dem Zustand mit besonders magerer Verbrennung in dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA, so verändert sich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, die EGR-Menge Qg, die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und die Zündsynchronisierung Tp entsprechend unter der Steuerung der ECU-Einheit, und gleichzeitig wird die dem Motor 1 zugeführte Menge von Einlaßluft durch Steuerung über das Luftausweichventil 10 (vgl. Fig. 5) verringert, damit eine Schwankung des Ausgangsdrehmoments des Motors vermieden wird, die andernfalls durch die Veränderung von dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA in den Ansaughub- Einspritzmodus MB bewirkt werden könnte.

Auf diese Weise sind zum Verändern des Kraftstoffeinspritzung M in den Ansaughub-Einspritzmodus MB ausgehend von dem Kompressionshub-Einspritzmodus MA eine große Zahl von Steuerparameter gleichzeitig zu verändern, damit die Veränderung oder Variation des Verbrennungszustands möglich wird.

Im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Veränderung von vielen Steuerparametern ist jedoch zu erwähnen, daß der Wirkung der Komponenten, die der Steuerung mit den jeweiligen Parametern unterzogen werden, sowie aufgrund der Alterung derselben, der Änderung der Umgebungsbedingungen während des Laufs des Kraftfahrzeugs und/oder der Unterschiede der Verbrennungszustände eine solche Situation auftreten kann, in der der Übergang des Verbrennungszustands nicht gleichmäßig zu der Verbrennung mit einheitlicher Mischung ausgehend von der schichtweisen Verbrennung durchgeführt werden kann, was zu einer möglicherweise instabilen Verbrennung und somit einer Schwankung der Drehgeschwindigkeit des Motors 1 bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M führt.

Unter diesen Umständen erfolgt eine derartige Übergangssteuerung für die Steuerparameter, daß bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzung M des Motors 1 die Parameter, die die EGR-Menge Qe und die Einlaßluftmenge Qa der Steuerung, bei denen üblicherweise eine Verzögerung auftritt, vorrangig bei der Übergangssteuerung der Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und der Zündsynchronisierung Tp gesteuert werden, so daß sich die Übergangssteuerung der einzelnen betroffenen Komponenten wirksam in einem gleichen Zeitpunkt durchführen läßt.

Bei dem Kraftstoffsteuersystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung erfolgt u. a. die Rückführung einer großen Menge von Abgas in vielen Betriebsbereichen des Motors. Demnach kann selbst dann, wenn die EGR-Steuerung wirksam gleichzeitig mit der Steuerung der anderen relevanten Komponenten bei einem Übergang des Kraftstoffeinspritzmodus M durchgeführt wird, tatsächlich eine solche Situation auftreten, daß die Luft/Kraftstoff-Mischung einer Verbrennung im Verlauf einer Veränderung der EGR-Menge Qg (und demnach mit zahlreichen EGR-Mengen) unterzogen wird, was ein Problem dahingehend darstellt, daß dies zu einem instabilen Zustand der Verbrennung führen kann.

Wie anhand der vorausgehenden Ausführungen verständlich, wird bei dem Kraftstoffsteuersystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung die Übergangssteuerung des Kraftstoffeinspritzmodus so durchgeführt, daß die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj, die Zündsynchronisierung Tp und andere Parameter unter Steuerung verändert werden, nachdem die EGR-Menge Qg und die Einlaßluftmenge Qa vorrangig gesteuert wurden.

Jedoch kann die in dem Motor eingeführte EGR-Menge Qg fortlaufend selbst nach der Übergangssteuerung der Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und der Zündsynchronisierung Tp schwanken, was zu einem Problem dahingehend führt, daß hierdurch der instabile Verbrennungszustand auftreten kann.

Im Lichte des oben beschriebenen Stands der Technik wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Lösung der oben erwähnten Probleme durch Bereitstellung einer verbesserten Regeltechnik angestrebt.

Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Kraftstoffregelverfahrens und Systems für einen Verbrennungsmotor vom Zylindereinspritztyp, derart, daß das Verfahren und System in der Lage sind, den Kraftstoffeinspritzmotor so zu verändern, daß ein glatter Übergang von dem Kompressionshub-Einspritzmodus zu dem Ansaughub-Einspritzmodus bei Gewährleistung eines stabilen Verbrennungszustands möglich ist, ohne dem Erfordernis, daß zusätzlich irgendwelche speziellen Hardwareeinrichtungen vorzusehen sind.

Im Hinblick auf die obigen und weiteren Aufgaben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich werden, wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung geschaffen, derart, daß das System eine Einlaßluft-Strömungssensorvorrichtung zum Detektieren einer dem Verbrennungsmotor zugeführten Einlaßluftströmung enthält, sowie eine Kurbelwinkel-Sensorvorrichtung zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotor und eines Kurbelwinkels hiervon, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in jedem der Zylinder des Verbrennungsmotors zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in jeden der Zylinder installiert ist, eine Abgas-Rückführvorrichtung zum Regulieren der Menge von Abgas, das von einem Abgasdurchgang des Verbrennungsmotors zu einem Einlaßdurchgang rückgeführt wird, sowie eine elektronische Steuereinheit zum arithmetischen Bestimmen der Steuergrößen für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die Abgas- Rückführrichtung, jeweils auf der Grundlage von Detektionsinformation, die anhand der Ausgangsgrößen der Einlaßluftströmungs-Sensorvorrichtung und der Kurbelwinkel- Sensorvorrichtung abgeleitet sind, derart, daß bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von einem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zum Realisieren eines hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu einem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus zum Realisieren eines niedrigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses die elektronische Steuereinheit die Stellgröße für die Abgas-Rückführvorrichtung vorrangig zu anderen Stellgrößen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus verändert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus die Stellgröße für die Abgas- Rückführvorrichtung vorrangig zu anderen Stellgrößen für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus verändert wird, während einer vorangehenden Zeitperiode, die ausreichend Länger als eine Zeitverzögerung im Zusammenhang mit der Veränderung der Regelung der Abgasrückführung auftritt, die durch die Abgas- Rückführvorrichtung für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus durchgeführt wird.

Durch die obigen Ausführungsformen läßt sich der Kraftstoffeinspritzmodus M glatt zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus ausgehend von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus durch Regeln des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses durchführen, sowie der Zündeinspritzsynchronisierung und der Zündsynchronisierung, und zwar bei Gewährleistung eines stabilen Verbrennungszustands nachdem sich der veränderte Abgas- Rückführzustand stabilisiert hat.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Leerlaufbetriebsbereich zum Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus die Regelung der Abgas- Rückführvorrichtung fortlaufend durchgeführt, vorrangig zu der Veränderung anderer Regelgrößen, und zwar bei dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus während einer längeren Vorlaufzeitperiode als in jedem anderen Betriebsbereich.

Aufgrund des oben erwähnten Aufbaus läßt sich die Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus gleichmäßig und glatt insbesondere in dem Leerlaufzustandsbereich durchführen (d. h. dem Betriebsbereich, in dem die Einlaßluftmenge gering ist), bei dem die Verbrennung stabil bei sich kaum verändernder Einlaßluft-Strömungsrate durchgeführt werden muß und indem der Verbrennungszustand leicht von dem Fahrer wahrgenommen wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Beschleunigungsbetriebsbereich im Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus eine Vorlaufzeitperiode zum Verändern der Regelgröße für die Abgas-Rückführvorrichtung vorab zu anderen Regelgrößen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus kürzer als bei jedem anderen Betriebsbereich gesetzt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus eine Vorlaufzeitperiode zum Verändern der Regelgröße für die Abgas-Rückführvorrichtung variabel als Funktion der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors gesetzt ist.

Aufgrund des oben erläuterten Aufbaus läßt sich die Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus gleichmäßig unabhängig von der Motordrehzahl (U/min) realisieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus eine Vorlaufzeitperiode zum Verändern der Regelgröße für die Abgas-Rückführvorrichtung variabel in Übereinstimmung mit der Veränderungsrate der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors gesetzt wird.

Mit dem oben erläuterten Aufbau ist die Fahrbarkeit des Motors und demnach diejenige des Kraftfahrzeugs selbst dann verbessert, wenn die Veränderungsrate des Motordrehzahl variiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so entworfen sein, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus eine Vorlaufzeitperiode zum Verändern der Regelgröße für die Abgas-Rückführvorrichtung zu Null gesetzt wird, sofern die Veränderungsrate der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors nicht niedriger als ein vorgegebener Wert ist.

Aufgrund des oben erläuterten Aufbaus läßt sich die Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus im wesentlichen unmittelbar ohne jede spürbare Zeitverzögerung selbst dann realisieren, wenn die Veränderungsrate der Motordrehzahl hoch ist, wodurch sich die Fahrbarkeit des Motors sowie diejenige des Kraftfahrzeugs verändern läßt.

Ferner wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung geschaffen, derart, daß das Verfahren die Schritte zum Detektieren einer dem Verbrennungsmotor zugeführten Einlaßluftströmung enthält, sowie das Detektieren der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors und eines Kurbelwinkels hiervon, ferner das direkte Einspritzen von Kraftstoff in jeden der Zylinder, das Regeln einer von einem Abgasdurchgang des Verbrennungsmotors zu einem Einlaßdurchgang hiervon rückgeführten Menge von Abgas, und das arithmetische Bestimmen von Regelgrößen für die Kraftstoffeinspritzung und die Abgas-Rückführung auf der Grundlage jeweils der detektierten Einlaßluftströmung und des Kurbelwinkels, derart, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von einem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zum Realisieren eines hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu einem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus zum Realisieren eines niedrigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses die Abgas-Rückführung vorrangig zu ihrer anderen Regelung für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus geregelt wird.

Bei Durchführung des oben beschriebenen Regelverfahrens sollte die Abgas-Rückführung vorzugsweise vorrangig zu jeder anderen Regelung für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus während einer Vorlaufzeitperiode durchgeführt werden, die ausreichend länger ist als eine im Zusammenhang mit der Veränderung der Regelung der Abgas-Rückführung auftretende Zeitverzögerung.

Ferner sollte dann, wenn der Verbrennungsmotor in einem Leerlauf-Betriebsbereich im Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus durchgeführt wird, die Regelung der Abgas-Rückführung vorzugsweise vorrangig zu jeder anderen Regelung für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus durchgeführt werden, und zwar während einer längeren Vorlaufzeitperiode als in jedem anderen Betriebsbereich.

Ferner sollte dann, wenn der Verbrennungsmotor im Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus in einem Beschleunigungsbetriebsbereich betrieben wird, eine Vorlaufzeitperiode zum Verändern der Regelung der Abgas- Rückführung vorrangig zu anderen Regelungen für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus vorzugsweise kürzer gesetzt werden als für jeden anderen Betriebsbereich.

Alternativ kann die Zeitperiode zum Verändern der Abgas- Rückführung variabel als Funktion der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors gesetzt werden.

Übrigens kann die Zeitperiode zum Verändern der Regelung der Abgas-Rückführung für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus variabel in Übereinstimmung mit der Veränderungsrat:e der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors gesetzt sein.

Ferner kann die Zeitperiode zum Verändern der Regelung der Abgas-Rückführung zu Null gesetzt sein, wenn die Veränderungsrate der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Verbrennungsmotors höher als ein vorgegebener Wert ist.

Gemäß den technischen Lehren der vorliegenden und oben beschriebenen Erfindung läßt sich das Kraftstoffregelverfahren und -system für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung realisieren, das eine Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus in gleichmäßiger Weise bei Aufrechterhaltung der Stabilität der Verbrennung ermöglicht, wodurch die Fahrbarkeit sowie die Kraftstoffkosteneffizienz des Motors und somit des Kraftfahrzeuges signifikant verbessert ist. Weiterhin lassen sich die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung softwaremäßig durch zugeordnete Modifizierung eines Kraftstoffeinsprit-Steuerprogramms realisieren, das durch einen in der elektronischen Steuereinheit enthaltenen Mikrocomputer durchgeführt wird, ohne der Anforderung, zusätzlich spezielle Einrichtungen vorzusehen. Demnach läßt sich die vorliegenden Erfindung bei bestehenden Kraftstoffregelsystemen für Verbrennungsmotoren vom Typ mit Zylindereinspritzung anwenden, ohne dem Erfordernis, die Hardware-Konfiguration des Kraftstoffregelsystems und des Motorsystems zu ändern oder zu modifizieren. In anderen Worten ausgedrückt, läßt sich die vorliegende Erfindung sehr kostengünstig bei Gewährleistung außerordentlich vorteilhafter Wirkungen durchführen.

Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und zugeordnete Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich einfach anhand der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen hiervon, die lediglich beispielhaft erfolgt, im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung.

Im Verlauf der Beschreibung erfolgt ein Bezug auf die Zeichnung; es zeigt:

Fig. 1 ein Zeitablauf/Signalformdiagramm zum Darstellen der Veränderungen der zahlreichen Größen und Parameter bei einem Übergang von einem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus zu einem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus in einem Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Regelprozedur zum Verändern eines Kraftstoffeinspritzmodus ausgehend von einem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus, wie sie durch eine elektronische Steuereinheit durchgeführt wird, die in dem Kraftstoffregelsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 3 eine Ansicht zum graphischen Darstellen einer Anlaufzeit zum Validieren der Abgas-Rückführ- Änderungsregelung im Vorlauf zu einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus als Funktion einer Motordrehzahl bei dem Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines üblichen Kraftstoffregelsystems für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit indirekter Kraftstoffeinspritzung;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Struktur eines üblichen Verbrennungsmotors vom Typ mit Zylindereinspritzung, der mit einem Kraftstoffregelsystems ausgestattet ist bei dem sich die vorliegende Erfindung anwenden läßt;

Fig. 6 ein Zeitablauf/Signalform-Diagramm zum Darstellen eines Kraftstoffeinspritzmodus-Veränderungs- Regelbetriebs, der von dem in Fig. 5 gezeigten üblichen Kraftstoffregelsystem durchgeführt wird;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Kraftstoffeinspritzmodus-Veränderungsprozedur, die von einer elektronischen Steuereinheit durchgeführt wird, die in dem in Fig. 5 gezeigten üblichen Kraftstoffregelsystems enthalten ist; und

Fig. 8 eine Ansicht zum Darstellen einer Struktur von Abbildungsdaten zum Darstellen gewünschter Werte für die Regelgrößen, die vorab festgelegt und gespeichert sind, für eine Bezugnahme bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzmodus- Veränderungsregelungsprozedur.

Nun wird die vorliegende Erfindung detailliert im Zusammenhang mit dem beschrieben, was momentan als bevorzugte oder typische Ausführungsformen hiervon angesehen wird, unter Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile über die einzelnen Ansichten hinweg.

Nun erfolgt eine Beschreibung des Kraftstoffregelsystems für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung (oder vom Typ mit Direkteinspritzung) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Fig. 1 zeigt ein Zeitablauf/Signalform-Diagramm zum Darstellen der Kraftstoffeinspritz-Veränderungsregelprozedur in dem Kraftstoffregelsystems gemäß der momentanen Ausführungsform, derart, daß die Symbole "M", "MA", "MB", "A/F", "A/FA", "A/Fr", "A/FB) , "Qg", "QgA", "QgB", "Qa", "QaA" und "QaB" dieselben Bedeutungen haben wie sie zuvor unter Bezug auf die Fig. 6 beschrieben wurden. Demnach wird eine wiederholte Beschreibung hiervon weggelassen.

Wie im Fall der Fig. 6 ist in Fig. 1 ein Übergang des Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub- Einspritzmodus (übermäßig mager) MA zu dem Ansaughub- Einspritzmodus MB dargestellt.

Ferner stimmt die Systemkonfiguration des Kraftstoffregelsystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen mit der in Fig. 5 gezeigten überein. Weiterhin stimmen gewünschte Wertabbildungsdaten, die bei der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt werden, im wesentlichen mit den n Fig. 8 gezeigten überein.

Unter Bezug auf die Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen TM einen Zählerwert eines Zeitgebers zum Bewirken der EGR- Veränderungsregelung, die vorab zu der Veränderung der anderen Regelgrößen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus MB zu validieren ist, und T bezeichnet die vorausgehende Zeit oder Anlaufzeit, um die die EGR-Veränderungsregelung der letzteren vorangeht. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorlauf- oder Anlaufzeit τ so zu setzen ist, daß sie ausreichend länger als eine Zeit ist, die einer Zeitverzögerung im Zusammenhang mit der Veränderungsregelung der EGR-Menge Qg ist (d. h., der Verzögerung, die äquivalent zu der Zeit ist, die verstreicht, bis sich die EGR-Menge Qg ausgehend von einem stabilen Zustand für den Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus zu einem anderen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus in Ansprechen auf einen zugeordneten Regelbefehl verändert).

Übrigens kann der Zeitgeber zum Einstellen der Anlaufzeit T in der ECU-Einheit 8 als ein Zähler enthalten sein, in dem der Zeitgeberzählwert TM plaziert ist.

Nun erfolgt unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 in Kombination mit den Fig. 5 und 8 eine Beschreibung des Betriebs des Kraftstoffregelsystems für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen der Regelbetriebsabfolge oder Regelprozedur, die zum Verändern des Kraftstoffeinspritzmodus M durch die ECU-Einheit durchgeführt wird, die in dem Kraftstoffregelsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. In diesem Flußdiagramm ergibt sich im wesentlichen eine Übereinstimmung von dem Schritt S1 zu dem Schritt S7 zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 7 beschriebenen. Demnach ist eine wiederholte Beschreibung dieser Prozeßschritte nicht erforderlich.

Wie zuvor erwähnt, wird bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus M von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus MA (d. h., dem Modus, bei dem Kraftstoff direkt in den Zylinder während dem Kompressionshub des Motors eingespritzt wird), zu dem Ansaughub- Einspritzmodus MB (d. h., dem Modus, bei dem der Kraftstoff direkt in den Zylinder während dem Ansaughub des Motors eingespritzt wird) in einem Zeitpunkt t1 (vgl. Fig. 1), in dem Schritt S2 entschieden, daß der momentane Kraftstoffeinspritzmodus M der Ansaughub-Einspritzmodus ist (d. h., die Entscheidung im Schritt S2 führt zum Ergebnis "JA"), woraufhin die Durchführung der Prozedur oder des Prozeßablaufs - um es in anderer Weise auszudrücken - zu einem nächsten Schritt S13 übergeht.

In dem Schritt S13 führt die ECU-Einheit 8 eine Entscheidung dahingehend durch, ob der vorangehende Kraftstoffeinspritzmodus M der Kompressionshub-Einspritzmodus MA war oder nicht. Wird entschieden, daß der vorangehende Kraftstoffeinspritzmodus M der Kompressionshub-Einspritzmodus MA war (d. h., führt die Entscheidung im Schritt S13 zu dem Ergebnis einer Bejahung "JA"), dann wird davon ausgegangen, daß sich vorab der Kraftstoffeinspritzmodus M verändert hat.

Demnach wird als Zählwert TM des Zeitgebers für die vorrangige Übergangsregelung für die Abgas-Rückführung die Anlaufzeit T (z. B. 0,2 Sekunden) in einem Schritt S14 gesetzt, worauf der Prozeßablauf zu einem Kraftstoffeinspritzmodus-Entscheidungsschritt S17 fortschreitet.

Wird hiernach in dem Schritt S13 in dem nachfolgenden Verarbeitungszyklus entschieden, daß der vorangehende Kraftstoffeinspritzmodus M der Ansaughub-Einspritzmodus MB war (d. h. führt die Abfrage im Schritt S13 zu dem Ergebnis einer Verneinung NEIN), so wird der Zeitgeberzählwert in einem Schritt S15 nach unten gezählt oder dekrementiert, und anschließend geht der Prozeßablauf zu dem nachfolgenden Schritt S17 über.

Ferner wird dann, wenn in dem Entscheidungsschritt S2 entschieden wird, daß der momentane Kraftstoffeinspritzmodus M nicht der Ansaughub-Einspritzmodus MB sondern der Kompressionshub-Einspritzmodus MA ist (d. h., wenn der Entscheidungsschritt S2 zu dem Ergebnis "NEIN" führt), der Zeitgeberzählwert TM zu Null rückgesetzt (Schritt S16), und der Prozeßablauf geht zu dem nächsten Schritt S17 über.

Durch die oben beschriebene Prozedur wird die EGR-Menge Qg verändert, ausgehend von dem Zeitpunkt t1, bei dem sich der Kompressionshub-Einspritzmodus MA zu dem Ansaughub- Einspritzmodus MB verändert, wie in Fig. 1 gezeigt, während die EGR-Menge QgA ihren Kompressionshub (für die Verbrennung mit magerer Mischung) zu der EGR-Menge QgB für den Ansaughub (für die normale Verbrennung) verändert wird.

Während der Zeitperiode gemäß der Anlaufzeit T (d. h., von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t11), liegt weiterhin ein derartiger Regelzustand vor, in dem lediglich die EGR-Menge Qg in Übereinstimmung mit der EGR-Menge QgB im Ansaughub geregelt wird. Üblicherweise wird in diesem Zustand (oder bei dem Ansaughub) das Abgas nur gering rückgeführt.

Anschließend erfolgt in dem Schritt S17 eine Entscheidung dahingehend, ob der Kraftstoffeinspritzmodus M und der Ansaughub-Einspritzmodus MB ist oder nicht. Wird entschieden, daß der Kraftstoffeinspritzmodus M der Kompressionshub- Einspritzmodus MA ist (d. h., führt die Entscheidung im Schritt S17 zu dem Ergebnis "NEIN"), so wird der hier zuvor beschriebene Schritt S7 für den Kompressionshub- Einspritzmodus MA durchgeführt. Hiernach verläßt die Prozeßablauf die in Fig. 2 dargestellte Prozeßroutine, und eine nachfolgende Prozedur wird durchgeführt.

Wird andererseits im Schritt S17 entschieden, daß der Kraftstoffeinspritzmodus M der Ansaughub-Einspritzmodus MB ist (d. h., führt die Entscheidung im Schritt S17 zu dem Ergebnis "JA"), dann wird in einem Schritt S18 entschieden, ob der Zeitgeberzählwert TM zu Null dekrementiert wurde oder nicht (d. h., ob die Anlaufzeit T verstrichen ist oder nicht).

Führt die Entscheidung im Schritt S18 zu dem Ergebnis "JA", was den Zeitgeberzählwert CM von Null indiziert, so bedeutet dies, daß die Anlaufzeit T (Sekunden) seit der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus MB ausgehend von dem KompreSsionshub-Kraftstoffeinspritzmodus MA verstrichen ist. Demnach werden die zuvor beschriebenen Prozeßschritte S3 bis S6 für den Ansaughub-Einspritzmodus MB durchgeführt, worauf der Prozeßablauf die in Fig. 2 dargestellte Routine verläßt und zu der nachfolgenden Prozedur übergeht.

Führt andererseits die Entscheidung im Schritt S18 zu dem Ergebnis "NEIN", was einen Zeitgeberzählwert TM größer als Null indiziert, so bedeutet dies, daß die Anlaufzeit T noch nicht verstrichen ist. Demnach wird der zuvor beschriebene Regelgrößenberechnungsschritt S7 für den Kompressionshub- Einspritzmodus MA durchgeführt, worauf die gewünschte EGR- Menge Qgo (d. h., die EGR-Menge QgB) für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus MB in einem Schritt S19 berechnet wird.

Hiernach verläßt der Prozeßablauf die in Fig. 2 dargestellte Prozeßroutine, und er geht zu der nachfolgenden Prozedur über.

Auf diese Weise wird lediglich die EGR-Menge Qg so geregelt, daß sie die EGR-Menge QgB für den Ansaughub-Einspritzmodus MB annimmt, bis die Anlaufzeit τ verstrichen ist.

Auf diese Weise wird durch Ausführen der Prozeßschritte S3 bis S7 und der Schritt S17 bis S19 in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffeinspritzmodus M und dem Zeitgeberzählwert TM jede der Regelgrößen derart verändert, wie in Fig. 1 gezeigt.

Insbesondere beginnen sich in einem Zeitpunkt t11, in dem der Zeitgeberzählwert TM Null wird (d. h., wenn die Anlaufzeit τ seit dem Verändern des Kraftstoffeinspritzmodus M verstrichen ist), das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F und die Einlaßluftmenge Qa (auf die auch jeweils als Regelgröße Bezug genommen wird) zu ändern, und zwar ausgehend von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/FA und der Einlaßluftmenge QaA (Regelgrößen) für den Kompressionshub zu dem Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/FB und der Einlaßluftmenge QaB als (Regelgrößen) für den Ansaughub.

In diesem Fall wird im Hinblick auf das Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/F die Nachlaufverarbeitung (Schritt S4) durchgeführt, damit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F den Übergang von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/FA zu dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/FB zum Unterdrücken eines Stoßes aufgrund der Drehmomentveränderung bei der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus durchführen kann, wie hier zuvor (unter Bezug auf die Fig. 6) beschrieben.

Andererseits werden die Kraftstoffeinspritzsynchronisierung Tj und die Zündsynchronisierung Tp unmittelbar verändert, gemäß den Zeitabläufen, die für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus bestimmt sind, ausgehend von denjenigen für den Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus, und zwar im Zeitpunkt t12, wenn das Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/F kleiner als der Referenzwert A/Fr wird (d. h., wenn die Luft/Kraftstoff-Mischung angereichert ausgebildet wird).

Bei dem Kraftstoffregelsystems für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Anlaufzeit τ zum vorrangigen Regeln der Abgas-Rückführung EGR konstant festgelegt. Jedoch kann der Zeitgeberzählwert TM variabel in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl Ne (U/min) gesetzt sein. Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richtet sich auf das Kraftstoffregelsystems für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung, bei dem der Zeitgeberzählwert TM variabel in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit (U/min) gesetzt ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht zum graphischen Darstellen der charakteristischen Veränderung der Anlaufzeit τ (in Sekunden) als Funktion der Motordrehzahl Ne (U/min) in dem Kraftstoffregelsystem für den Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung, die in der vorliegenden Ausführungsform verwirklicht ist, setzt die ECU-Einheit 8 (vgl. Fig. 5) die Anlaufzeit τ derart, daß sie in Übereinstimmung mit der in Fig. 3 dargelegten charakteristischen Kurve variiert, und zwar im Schritt S14 zum Setzen des Zeitgeberzählwerts TM (vgl. Fig. 2)
Insbesondere wird in dem Motorbetriebszustand mit niedriger Geschwindigkeit, in dem die Motordrehzahl Ne (U/min) niedriger als 1000 U/min inklusive ist, die Anlaufzeit zu einem Wert (z. B. ungefähr 2,3 Sekunden) gesetzt, der größer ist als der Wert in dem stabilen und beständigen Betriebszustand des Motors (z. B. ungefähr 0,2 Sekunden)
Allgemein ist in dem Betriebsbereich mit niedriger Geschwindigkeit der Grad der dem Motor 1 zugeführten Einlaßluft niedrig. Insbesondere ist im Leerlaufmodus des Motors die Einlaßluftmenge Qa gering. Demnach tritt im Betriebsbereich mit niedriger Geschwindigkeit ein solcher Betriebszustand mit hoher Wahrscheinlichkeit auf, bei dem die Verbrennung selbst instabil wird.

In einem derartigen Betriebszustand wird die Anlaufzeit τ für die priorisierte Regelung der Abgasrückführung länger gesetzt, und zwar im Hinblick auf die Realisierung einer relativ stabilen Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Mischung.

Durch Verlängerung der Anlaufzeit T für die vorrangige Abgasrückführungs-Übergangsregelung kann der Übergang bei dem Kraftstoffeinspritzmodus selbst dann glatt erfolgen, wenn der Motor in dem Leerlaufbetriebsbereich betrieben wird (d. h., dem Bereich, in dem die Einlaßluftmenge niedrig ist). In einem solchen Betriebsbereich ist die Verbrennung bei sich kaum verändernder Einlaßluft-Strömungsrate instabil, und die Verbrennungswirkung kann leicht durch den Fahrzeugführer wahrgenommen werden.

Andererseits muß in dem Betriebsbereich mit hoher Geschwindigkeit (z. B. bei einem Beschleunigungsbetriebsbereich) der Betriebszustand schnell verändert werden. Demnach wird in dem Hochgeschwindigkeitsbetriebsbereich des Motors die Anlaufzeit τ für die vorrangige Abgas-Rückführungs-Übergangsregelung im Vergleich zu der Anlaufzeit in den anderen Betriebsbereichen kürzer gesetzt, und zwar durch Bezug auf die in Fig. 3 dargestellten charakteristischen Daten. Übrigens kann die Anlaufzeit T zu Null gesetzt werden.

Demnach setzt bei dem Beschleunigungszustand des Motors die ECU-Einheit 8 (vgl. Fig. 5) die Anlaufzeit τ im Schritt S14 variabel, und zwar durch Setzen des Zeitgeberzählwerts TM in der Weise, wie nachfolgend erläutert.

Insbesondere dient eine Vorrichtung zum Vergleich der Veränderungsrate ΔNe der Motordrehzahl Ne (U/min) mit einem vorbestimmten Referenzwert als Vorrichtung zum Entscheiden, ob der Motor in einem Beschleunigungszustand vorliegt oder nicht. Überschreitet die Veränderungsrate ΔNe den vorgegebenen Wert, so wird die Anlaufzeit τ zu Null gesetzt.

Allgemein muß in dem Fall, in dem der Fahrzeugführer den Beschleunigungsbetrieb anfordert, der Betriebszustand des Motors und demnach derjenige des Kraftfahrzeugs schnell verändert werden, um die Fahrfähigkeit des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Verschlechterung zu schützen. In diesem Fall ist es vorzuziehen, die Anlaufzeit τ zu Null zu setzen.

Demnach läßt sich die Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus ohne jedwede spürbare Verzögerung bewirken, wodurch sich die Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs verbessern läßt.

Viele Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung sind im Licht der oben dargelegten Techniken möglich. Es ist demnach zu erkennen, daß sich innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Patentansprüche die Erfindung anders praktisch umsetzen läßt, als hier spezifisch beschrieben.

Claims (14)

1. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung, enthaltend:
eine Einlaßluft-Strömungssensorvorrichtung (2) zum Detektieren einer Einlaßluftströmung (Qa), die dem Verbrennungsmotor (1) zugeführt wird;
eine Kurbelwinkel-Sensorvorrichtung (5) zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1) und eines Kurbelwinkels desselben;
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (11), die in jedem der Zylinder des Verbrennungsmotors (1) für das direkte Einspritzen von Kraftstoff in jedem der Zylinder installiert ist;
eine Abgas-Rückführvorrichtung zum Regeln der Menge (Qg) des von der Abgasleitung des Verbrennungsmotors (1) zu einer Einlaßleitung/einem Einlaßkrümmer desselben rückgeführten Abgases; und
eine elektronische Steuervorrichtung zum arithmetischen Bestimmen der Steuergrößen für die Abgaseinspritzvorrichtung (11) und die Abgas- Rückführvorrichtung auf der Grundlage der Detektionsinformation, die anhand der Ausgangsgrößen jeweils der Einlaßluft-Strömungssensorvorrichtung (2) und der Kurbelwinkel-Sensorvorrichtung (5) abgeleitet sind, derart, daß
bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von einem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zum Realisieren eines hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) zu einem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) zum Realisieren eines niedrigen Luft/Kraftstoff- Verhältnisses die elektronische Steuervorrichtung (8) vorrangig der Steuergröße für die Abgas- Rückführvorrichtung gegenüber anderen Steuergrößen für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) verändert.

2. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) ausgehend von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die elektronische Steuervorrichtung vorrangig die Steuergröße für die Abgas-Rückführvorrichtung gegenüber anderen Steuergrößen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) verändert, und zwar vorab gemäß einer Zeitperiode, die ausreichend länger ist als eine Zeitverzögerung im Zusammenhang mit der Veränderung der Regelung der durch die Abgas-Rückführvorrichtung bewirkten Abgas-Rückführung.

3. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Leerlaufbetriebsbereich in einem Zeitpunkt, in dem sich der Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) verändert, die elektronische Steuervorrichtung die Steuergröße für die Abgas-Rückführvorrichtung vorrangig zu anderen Steuergrößen für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) verändert, und zwar während einer längeren Zeitperiode als in jedem anderen Betriebsbereich.

4. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Beschleunigungsbetriebsbereich im Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die elektronische Steuervorrichtung (8) eine Zeitperiode (T) kürzer setzt, und zwar für die Veränderung der Steuergröße für die Abgas-Rückführvorrichtung in vorrangiger Weise gegenüber anderen Steuergrößen für den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB), derart, daß sie kürzer als bei jedem anderen Betriebsbereich ist.

5. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die elektronische Steuervorrichtung eine Zeitperiode (T) für die Veränderung der Steuergröße für die Abgas- Rückführvorrichtung variabel setzt, und zwar als Funktion der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1).

6. Kraftstoffregelsystem für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die elektronische Steuervorrichtung (8) eine Zeitperiode (τ) für die Veränderung der Steuergröße der Abgas- Rückführvorrichtung variabel setzt, in Übereinstimmung mit einer Veränderungsrate (ΔNe) der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1).

7. Kraftstoffregelsystems für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die elektronische Steuervorrichtung (8) eine Zeitperiode (τ) zum Verändern der Steuergröße für die Abgas-Rückführvorrichtung zu Null setzt, sofern nicht die Veränderungsrate (ΔNe) der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1) niedriger als ein vorgegebener Wert ist.

8. Verfahren zum Regeln der Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung, enthaltend die Schritte:
Detektieren einer dem Verbrennungsmotor (1) zugeführten Einlaßluftströmung (Qa);
Detektieren der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1) und eines Kurbelwinkels hiervon;
direktes Einspritzen von Kraftstoff in jeden der Zylinder;
Regeln der Größe (Qg) des Abgases, das von einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors (1) zu einer Einlaßleitung/einem Einlaßkrümmer hiervon rückgeführt wird; und
arithmetisches Bestimmen der Steuergrößen für die Kraftstoffeinspritzung und die Abgas-Rückführung auf der Grundlage jeweils der detektieren Einlaßluftströmung und des Kurbelwinkels, derart, daß
bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus des Verbrennungsmotors (1) von einem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zum Realisieren eines hohen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) zu einem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) zum Realisieren eines niedrigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses die Abgas- Rückführung vorrangig zu jedem anderen Regelvorgang für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) geregelt wird.

9. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) ausgehend von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die Regelung der Abgas-Rückführung vorrangig zu jede anderen Regelung für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) verändert wird, gemäß einer Zeitperiode, die ausreichend länger bemessen ist als eine Zeitverzögerung im Zusammenhang mit der Veränderung der Regelung der Abgas-Rückführung.

10. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Leerlaufbetriebsbereich in dem Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors in dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) die Regelung der Abgas-Rückführung vorrangig zu jeder anderen Regelung für den Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) während einer längeren Zeitperiode als in jedem anderen Betriebsbereich durchgeführt wird.

11. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Beschleunigungsbetriebsbereich in dem Zeitpunkt der Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) eine Zeitperiode (τ) zum Verändern der Regelung der Abgas-Rückführung vorrangig zu anderen Regelvorgängen durch den Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) kürzer gesetzt wird als in jedem anderen Betriebsbereich.

12. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) von einem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) eine Zeitperiode (T) für die Regelung der Abgas-Rückführung variabel gesetzt wird, und zwar als Funktion der Drehgeschwindigkeit (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1)

13. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) ausgehend von dem Kompressionshub- Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub- Kraftstoffeinspritzmodus (MB) eine Zeitperiode (τ) für die Regelung der Abgas-Rückführung variabel gesetzt wird, in Übereinstimmung mit einer Veränderungsrate der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1).

14. Kraftstoffeinspritz-Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor vom Typ mit Zylindereinspritzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung des Kraftstoffeinspritzmodus (M) des Verbrennungsmotors (1) von dem Kompressionshub-Kraftstoffeinspritzmodus (MA) zu dem Ansaughub-Kraftstoffeinspritzmodus (MB) eine Zeitperiode (τ) für die Regelung der Abgas-Rückführung zu Null gesetzt wird, wenn nicht die Veränderungsrate (ΔNe) der Drehzahl (Ne) (U/min) des Verbrennungsmotors (1) niedriger als ein vorgegebener Wert ist.