DE4233971A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern der hilfsluft bei einem motor mit innerer verbrennung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Hilfsluft, die in der Nähe einer Einspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventiles injiziert wird, um die Zerstäubung des von der Einspritzdüse einge­ spritzten Kraftstoffes zu unterstützen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Technik zur Verhinderung einer Schwankung der Motorausgangsleistung, wenn die Zufuhr der Hilfsluft begonnen oder gestoppt wird.

Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Vorrichtung zum Steuern der Hilfsluft nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 und auf ein Verfahren zum Steuern der Hilfsluft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Eine Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Motor mit innerer Verbrennung ist beispielsweise in der japani­ schen geprüften Patentveröffentlichung Nummer 64-9465 sowie in der japanischen geprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung Veröffentlichungsnummer 63-18 767 geoffenbart. Diese bekannte Hilfsluftzufuhrvorrichtung führt einen Teil der Ansaugluft als Hilfsluft von einer Ansaugpassage strömungsmäßig vor dem Drosselventil in Richtung zu einem Bereich in der Nähe der Einspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventiles zu, welches strömungsmäßig hinter dem Drosselventil angeordnet ist, um den von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraft­ stoff zu beaufschlagen und zu atomisieren, wodurch der Ver­ brennungswirkungsgrad verbessert, der Kraftstoffverbrauch vermindert und eine verbesserte Reinheit des Abgases er­ reicht werden.

Die Hilfsluft ist wirksam, wenn die Temperatur des Motors für eine ausreichende Zerstäubung oder Atomisierung des Kraftstoffes zu niedrig ist. Da die Hilfsluft unvermeidlich die Einspritzrichtung des eingespritzten Kraftstoffes stört und die minimale Luftzufuhrmenge erhöht, ist die Hilfsluft unerwünscht oder sogar schädlich, wenn der Motor einmal einen Zustand erreicht hat, bei dem eine hinreichende Zer­ stäubung oder Atomisierung des eingespritzten Kraftstoffes ohne Zuhilfenahme der Hilfsluft erreicht werden kann. Demge­ mäß ist beispielsweise ein Solenoidventil vorgesehen, um die Zufuhr der Hilfsluft zu beginnen und anzuhalten. Das Sole­ noidventil öffnet und schließt eine Hilfsluftpassage gemäß dem Motorbetriebszustand, wie beispielsweise der Motortem­ peratur, um die Zufuhr der Hilfsluft nur dann zuzulassen, wenn sie benötigt wird, beispielsweise wenn die Motortempe­ ratur zu niedrig ist.

Wenn die Zufuhr der Hilfsluft durch die Hilfsluftpassage be­ gonnen oder beendet wird, ändert sich die Gesamtmenge der Ansaugluft des Motors schlagartig um den Anteil der Hilfs­ luft, wobei eine derartige schlagartige Veränderung der Luftzufuhrmenge zu einer entsprechenden schlagartigen Ver­ änderung des Ausgangsdrehmomentes des Motors und somit zu einem Motorschütteln führt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß eine plötzliche Änderung des Ausgangsdrehmomen­ tes sowie ein Schütteln des Motors bei Beginn oder Beendi­ gung der Zufuhr der Hilfsluft vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentan­ spruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung liegt in der erhöhten Genauigkeit der Steuerung des Motorbetriebsverhaltens, so daß eine plötzliche Änderung des Motorausgangsdrehmomentes verhindert wird wenn die Hilfsluftzufuhr begonnen oder beendet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zum Steuern der Hilfsluft für einen Motor mit innerer Verbrennung wird eine Hilfsluftpassage als Führungsteil für die Ansaugluft als Hilfsluft verwendet und eine Injektion der Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles vorgenommen, wobei der Be­ ginn und die Beendigung der Zufuhr der Hilfsluft durch die Hilfsluftpassage in Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen vorgenommen werden und wobei ein gesteuertes Objekt in Be­ ziehung zu dem Motorausgangsdrehmoment oder der Motoraus­ gangsleistung in einer solchen Weise korrigiert gesteuert wird, daß eine Schwankung der Motorausgangsleistung bzw. des Motorausgangsdrehmomentes unterdrückt wird.

Der Beginn und die Beendigung der Hilfsluftzufuhr bewirken eine plötzliche Veränderung der gesamten Luftzufuhrmenge für den Motor entsprechend des Anteiles der Hilfsluft. Daher wird erfindungsgemäß das gesteuerte Objekt in Abhängigkeit von dem Motorausgangsdrehmoment bzw. der Motorausgangslei­ stung in einer solchen Weise gesteuert, daß Schwankungen des Motorausgangsdrehmomentes bzw. der Motorausgangsleistung aufgrund plötzlicher Änderungen der Luftzufuhrmenge unter­ drückt werden. Erfindungsgemäß wird das gesteuerte Objekt derart gesteuert, daß das Motorausgangsdrehmoment vermindert wird, wenn die Hilfsluftzufuhr begonnen wird, und daß das Motorausgangsdrehmoment erhöht wird, wenn die Hilfsluftzu­ fuhr beendet wird. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß eine plötzliche Änderung des Motorausgangsdrehmomentes verhin­ dert, wenn sich die gesamte Luftzufuhrmenge plötzlich um den Anteil der Hilfsluft ändert.

Die Hilfsluftpassage kann Bypass-artig das Drosselventil, das in dem Motoransaugsystem angeordnet ist, umlaufen, so daß die Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Bereich strömungsmäßig vor dem Drosselventil und dem Bereich strömungsmäßig hinter dem Drosselventil in­ jiziert werden kann.

Bei der genannten Anordung kann die Hilfsluft in Reaktion auf den negativen Motorsaugdruck vorgenommen werden.

Die Hilfsluft kann in Abhängigkeit von der Motortemperatur zugeführt oder gestoppt werden. Falls die Motortemperatur zu niedrig ist, um den eingespritzten Kraftstoff in ausreichen­ dem Maße zu atomisieren oder zu zerstäuben, wird die Zufuhr von Hilfsluft begonnen, während die Hilfsluftzufuhr beendet wird, nachdem die Motortemperatur bis zu einem solchen Wert erhöht ist, bei dem keine Hilfsluft mehr benötigt wird.

Das gesteuerte Objekt, das in Beziehung zu dem Motoraus­ gangsdrehmoment steht und zur Unterdrückung von Schwankungen des Motorausgangsdrehmomentes korrigiert gesteuert wird, wenn die Zufuhr der Hilfsluft begonnen oder beendet wird, kann der Zündzeitpunkt sein. Der Zündzeitpunkt kann durch Korrektur des Vorzündungswinkels oder Spätzündungswinkels zur Unterdrückung der Schwankungen des Motorausgangsdrehmo­ mentes gesteuert werden.

Der Zündzeitpunkt wird vor dem Anhalten der Hilfsluft kor­ rigiert, um Ausgangsdrehmomenteschwankungen zu unterdrücken. Wenn nämlich der Zündzeitpunkt vorab um einen bestimmten Winkel zwangsweise verzögert wird und der verzögerte Anteil auf Null rückgesetzt wird, wenn die Hilfsluftzufuhr beendet wird, wird eine Schwankung des Motorausgangsdrehmomentes un­ terdrückt.

Die Vorabverzögerung des Zündzeitpunktes und das Rücksetzen des Zündzeitpunktes auf den ursprünglichen Zeitpunkt werden durch Vorstellen des Zündzeitpunktes zu dem Zeitpunkt der Rücksetzung ausgeführt. Diese Zündzeitpunktvoreilungs­ steuerung wird ausgeführt, wenn die Hilfsluft angehalten wird, um die Ansaugluftmenge zu vermindern. Es wird nämlich die Schwankung des Motorausgangsdrehmomentes aufgrund einer Änderung der Ansaugluftmenge, die durch das Anhalten der Hilfsluftzufuhr verursacht ist, durch eine Änderung des Mo­ torausgangsdrehmomentes, welches durch den korrigierten Zündzeitpunkt bewirkt wird, aufgehoben. Auf diese Weise wer­ den Schwankungen des Motorausgangsdrehmomentes unterdrückt.

Anstelle des Zündzeitpunktes kann die Menge der zu dem Motor zugeführten Luft korrigiert werden, um Schwankungen des Mo­ torausgangsdrehmomentes zu unterdrücken, wenn die Hilfsluft­ zufuhr begonnen oder gestoppt wird.

Der Motor mit innerer Verbrennung kann eine Zusatzluftpas­ sage haben, die unabhängig von der Hilfsluftpassage ist und Bypass-artig das Drosselventil umläuft, welches in dem Mo­ toransaugsystem angeordnet ist, und kann ferner ein Steuer­ ventil zur Änderung der Menge der Zusatzluft, die dem Motor durch die Zusatzluftpassage zugeführt wird, in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors haben. In diesem Falle wird die Öffnung des Steuerventiles zwangsweise korrigiert, wenn die Hilfsluft zugeführt oder gestoppt wird, um die Änderung der Menge der Hilfsluft durch eine Änderung der Menge der Zusatzluft aufzuheben, um auf diese Weise Schwankungen des Motorausgangsdrehmomentes zu unterdrücken.

Die Hilfsluftpassage kann Bypass-artig das Drosselventil um­ laufen, das in dem Motoransaugsystem angeordnet ist, um die Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffein­ spritzventiles aufgrund einer Druckdifferenz zwischen einem Bereich strömungsmäßig vor dem Drosselventil und einem Be­ reich strömungsmäßig hinter dem Drosselventil zu injizieren. In diesem Fall kann die Menge der Hilfsluft gemäß dem nega­ tiven Motoransaugdruck vorgegeben sein, um eine Korrektur­ größe des gesteuerten Objektes gemäß dieser Vorgabe zu er­ mitteln.

Da diese Anordnung die Korrekturmenge entsprechend der Menge der Hilfsluft ermittelt, die sich in Reaktion auf den nega­ tiven Motoransaugdruck ändert, wird die Korrekturgröße nie­ mals zu klein oder zu groß werden.

Die Menge der Ansaugluft des Motors kann in Reaktion auf den Beginn oder die Beendigung der Zufuhr von Hilfsluft durch zwangsweise Korrigieren der Öffnung des Drosselventiles kor­ rigiert werden, wobei dieses Drosselventil in dem Motoran­ saugtrakt angeordnet ist und durch einen Motor angetrieben wird.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit in­ nerer Verbrennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm von Verfahrensschritten zum Korri­ gieren des Zündzeitpunktes gemäß einem Ausführungs­ beispiel nach der Erfindung;

Fig. 3 ein zeitliches Diagramm der Steuercharakteristika des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches Verfahrensschritte der Korrektur des Öffnungsgrades eines Leerlaufsteuer­ ventiles gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm der Beziehungen zwischen der Steuer­ last und der Luftflußrate bei dem Leerlaufsteuer­ ventil;

Fig. 6 eine zeitliche Darstellung der Steuercharakteri­ stika des in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispie­ les;

Fig. 7 ein Flußdiagramm der Schritte zur Steuerung der Öffnung des Leerlaufsteuerventiles gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 8 ein Flußdiagramm von einem Verfahren zum Korrigie­ ren des Öffnungswinkels eines Drosselventiles gemäß wiederum eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens und der Vor­ richtung zum Steuern der Hilfsluft bei einem Motor mit in­ nerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, saugt ein Motor mit innerer Ver­ brennung 1 Luft durch einen Luftfilter 2, einen Einlaßtrakt 3, ein Drosselventil 4 und einen Ansaugkrümmer 5 an. Der An­ saugkrümmer 5 hat jeweils eine Verzweigung, die mit einem Kraftstoffeinspritzventil 6 versehen ist, für jeden Zylin­ der. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 hat einen Solenoid, der mit Energie versorgt oder dessen Energieversorgung abge­ schaltet wird, um ein Ventil zu öffnen oder zu schließen. Eine Steuereinheit 12 liefert ein Treiberpulssignal, dessen Pulsbreite einer Kraftstoffmenge entspricht, an den Sole­ noid, um das Ventil 6 zu öffnen. Eine Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) liefert den unter Druck gesetzten Kraftstoff, wobei dessen Druckniveau mittels eines Druckreglers einge­ stellt wird und wobei der Kraftstoff in den Motor 1 durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 in einer intermittierenden Art eingespritzt wird.

Jede Brennkammer des Motors 1 hat eine Zündkerze 7, die Zündfunken zur Zündung und Verbrennung des Luft/Kraftstoff- Gemisches erzeugt.

Die Steuereinheit 12 umfaßt einen Mikrocomputer, der eine CPU, ein ROM, ein RAM, einen A/D-Wandler, eine Eingabe/Aus­ gabe-Schnittstelle, usw. umfaßt. Die Steuereinheit 12 em­ pfängt Signale von verschiedenen Sensoren, berechnet eine für die Ansaugluftflußmenge geeignete Kraftstoffeinspritz­ menge für jeden Zylinder, steuert die Betätigungen eines jeden Kraftstoffeinspritzventiles 6 gemäß der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge, ermittelt einen grundlegenden Zündzeitpunkt ADV entsprechend der erfaßten Motorlast und der Drehzahl und steuert den Zündzeitpunkt für jede Zünd­ kerze 7 gemäß dem grundlegenden Zündzeitpunkt ADV.

Die Sensoren umfassen ein Luftflußmeßgerät 8, das in dem Ansaugtrakt 3 angeordnet ist, um ein Signal entsprechend der Menge Q des zu dem Motor gelieferten Luftflußes zu schaffen.

Ein Kurbelwinkelsensor 9 liefert ein Bezugswinkelsignal REF bei einer vorbestimmten Kolbenposition (beispielsweise 70 Grad Kurbelwinkel bezogen auf den unteren Totpunkt) des ent­ sprechenden Zylinders, sowie ein Winkeleinheitssignal POS für jeweils ein Grad oder zwei Grad Kurbelwinkel. Die Mes­ sung der Zeitdauer des Bezugswinkelsignales REF oder der An­ zahl der Einheitswinkelsignale POS für eine vorbestimmte Periode kann die Motordrehzahl N liefern.

Ein Wassertemperatursensor 10 erfaßt eine Temperatur Tw des Kühlwassers, das in einem Wassermantel des Motors 1 enthal­ ten ist.

Ein Drosselsensor 11 hat ein Potentiometer zum Erfassen des Öffnungsgrades TVO des Drosselventiles 4. Eine Bypass-Pas­ sage (Zusatzluftpassage) 13, die das Drosselventil 4 Bypass- artig umläuft, hat ein Leerlaufsteuerventil 14 vom Solenoid- Typ. Das Leerlaufsteuerventil 14 hat ein Öffnungseinstell­ ventil mit einer Solenoidspule. Ein Strom, der der Sole­ noidspule zugeführt wird, wird in Reaktion auf einen Last­ zyklus gesteuert, um die Öffnung des Ventiles 14 einzustel­ len. Während eines Leerlaufbetriebes führt die Steuereinheit 12 eine Rückkopplungssteuerung des Leerlaufsteuerventiles 14 durch, um eine Soll-Motordrehzahl zu erhalten.

Eine Hilfsluftpassage 15 teilt sich von dem Ansaugtrakt 3 strömungsmäßig oberhalb des Drosselventiles 4 auf, umläuft Bypass-artig das Drosselventil 4 und öffnet sich in der Nähe einer Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles 6. Die Hilfsluftpassage 15 führt Hilfsluft mit Hilfe der Druck­ differenz zwischen dem Bereich strömungsmäßig vor und strö­ mungsmäßig hinter dem Drosselventil 4 und injiziert die Hilfsluft in Richtung auf die Einspritzdüse des Kraftstoff­ einspritzventiles 6. Die Hilfsluft trifft auf den einge­ spritzen Kraftstoff und atomisiert diesen.

Die Hilfsluftpassage 15 läuft parallel zu dem Ansaugtrakt 3, innerhalb dessen das Drosselventil 4 angeordnet ist. Ein normalerweise geschlossenes Solenoidventil 16 liegt in der Hilfsluftpassage 15, um diese zu öffnen und zu verschließen. Das Solenoidventil 16 bildet eine Schaltereinrichtung, die durch die Steuereinheit 12 ein- und ausgeschaltet wird, wo­ bei dies beispielsweise in Abhängigkeit von der Kühlwasser­ temperatur Tw gemäß der Temperatur des Motors 1 geschieht. Das Solenoidventil 16 beginnt und beendet die Injektion der Hilfsluft zu dem Kraftstoffeinspritzbereich, von dem aus die Hilfsluft als Teil der Ansaugluft des Motors 1 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt Schritte der Steuerung des Zündzeitpunktes ge­ mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel steuert die CPU des Mikrocomputers, der in der Steuereinheit 12 enthalten ist, das Solenoidventil 16 und korrigiert gleichzeitig den Zündzeitpunkt derartig, daß die Schaltersteuerung des Solenoidventiles nicht zu einer Fluktuation des Motorausgangsdrehmomentes führt.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet nämlich den Zündzeit­ punkt als gesteuertes Objekt in Beziehung zu dem Motoraus­ gangsdrehmoment, welches in einer korrigierenden Weise ge­ steuert wird, um Fluktuationen des Motorausgangsdrehmomentes zu unterdrücken, wenn die Zufuhr der Hilfsluft begonnen oder beendet wird. Die Steuerfunktion gemäß Fig. 2 wird durch eine Software erhalten, die in der Steuereinheit 12 gespei­ chert ist.

Bei dem Schritt S1 wird ermittelt, ob oder ob nicht die Bedingungen für das Anhalten der Hilfsluft erfüllt sind. Die Hilfsluft wird benötigt, wenn die Motortemperatur zu niedrig ist, um ein hinreichende Zerstäubung oder Atomisierung des eingespritzten Kraftstoffes zu erreichen. Bei dem Schritt S1 wird geprüft, ob die Temperatur des Motors in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur Tw oder einer verstrichenen Zeit nach dem Anlassen des Motors einen bestimmten Wert hat, woraufhin die Bedingung für das Anhalten der Hilfsluft er­ faßt ist, falls der Motor ausreichend heiß ist, um in geeig­ neter Weise den eingespritzten Kraftstoff ohne Hilfsluft zu zerstäuben. Andere Bedingungen können gleichfalls verwendet werden, um zu ermitteln, ob eine Hilfsluft zugeführt oder gestoppt werden muß.

Falls bei dem Schritt S1 bestimmt wird, daß die Bedingungen für das Anhalten der Hilfsluft nicht erfüllt sind, wird das Solenoidventil 16 geöffnet, um die Hilfsluft zuzuführen. Wenn andererseits bei dem Schritt S1 bestimmt wird, daß die Bedingungen für das Anhalten der Hilfsluft erfüllt sind, wird bei dem Schritt S3 der Zündzeitpunkt ADV für die Zünd­ kerze 7 um einen bestimmten Winkel rückgestellt, bevor das Solenoidventil 16 abgeschaltet wird. Bei dem Schritt S4 wird ermittelt, ob oder ob nicht der gesamte Zurückstellwinkel, der bei dem Schritt S3 zurückgenommen wird, einen vorbe­ stimmten Wert übersteigt. Falls der Gesamtwert kleiner als der vorgegebene Wert ist, geht das Verfahren zu dem Schritt S3, um den Zündzeitpunkt ADV um einen vorbestimmten Winkel zurückzunehmen. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis der zurückgenommene Gesamtwinkel einen vorbestimmten Wert über­ steigt.

Bei dem Schritt S8 wird der verzögerte oder zurückgenommene Winkel des Zündzeitpunktes ADV, der bei den Schritten S3 und S4 eingestellt wird, rückgesetzt, damit der Zündzeitpunkt zu dem grundlegenden Zündzeitpunkt zurückkehrt.

Auf diese Weise wird das Solenoidventil 16 nicht unmittelbar ausgeschaltet, nachdem die Bedingungen für das Anhalten der Hilfsluft erfüllt sind. Anstelle dessen wird der Zündzeit­ punkt ADV zunächst um einen vorbestimmten Winkel verzögert und dann das Solenoidventil 16 ausgeschaltet, wobei der ver­ zögerte Zündzeitpunkt ADV zu dem grundlegenden Zündzeitpunkt zurückkehrt (Fig. 3).

Wenn das Solenoidventil 16 ausgeschaltet wird, um die Hilfs­ luft anzuhalten, fällt die dem Motor 1 zugeführte Luftmenge schlagartig um den Anteil der Hilfsluft ab, die dem Motor 1 durch die Hilfsluftpassage 15 zugeführt wird, wodurch das Motorausgangsdrehmoment schlagartig abfällt. Dieser Abfall des Motorausgangsdrehmomentes, der durch das Anhalten der Hilfsluft verursacht wird, wird durch Korrektur des Zünd­ zeitpunktes aufgehoben. Der Zündzeitpunkt ADV, der vorab verzögert worden ist, wird vorgestellt, um das Motoraus­ gangsdrehmoment zu erhöhen, wenn das Solenoidventil 16 aus­ geschaltet ist. Wenn nämlich das Solenoidventil 16 ausge­ schaltet ist, wird der verzögerte Winkel auf Null rückge­ setzt, um den Zündzeitpunkt ADV vorzustellen.

Auf diese Weise wird der Zündzeitpunkt in einer Art korri­ giert, um einen Abfall des Motorausgangsdrehmomentes zu un­ terdrücken, wenn die Hilfsluftzufuhr angehalten wird, wo­ durch ein plötzlicher Abfall des Motorausgangsdrehmomentes aufgrund des Anhaltens der Hilfsluft verhindert wird und ein Rütteln oder Schlagen des Motors aufgrund des Abfalls des Motorausgangsdrehmomentes, welches auf den Fahrer und die Beifahrer in dem Fahrzeug durch den Motor übertragen wird, verhindert.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird die Hilfsluft für eine bestimmte Zeitdauer von dem Anlassen des Motors bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Motor ausreichend erwärmt ist, zu­ geführt, woraufhin die Hilfsluft abgeschaltet wird. Die Hilfsluft, deren Zufuhr einmal gestoppt worden ist, kann auch während des Betriebes des Motors erneut zugeführt wer­ den. In diesem Fall wird der Zündzeitpunkt verzögert, wenn die Hilfsluft erneut zugeführt wird.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel findet eine Verzögerung des Zündzeitpunktes statt, um Schwankungen des Motoraus­ gangsdrehmomentes zu unterdrücken, wenn die Hilfsluft zuge­ führt oder angehalten wird. Gleichfalls ist es möglich, den Zündzeitpunkt von einer grundlegenden Zündzeitpunkteinstel­ lung vorzustellen, wenn die Hilfsluftzufuhr angehalten wird, und allmählich zu der grundlegenden Zündzeitpunkteinstellung rückzuführen.

Fig. 4 zeigt Schritte der Korrektur der Öffnung des Leer­ laufsteuerventiles 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eine plötzliche Änderung des Ausgangsdrehmomentes aufgrund des Beginns oder der Beendigung der Hilfsluftzufuhr durch Korrektur des Zündzeitpunktes bewirkt wird, bewirkt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 eine zwangsweise Steuerung der Menge der zu dem Motor 1 durch die Bypass-Pas­ sage (Zusatzluftpassage) 13 zugeführten Luft, die für die Leerlaufsteuerung verwendet wird, um eine plötzliche Änderung des Motorausgangsdrehmomentes zu unterdrücken.

Es steuert nämlich das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 das Motorausgangsdrehmoment gemäß der Ansaugluftmenge (Zusatz­ luftmenge) als gesteuertes Objekt. Die Schritte der Fig. 4 werden durch eine Software erzielt, die in der Steuereinheit 12 gespeichert ist.

Bei dem Schritt S11 wird ermittelt, ob Hilfsluft zugeführt werden muß oder angehalten werden muß, gemäß dem einge­ schalteten oder ausgeschalteten Zustand des Solenoidventiles 16. Wenn das Solenoidventil 16 eingeschaltet ist, um die Hilfsluft zuzuführen, wird bei dem Schritt S12 ermittelt, ob oder ob nicht die momentane Kühlwassertemperatur Tw einem vorgegebenen Schalttemperaturwert entspricht, bei dem die Hilfsluftzufuhr angehalten wird.

Wenn die Temperatur Tw größer als die Schalttemperatur ist, wird bei dem Schritt S13 das Solenoidventil 16 ausgeschal­ tet, um die Hilfsluft anzuhalten, und der Öffnungssteuer­ ungslastzyklus (die Öffnungstreiberperiode) "Last" wird um einen vorbestimmten Wert "Δ Last" erhöht, wobei die sich ergebende Steuergröße dem Leerlaufsteuerventil 14 zugeführt wird. Als Ergebnis hiervon wird der Öffnungsgrad des Leer­ laufsteuerventiles 14 um den Wert "Δ Last" erhöht, um die Menge der zu dem Motor 1 durch das Leerlaufsteuerventil 14 zugeführte Luft zu erhöhen.

Wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als die Schalt­ temperatur gemäß Schritt S14 ist, wird bei dem Schritt S15 das Solenoidventil 16 eingeschaltet, um die Hilfsluftzufuhr zu beginnen, und der Öffnungssteuerlastzyklus "Last", der dem Leerlaufsteuerventil 14 zugeführt wird, um den vorbe­ stimmten Wert "Δ Last" vermindert (Fig. 5), wodurch die Menge der dem Motor 1 durch das Leerlaufsteuerventil 14 zu­ geführten Luft vermindert wird.

Wenn daher das Solenoidventil 16 eingeschaltet und ausge­ schaltet wird, um die Hilfsluftzufuhr zu beginnen und zu be­ enden, wird die Menge der Luft (die sogenannte ISC-Luftmen­ ge), die durch das Leerlaufsteuerventil 14 zugeführt wird, in dem entgegengesetzten Sinne korrigiert, so daß die Ge­ samtmenge der dem Motor 1 zugeführten Luft sich nicht in einem erheblichen Maße durch den Beginn und die Beendigung der Hilfsluftzufuhr ändert. Auf diese Weise wird die Menge der die Bypass-Passage 13 durchlaufenden Luft erhöht oder vermindert, um eine plötzliche Änderung des Motorausgangs­ drehmomentes zu verhindern, welches durch den Beginn oder die Beendigung der Zufuhr der Hilfsluft verursacht wird (Fig. 6).

Es ist als bevorzugt angesehen, daß der vorgegebene Wert "Δ Last" der gesamten Öffnungsfläche der Hilfsluftpassage 15 entspricht.

Fig. 7 zeigt Verfahrensschritte zum Steuern des Öffnungs­ grades des Leerlaufsteuerventiles 14 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Während bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 4 das Lastverhältnis "Last" für das Leerlaufsteuerventil 14 um den vorgegebenen Wert "Δ Last" erhöht oder erniedrigt wird, wenn die Hilfsluft zugeführt oder angehalten wird, wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 die Menge der Hilfsluft, die in Abhängigkeit von dem negativen Saugdruck des Motors 1 variieren kann, vorherge­ sagt, wobei gemäß dieser Vorhersage eine Erhöhung oder Ver­ minderung der Menge der Luft, die das Leerlaufsteuerventil 14 durchläuft, vorgenommen wird. Grundsätzlich umfassen die Steuerschritte gemäß Fig. 7 das Zuführen und das Anhalten von Hilfsluft gemäß dem Vergleichsergebnis der momentanen Kühlwassertemperatur Tw mit der Schalttemperatur oder Schwellentemperatur und das Korrigieren des Öffnungsgrades des Leerlaufsteuerventiles 14 in einer solchen Art, daß kei­ ne erheblichen Änderungen der Menge der Luft, die dem Motor 1 zugeführt wird, aufgrund des Beginnens oder des Anhaltens der Zufuhr von Hilfsluft auftreten. Diese grundlegende Ope­ ration gleicht der Steuerung gemäß Fig. 4, so daß deren Er­ läuterung nicht wiederholt werden muß.

Der übrige Teil der Steuerung gemäß Fig. 7 betrifft eine Vorhersage der Luftzufuhrmenge durch die Hilfsluftpassage 15 gemäß dem negativen Saugdruck bzw. Ladedruck vor dem Zufüh­ ren oder Anhalten der Hilfsluft sowie eine Einstellung der vorhergesagten Menge als Korrekturluftmenge (Δ ISC-Flußrate) des Leerlaufsteuerventiles 14 bei den Verfahrensschritten S24 und S28.

Der negative Saugdruck kann durch einen Negativdrucksensor oder Ladedrucksensor erfaßt werden oder als Ansaugluftfluß­ menge (Q/N) bzw. Ladeluftflußmenge (Q/N) pro Motorumdrehung dargestellt werden, wobei dieser Wert von der Ansaugluft­ flußmenge Q, die von dem Luftflußmeßgerät 8 erfaßt wird, und der Motordrehzahl N abgeleitet wird.

Bei den Verfahrensschritten S25 und S29 wird der Öffnungs­ grad des Leerlaufsteuerventiles 14 in einer entgegenge­ setzten Richtung um die vorhergesagte Luftflußmenge der Hilfsluft, die zugeführt oder angehalten wird, korrigiert. Genauer gesagt wird ein Lastzyklus, der der vorhergesagten Hilfsluftmenge entspricht, von dem negativen Saugdruck bzw. Ladedruck abgeleitet und der Öffnungsgrad des Leerlauf­ steuerventiles 14 gemäß dem Lastzyklus in einer solchen Art erhöht oder vermindert, daß eine Erhöhung oder Verminderung der Ansaugluftmenge aufgrund des Beginns oder der Beendigung der Zufuhr von Hilfsluft vermieden wird.

Auf diese Art wird die Menge der Hilfsluft in Abhängigkeit von dem negativen Saugdruck in dem Motor 1 vorhergesagt und gemäß dieser Vorhersage der Öffnungsgrad des Leerlaufsteuer­ ventiles 14 korrigiert, um einen Überschuß oder einen Mangel der gesamten Ansaugluftmenge für den Motor 1 zu vermeiden und um somit durch Korrektur Schwankungen des Motorausgangs­ drehmomentes zu unterdrücken.

Fig. 8 zeigt Schritte der Korrektur des Öffnungsgrades des Drosselventiles 4 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Während das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 eine Einstellung des Öffnungsgrades des Leerlaufsteuerven­ tiles 14 zur Unterdrückung von Schwankungen der Luftzufuhr­ menge für den Motor 1 aufgrund des Beginns oder der Beendi­ gung der Hilfsluftzufuhr vornimmt, bewirkt das Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 8 eine Einstellung des Öffnungsgrades TVO des Drosselventiles 4 beispielsweise durch Steuerung eines Schrittmotores (eines Betätigungsgliedes) für das Drosselventil 4, um Schwankungen der Ansaugluftflußmenge zu unterdrücken.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 verwendet nämlich die Ansaugluftflußmenge als gesteuertes Objekt. Die Funktion der Fig. 8 wird durch eine Software, die in der Steuereinheit 12 gespeichert ist, realisiert. Bei dem Schritt S31 wird er­ mittelt, ob oder ob nicht die Bedingungen für das Anhalten der Hilfsluftzufuhr erfüllt sind. Falls die Bedingungen für das Anhalten erfüllt sind, wird bei dem Schritt S32 ermit­ telt, ob oder ob nicht der Öffnungsgrad TVO des Drosselven­ tiles 4 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn der Öff­ nungsgrad TVO des Drosselventiles 4 größer als der vorbe­ stimmte Wert ist, wird bestimmt, daß die Ansaugluftflußmenge nicht erhöht werden kann, um den Anteil der Hilfsluft abzu­ decken, selbst wenn die Öffnung des Drosselventiles 4 weiter vergrößert wird. Daher schreitet das Verfahren zu dem Schritt S35 fort, um die Hilfsluft anzuhalten.

Wenn andererseits der Öffnungsgrad TVO des Drosselventiles 4 kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird bei dem Schritt S33 ein korrigierter Öffnungsgrad auf der Grundlage des mo­ mentanen Öffnungsgrades TVO eingestellt, um den Öffnungsgrad TVO des Drosselventiles 4 zu erhöhen und um die gesamte Öff­ nungsfläche des Einlaßtores der Hilfsluftpassage 15 abzu­ decken.

Bei dem Schritt S34 wird der Schrittmotor angetrieben, um den Öffnungsgrad des Drosselventiles 4 auf den korrigierten Öffnungsgradwert einzustellen, der bei dem Schritt S33 er­ mittelt wurde. Daraufhin schaltet das Programm bei dem Schritt S35 das Solenoidventil 16 aus, um die Hilfsluftzu­ fuhr abzustellen. Eine Reduktion der Ansaugluftflußmenge aufgrund des Anhaltens der Hilfsluft wird durch Erhöhung des Öffnungsgrades TVO des Drosselventiles 4 aufgehoben. Es wird nämlich das Luftmengenniveau vor dem Anhalten der Hilfsluft aufrecht erhalten, um eine plötzliche Reaktion des Motoraus­ gangsdrehmomentes und ein Rütteln des Motors aufgrund der Anhaltung der Hilfsluft zu vermeiden.

Die Steuerschritte, die in dem Flußdiagramm der Fig. 8 ge­ zeigt sind, beziehen sich lediglich auf das Anhalten der Hilfsluft. Es ist möglich, den Schrittmotor so zu steuern, daß zwangsläufig der Öffnungsgrad des Drosselventiles 4 re­ duziert wird, wenn eine erneute Zufuhr der Hilfsluft vorge­ nommen wird.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Hilfsluft aufgrund der Druckdifferenz zwischen einem Bereich strö­ mungsmäßig vor und einem Bereich strömungsmäßig hinter dem Drosselventil 4 zugeführt. Jegliche andere Einrichtung kann verwendet werden, um den Beginn oder die Beendigung der Hilfsluftzufuhr als Anteil der Einlaßluft des Motors 1 bei vorgegebenen Motorbetriebsbedingungen zu veranlassen. Bei­ spielsweise kann eine Luftpumpe vorgesehen sein, um ein Überdruckladen der Hilfsluft zu bewirken.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Steuern der Hilfsluft für einen Motor mit innerer Verbrennung (1) mit einer Hilfsluftpassage (15) zum Aufteilen eines Anteiles der Ansaugluft als Hilfsluft und zum Injizieren derselben in der Nähe einer Einspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventiles (6) und mit einer Schaltereinrichtung (16) zum Beginnen und Beenden des Hilfsluftflußes in Abhängigkeit von Mo­ torbetriebszuständen, gekennzeichnet durch eine Ausgangssteuereinrichtung (12) zum Steuern eines mit dem Motorausgangsdrehmoment in Beziehung stehenden gesteuerten Objektes derart, daß eine Schwankung des Motorausgangsdrehmomentes unterdrückt wird, wenn die Schaltereinrichtung (16) die Hilfsluftzufuhr beginnt oder beendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsluftpassage (15) eine Ansaugpassage ist, die Bypass-artig ein Drosselventil (4) umläuft, das in einem Motoransaugsystem (3) angeordnet ist, um die Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoff­ einspritzventiles (6) aufgrund einer Druckdifferenz zwischen Bereichen strömungsmäßig oberhalb und unter­ halb des Druckventiles (4) zu injizieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltereinrichtung (16) die Hilfsluftzufuhr in Abhängigkeit von der Motortemperatur beginnt und been­ det.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Objekt der Zündzeitpunkt des Motors (1) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das gesteuerte Objekt der Zündzeitpunkt des Motors (1) ist, und
daß die Ausgangssteuereinrichtung (12) zwangsweise den Zündzeitpunkt des Motors (1) um einen vorbestimmten Winkel verzögert, bevor die Hilfsluft angehalten wird, und den verzögerten Anteil auf Null rücksetzt, wenn die Hilfsluft angehalten wird, um dadurch Schwankungen in dem Motorausgangsdrehmoment zu unterdrücken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Objekt die Menge der dem Motor zuge­ führten Luft ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor mit innerer Verbrennung eine Zusatzluft­ passage (13) hat, die unabhängig von der Hilfsluft­ passage (15) ist und das Drosselventil (4), das in dem Motoransaugsystem (3) angeordnet ist, Bypass-artig um­ läuft, und ein Steuerventil (14) aufweist, um die Menge der Zusatzluft, die dem Motor (1) durch die Zusatzluft­ passage (13) zugeführt wird, in Reaktion auf Motorbe­ triebsbedingungen zu verändern, und
daß die Ausgangssteuereinrichtung (12) zwangsweise den Öffnungsgrad des Steuerventiles (14) korrigiert, um die Zusatzluftflußmenge als gesteuertes Objekt korrigierend zu steuern, wenn die Zufuhr der Hilfsluft begonnen oder beendet wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfsluftpassage (15) eine Ansaugpassage ist, die das in dem Motoransaugsystem (3) angeordnete Dros­ selventil (4) Bypass-artig umläuft, um Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles (6) aufgrund einer Druckdifferenz zwischen einem Be­ reich strömungsmäßig vor und einem Bereich strömungs­ mäßig hinter dem Drosselventil (4) zu injizieren, und
daß die Ausgangssteuereinrichtung die Menge der Hilfs­ luft in Abhängigkeit von dem negativen Ansaugdruck des Motors voraussagt und entsprechend der Voraussage die Korrekturgröße für das gesteuerte Objekt ermittelt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssteuereinrichtung (12) die dem Motor (1) zugeführte Luftflußmenge als das gesteuerte Objekt korrigiert, indem zwangsmäßig die dem Motor (1) zuge­ führte Luft als das gesteuerte Objekt korrigiert ge­ steuert wird, indem der Öffnungsgrad des Steuerventiles (4), welches in dem Motoransaugsystem (3) angeordnet ist und durch einen Motor angetrieben wird, zwangsweise korrigiert wird.

10. Verfahren zum Steuern der Hilfsluftzufuhr zu einem Mo­ tor mit innerer Verbrennung, mit einer Hilfsluftpassage zum Aufteilen eines Teiles der zugeführten Luft als Hilfsluft und zum Injizieren derselben in der Nähe einer Einspritzdüse eines Kraftstoffeinspritzventiles, mit den Verfahrensschritten des Beginnens und des Be­ endens der Hilfsluftzufuhr durch die Hilfsluftpassage in Reaktion auf Motorbetriebszustände, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:
Korrigieren eines in Beziehung zu dem Motorausgangs­ drehmoment stehenden gesteuerten Objektes derart, daß eine Schwankung des Motorausgangsdrehmomentes unter­ drückt wird, wenn die Hilfsluftzufuhr begonnen oder beendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsluftpassage eine Ansaugpassage ist, die ein Drosselventil, das in dem Motoransaugsystem ange­ ordnet ist, Bypass-artig umläuft, um Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles aufgrund der Druckdifferenz zwischen einem Bereich strömungsmäßig oberhalb und einem Bereich strömungs­ mäßig unterhalb des Drosselventiles zu injizieren.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verfahrensschritt des Beginnens und des Been­ dens der Hilfsluftzufuhr das Beginnen und Beenden der Hilfsluftzufuhr in Abhängigkeit von der Motortemperatur vornimmt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Objekt der Zündzeitpunkt des Motors ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das gesteuerte Objekt bei dem Korrekturschritt der Zündzeitpunkt des Motors ist, und
daß der Korrekturschritt zwangsläufig die Verzögerung des Zündzeitpunktes um einen vobestimmten Winkel be­ wirkt, bevor die Hilfsluft angehalten wird, und den verzögerten Anteil auf Null rücksetzt, wenn die Hilfs­ luft angehalten wird, um dadurch Schwankungen des Mo­ torausgangsdrehmomentes zu unterdrücken.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Objekt die dem Motor zugeführte Luftmenge ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbrennungsmotor eine Zusatzluftpassage hat, die unabhängig von der Hilfsluftpassage ist und das Drosselventil, welches in dem Motoransaugsystem ange­ ordnet ist, Bypass-artig umläuft, und
daß ein Steuerventil zur Änderung der Zusatzluftmenge, die dem Motor durch die Zusatzluftpassage zugeführt wird, in Reaktion auf Motorbetriebszustände vorgesehen ist, und
daß der Korrekturschritt zwangsläufig den Öffnungsgrad des Steuerventiles korrigiert, um die Zusatzluftmenge als gesteuertes Objekt zu korrigieren, wenn die Hilfs­ luftzufuhr begonnen oder beendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfsluftpassage eine Luftzufuhrpassage ist, die das in dem Motoransaugsystem angeordnete Drossel­ ventil Bypass-artig umläuft, um Hilfsluft in der Nähe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles auf­ grund der Druckdifferenz zwischen einem Bereich strö­ mungsmäßig oberhalb und einem Bereich strömungsmäßig unterhalb des Drosselventiles zu injizieren, und
daß der Korrekturschritt den Schritt des Vorhersagens der Hilfsluftmenge gemäß dem negativen Ansaugdruck des Motors und einen Schritt der Bestimmung einer Korrek­ turgröße des gesteuerten Objektes gemäß dieser Vorher­ sage umfaßt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturschritt die Menge der dem Motor zuge­ führten Luft als gesteuertes Objekt korrigiert, indem zwangsweise der Öffnungsgrad des Drosselventiles korri­ giert wird, welches in dem Motoransaugsystem angeordnet ist und von einem Motor angetrieben wird.