DE4403530A1

DE4403530A1 - Hilfsluftsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE4403530A1
Application number: DE4403530A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Suzumura; Hisashi Iida; Keigi Honjoh; Kenji Ikuta; Shigenori Isomura
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1994-08-18
Also published as: US5460148A; JPH06288323A; GB2274879A; GB2274879B; GB9402149D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hilfsluftsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor zum Steuern einer Zufuhr von Hilfsluft, welches verwendet wird zum Erleichtern einer Zerstäubung von Treibstoff, der aus einer Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils eingespritzt wird, durch Öffnen und Schließen eines Hilfsluftdurchgangs, der sich von einer Seite stromauf eines Drosselklappenventils in einem Einlaßrohr unter Umgehung des Drosselklappenventils zu der Nähe der Einspritzöffnung des Treibstoffeinspritzventiles erstreckt.

Wie in der japanischen ersten (nicht geprüften) Patent veröffentlichung Nr. 1-96457 offenbart, ist ein sogenanntes zeitgesteuertes Luftmischungssystem (auf welches hiernach als "zeitgesteuertes AMS" (Air Mixture System) verwiesen wird) vorgeschlagen worden, bei welchem ein Flußsteuerungs ventil, das in einem Hilfsluftdurchgang vorgesehen ist, ge steuert wird, um synchron mit einer Treibstoffeinspritzung aus einem Treibstoffeinspritzventil geöffnet und geschlos sen zu werden, um effektiv Treibstoff zu zerstäuben, wel ches von dem Treibstoffeinspritzventil dem Motor einge spritzt wurde.

Wenn in dem konventionellen zeitgesteuerten AMS der Hilfsluftdurchgang in Folge eines Fehlers des Flußsteue rungsventils oder der Steuereinrichtung zum Steuern des Be triebs des Flußsteuerungsventils andauernd, vollständig ge öffnet ist, wird andauernd über den vollständig geöffneten Hilfsluftdurchgang Hilfsluft angesaugt.

Wenn unter dieser Bedingung ein Drosselklappenventil weit geöffnet ist, wird kein wesentliches Problem hervorge rufen, da das Verhältnis der Hilfsluft relativ zum Gesamt betrag der Einlaßluft, welche dem Motor zugeführt wird, klein ist.

Wenn jedoch der Öffnungsgrad des Drosselklappenventils klein ist, insbesondere während eines Motorleerlaufs mit vollständig geschlossenem Drosselklappenventil, wird ein Einlaßluftbetrag, der für den Motorleerlauf benötigt wird, durch Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs des Fluß steuerungsventils eingestellt, um einen Zufuhrbetrag der Hilfsluft einzustellen. Wenn demgemäß die Hilfsluft andau ernd dem Motor über den andauernd vollständig geöffneten Hilfsluftdurchgang zugeführt wird, wie oben beschrieben, wird dem Motor übermäßig Luft zugeführt, um eine Leerlauf- Motorgeschwindigkeit weit über eine gewünschte Geschwindig keit zu erhöhen, so daß das sogenannte Überdrehen des Mo tors hervorgerufen wird.

Andererseits wird wie in der japanischen zweiten (geprüften) Patentveröffentlichung Nr. 55-9555 ein System vorgeschlagen, bei welchem ein Öffnungsgrad eines Luftbe trag-Einstellventils, das in einem Umleitungs-Luftröhren system vorgesehen ist, durch eine Einrichtung einer mecha nischen Verbindung gesteuert wird, welche als Antwort auf eine Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur arbeitet, den Zünd vorgang durch Zerstäuben des eingespritzten Treibstoffs zu erleichtern, insbesondere bei einer niedrigen Motortempera tur, für einen effektiven Motorstart- und -warmlaufbetrieb. Insbesondere wird der Öffnungsgrad des Luftbetrag-Einstell ventils eingestellt, um erhöht zu werden, wenn die Motor temperatur sich erniedrigt, und der Öffnungsgrad des Luft betrag-Einstellventils wird eingestellt, um erniedrigt zu werden, wenn die Motortemperatur sich erhöht, so daß ein Luftbetrag, welcher über das Umleitungsluftrohrsystem zuge führt wird, umgekehrt proportional zu der Motortemperatur ist.

Wenn dieses System nach dem Stand der Technik mit dem vorher erwähnten zeitgesteuerten AMS kombiniert wird, kann das kombinierte System nicht nur das Warmlaufen des Motors durch Zufuhr eines großen Betrags von Hilfsluft zu dem Mo tor bei niedriger Motortemperatur erleichtern, sondern ver hindert ebenso das vorher erwähnte Überdrehen des Motors durch Reduzieren des Öffnungsgrades des Flußsteuerungsven tils durch die Einrichtung der mechanischen Verbindung, wenn die Motortemperatur sich erhöht, um einen Zufuhrbetrag von Hilfsluft zu dem Motor zu reduzieren.

Da in einem solchen kombinierten System jedoch der Öff nungsgrad des Flußsteuerungsventils variabel in Abhängig keit der Motortemperatur nicht nur während des Motorleer laufs sondern ebenso während des Motorbetriebs unter hoher Last mit dem weit geöffneten Drosselklappenventil einge stellt wird, arbeitet das zeitgesteuerte AMS nicht effektiv während des Motorbetriebs unter hoher Last nach der Vollen dung des Warmlaufens des Motors.

Insbesondere, wenn im allgemeinen während des Motorbe triebs unter hoher Last das Drosselklappenventil weit ge öffnet ist, ist ein Betrag von Einlaßluft, welche in den Motor gesaugt wird, groß, so daß ein Einlaßdruck stromab des Drosselklappenventils erhöht wird. Demgemäß wird eine Druckdifferenz zwischen einem erhöhten Einlaßdruck und dem atmosphärischen Druck reduziert. Als Ergebnis wird ebenso ein Betrag der Hilfsluft, welche den Hilfsluftdurchgang passiert, reduziert, um den Effekt des Zerstäubens des ein gespritzten Treibstoffes zu erniedrigen. Wie oben beschrie ben, wird in dem vorher erwähnten kombinierten System der Öffnungsgrad des Flußsteuerungsventils als Antwort auf das Anwachsen der Motortemperatur reduziert. Während des Motor betriebs unter hoher Last nach Beendigung des Warmlaufens des Motors arbeitet demgemäß das Flußsteuerungsventil als Drosselung der Hilfsluft, um einen Druckverlust in dem Hilfsluftdurchgang zu erzeugen, so daß ein Zufuhrbetrag der Hilfsluft, welcher infolge der vorher erwähnten reduzierten Druckdifferenz reduziert ist, weiter reduziert. Dies führt zur schwachen Zerstäubung des eingespritzten Treibstoffes, so daß das zeitgesteuerte AMS nicht effektiv während des Motorbetriebs unter hoher Last nach der Beendigung des Warmlaufens des Motors arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Hilfsluft-Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor vor zusehen.

Um diese und andere Aufgaben zu erreichen, weist ent sprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Hilfsluft-Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor einen Hilfsluftdurchgang zum Einrichten einer Verbindung bzw. einem Durchgang zwischen einer Seite stromauf eines Drosselklappenventils in einem Einlaßrohr und der Nähe ei ner Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils unter Umgehung des Drosselklappenventils auf; eine Öff nungs/Schließ-Einrichtung, welche in dem Hilfsluftdurchgang vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Hilfsluft durchganges; eine Öffnungs/Schließ-Steuereinrichtung zum Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs der Öff nungs/Schließ-Einrichtung; und eine Öffnungsgrad-Begren zungseinrichtung zum Begrenzen eines Öffnungsgrades der Öffnungs/Schließ-Einrichtung, wenn der Hilfsluftdurchgang geöffnet wird, auf solch einen Wert, der reduziert wird, wenn sich die Motortemperatur erhöht, während er erhöht wird, wenn sich die Motorlast erhöht.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorlie genden Erfindung umfaßt ein Hilfsluft-Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor einen Hilfsluftdurchgang zum Er richten einer Verbindung zwischen einer Seite stromauf ei nes Drosselklappenventils in einem Einlaßrohr und der Nähe einer Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils unter Umgehung des Drosselklappenventils; eine Öffnungs/Schließ-Einrichtung, welche in dem Hilfsluftdurch gang vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Hilfs luftdurchgangs; und eine Öffnungs/Schließ-Steuereinrichtung zum Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs der Öff nungs/Schließ-Einrichtung, wobei die Öffnungs/Schließ- Steuereinrichtung einen Öffnungsgrad der Öffnungs/Schließ- Einrichtung steuert, wenn sich der Hilfsluftdurchgang öff net, auch einen solchen Wert, der reduziert wird, wenn sich die Motortemperatur erhöht, während er erhöht wird, wenn sich eine Motorlast erhöht.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm, welches die Ge samtstruktur eines Treibstoffeinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor darstellt, wobei ein Hilfsluft-Steue rungssystem entsprechend einer ersten bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung inkorporiert ist,

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, welche die Struktur um eine Einspritzöffnung eines Treib stoffeinspritzventils darstellt,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht, wel che die grundlegende Struktur eines Luftsteuerungsventils darstellt, das in der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet werden soll,

Fig. 4(A) ein charakteristisches Diagramm, welches ei nen Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils relativ zu einer Temperatur der Motor-Kühlflüssigkeit und einen Öffnungsgrad eines Drosselklappenventils darstellt,

Fig. 4(B) ein charakteristisches Diagramm, welches charakteristische Linien darstellt, die jeweils eine Bezie hung zwischen einer Temperatur der Motor-Kühlflüssigkeit und einer Motor-Leerlauf-Geschwindigkeit darstellen,

Fig. 5(A) ein Diagramm zum Erklären von möglichen Ro tationsbereichen eines Sicherungsteils und eines Rotations typ-Ventilteils des Luftsteuerungsventils, wenn das Drosse lklappenventil bei einer Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur von 20°C vollständig geschlossen ist,

Fig. 5(B) ein Diagramm zum Erklären von möglichen Ro tationsbereichen des Sicherungsteils und des Rotationstyp- Ventilteils, wenn das Drosselklappenventil bei einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur von 80°C vollständig geschlos sen ist,

Fig. 6(A) ein Diagramm zum Erklären von möglichen Ro tationsbereichen des Führungsteils und des Rotationstyp- Ventilteils, wenn das Drosselklappenventil bei einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur von 20°C vollständig geöffnet ist,

Fig. 6(B) ein Diagramm zum Erklären von möglichen Ro tationsbereichen des Sicherungsteils und des Rotationstyp- Ventilteils, wenn das Drosselklappenventil bei einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur von 80°C vollständig geöffnet ist,

Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches ein Steuerungspro gramm darstellt, das von einer ECU zum Steuern des Betriebs der Treibstoffeinspritzventile und des Luftsteuerungsven tils entsprechend der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgeführt werden soll,

Fig. 8 ein Zeitablaufsdiagramm, welches Steuerungssi gnale für die Treibstoffeinspritzventile und das Luftsteue rungsventil unter einer Bedingung darstellt, bei welcher eine tatsächliche Motorgeschwindigkeit auf eine Soll-Motor geschwindigkeit konvergiert,

Fig. 9 und 10 Flußdiagramme, welche ein Unterprogramm des Steuerprogramms von Fig. 7 darstellen, das von der ECU zum Ableiten einer Ventilöffnungszeit des Luftsteuerungs ventils ausgeführt werden soll,

Fig. 11 eine Zuordnung zum Ableiten eines Öffnungs grads des Luftsteuerungsventils basierend auf einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur und einem Öffnungsgrad des Dros selklappenventils,

Fig. 12 eine Zuordnung zum Ableiten eines Arbeitsfak tors bzw. einer Arbeitsphase (duty factor) im Signalpegel eines Arbeitssignals, um das Öffnen und Schließen des Rota tionstyp-Ventilteils zu steuern, basierend auf einem Öff nungsgrad des Luftsteuerungsventils,

Fig. 13 ein Zeitablaufsdiagramm, welches einen Zustand darstellt, bei welchem eine Zufuhr von Hilfsluft synchron zu einem tatsächlichen Treibstoffeinspritzen aus dem Treib stoffeinspritzventil ist,

Fig. 14 ein Zeitablaufsdiagramm, welches die Steuersi gnale für die Treibstoffeinspritzventile und das Luftsteue rungsventil darstellt, wenn eine überwachte Motorgeschwin digkeit infolge eines Anwachsens einer Motorlast abfällt,

Fig. 15 eine Zuordnung zum Ableiten eines Korrektur wertes für eine Abfallpunkt-Korrekturzeit basierend auf ei ner Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer überwachten Motorgeschwindigkeit und einer Soll-Motorgeschwindigkeit,

Fig. 16 eine Zuordnung zum Ableiten eines Korrektur wertes für eine Abfallpunkt-Korrekturzeit basierend auf einer Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur, insbesondere wäh rend des schnellen Leerlaufs des Motors,

Fig. 17 eine schematische perspektivische Ansicht, die die grundlegende Struktur eines in der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Luftsteuerungsventils darstellt,

Fig. 18(A), 18(B), 18(C) und 18(D) jeweils Diagramme zum Erklären des Betriebs des in Fig. 17 gezeigten Luft steuerungsventils,

Fig. 19 ein Flußdiagramm, welches ein Steuerprogramm darstellt, das von der ECU zum Steuern des Betriebs der Treibstoffeinspritzventile und des Luftsteuerungsventils entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform ausge führt werden soll,

Fig. 20 eine Zuordnung zum Auswählen einer Anregungs spule bzw. von Anregungsspulen des anzuregenden Luftsteue rungsventils,

Fig. 21(A) eine schematische perspektivische Ansicht, welche die grundlegende Struktur eines Luftsteuerungsven tils darstellt, das in einer dritten bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll,

Fig. 21(B) ein Diagramm, welches eine Ansteuerungs schaltung des in Fig. 21(A) gezeigten Luftsteuerungsventils darstellt,

Fig. 22(A), 22(B), 22(C) und 22(D) jeweils Diagramme zum Erklären des Betriebs des in Fig. 21(A) gezeigten Luft steuerungsventils,

Fig. 23 ein Flußdiagramm, welches ein Steuerungspro gramm darstellt, das von der ECU zum Steuern des Betriebs der Treibstoffeinspritzventile und des Luftsteuerungsven tils entsprechend der dritten bevorzugten Ausführungsform ausgeführt werden soll,

Fig. 24(A) eine Zuordnung zum Auswählen einer Anre gungsspule bzw. von Anregungsspulen des anzuregenden Luft steuerungsventiles und

Fig. 24(B) eine Zuordnung zum Auswählen einer Anre gungsspule bzw. von Anregungsspulen des anzuregenden Luft steuerungsventils.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Be zugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm, welches die Gesamtstruktur eines Treibstoffeinspritzsystems 1 für einen Verbrennungsmotor 2 darstellt, wobei ein Hilfsluft-Steue rungssystem entsprechend einer ersten bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung inkorporiert ist.

Gemäß Fig. 1 enthält das Treibstoffeinspritzsystem 1 den Motor 2, eine Luftmischvorrichtung 3 und eine elektro nische Steuereinheit 4 (hiernach als "ECU" bezeichnet), welche den Betrieb des Motors 2 und der Luftmischvorrich tung 3 entsprechend gespeicherten Programmen steuert. Der Motor 2 ist in dieser Ausführungsform vom Typ eines Vierzy linders und enthält Verbrennungskammern 8, welche jeweils durch einen Zylinder 5 und einen Zylinderkopf 7 mit einem darin angeordneten Kolben 6 definiert sind. Jede Verbren nungskammer ist mit einer Zündkerze 9 versehen.

Das Ansaugsystems des Motors 2 enthält Einlaßports bzw. Einlaßöffnungen 11, welche jeweils an ihrer stromabwärtigen Seite mit der Verberennungskammer 8 über ein Einlaßventil 10 und an ihrer stromaufwärtigen Seite mit einem gemein samen Einlaßrohr 12 verbunden sind, welches darin z. B. einen Sergetank 13 enthält, der zum Absorbieren des Pulsie rens von Einlaßluftflüssen vorgesehen ist, ein Drosselklap penventil 14, welches einen Betrag der Einlaßluft steuert, welcher den Verbrennungskammern 8 zugeführt werden soll, und einen Luftfilter 15.

Das Auslaßsystem des Motors 2 enthält Auslaßports bzw. Auslaßöffnungen 19, welche jeweils an ihrer stromaufwärti gen Seite über ein Auslaßventil 18 mit der Verbrennungs kammer 8 und an ihrer stromabwärtigen Seite mit einem ge meinsamen Auslaßrohr 20 mit z. B. einem darin vorgesehenen Katalysator 21 verbunden ist.

Das Zündsystem des Motors 2 enthält eine Zündvorrich tung 22 zum Erzeugen einer Hochspannung die nötig ist zum Erzeugen von Zündfunken an den jeweiligen Zündkerzen 9, und einen Verteiler 23 zum Verteilen der an der Zündvorrichtung 22 erzeugten Hochspannung an die entsprechenden Zündkerzen 9 gemäß einer überwachten Winkelposition einer (nicht ge zeigten) Motor-Kurbelwelle.

Das Treibstoffsystem der Maschine 2 enthält einen Treibstofftank 24 zur Aufnahme des Treibstoffes, eine Treibstoffpumpe 25 zum Druckausüben auf den Treibstoff und elektromagnetische Treibstoffeinspritzvorrichtungen oder Selenoid-Treibstoffeinspritzventile 26, welche jeweils den unter Druck stehenden Treibstoff in den entsprechenden Ein laßport 11 einspritzen.

Die Luftmischvorrichtung 3 enthält einen Hilfsluft durchgang 27 zum Einführen eines Teils der Einlaßluft in das Einlaßrohr 12 auf der Seite stromauf des Drosselklap penventils 14 in die Nähe von Einspritzöffnungen der Treib stoffeinspritzventile 26 zum Erleichtern des Zerstäubens des eingespritzten Treibstoffes. Insbesondere enthält der Hilfsluftdurchgang 27 einen Lufteinführabschnitt 27a, welcher zu dem Einlaßrohr 12 stromauf des Drosselklappen ventils 14 geöffnet ist, zum Einführen eines Teils der Ein laßluft stromauf des Drosselklappenventils 14 und vier Luftausströmabschnitte 27b, welche von dem Lufteinführungs abschnitt 27a abzweigen, zum Leiten der eingeführten Ein laßluft in die Nähe der Einspritzöffnungen der Treibstoff einspritzventile 26. Die Luftmischvorrichtung 3 enthält des weiteren ein Luftsteuerungsventil 28 in Form eines 2-Port- 2-Positions-Selenoidventils, welches auf einer äußeren Wand des Einlaßrohres 12 in der Nachbarschaft des Drosselklap penventils 14 angebracht ist. Das Luftsteuerungsventil 28 ist in dem Lufteinführungsabschnitt 27a des Hilfsluftdurch ganges 27 angeordnet und wird von der ECU 4 gesteuert, um zum Öffnen und Schließen des Lufteinführungsabschnittes 27a relativ zu den Luftausströmabschnitten 27b geöffnet bzw. geschlossen zu werden, um die Verbindung zwischen dem Ein laßrohr 12 auf der Seite stromab des Drosselklappenventils 14 und die Bereiche zu kontrollieren, in welche der Treib stoff über die Einspritzöffnungen der Treibstoffeinspritz ventile 26 eingespritzt wird.

Das Treibstoffeinspritzsystem 1 enthält desweiteren verschiedene Sensoren so wie einen Luftflußmesser 31 eines Propellerflügeltyps, welcher stromauf des Drosselklappen ventils 14 in dem Einlaßrohr 12 angeordnet ist, zum Erzeugen eines Signals, das die Einlaßluftmenge anzeigt, einen Ein laßlufttemperatursensor 32, welcher in dem Luftflußmesser 31 vorgesehen ist, zum Erzeugen eines Signals, das die Ein laßlufttemperatur anzeigt, einen Drosselklappenpositions sensor 33 zum Erzeugen eines Signals, das den Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 14 anzeigt, einen Leerlaufschal ter 34 zum Erzeugen eines Signals, das den vollständig ge schlossenen Zustand des Drosselklappenventils 14 anzeigt, einen Motor-Kühlflüssigkeitstemperatursensor 35, welcher auf einen Zylinderblock 5a angebracht ist, zum Erzeugen ei nes Signals, das die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur an zeigt, d. h. eine Temperatur des Motor-Kühlwassers, welches in dem Motor-Kühlsystem zirkuliert, einen Sauerstoffsensor 36, welcher in dem Auslaßrohr 20 vorgesehen ist, zum Über wachen einer verbleibenden Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, um ein Signal zum Anzeigen des Luft/Treibstoff-Ver hältnisses zur Verwendung in der Luft/Treibstoff-Verhält nis-Rückkopplungssteuerung zu erzeugen, und einen Drehwinkelsensor 37, welcher zu einem Motorgeschwindig keitssensor verdoppelt wird, zum Erzeugen eines Pulssignals pro 1/24 Drehung einer Nockenwelle des Verteilers 23, d. h. pro 30° CA (Kurbelwinkel, crank angle).

Diese Sensorsignale werden der ECU 4 zugeführt, welche den Betrieb des Motors 2 und der Luftmischvorrichtung 3 ba sierend auf den empfangenen Sensorsignalen steuert. Die ECU 4 enthält eine CPU 4a, ein ROM 4b und ein RAM 4c, welche eine logische Operationsschaltung bilden, die an Ein gangs/Ausgangsschaltungen 4e über einen gemeinsamen Bus 4d zur Kommunikation mit peripheren Bauteilen verbunden sind, welche die oben erwähnten Sensoren, Treibstoffeinspritzven tile 26, den Verteiler 23, das Luftsteuerungsventil 28 usw. enthalten.

Fig. 2 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsan sicht, welche die Struktur um die Einspritzöffnung des Treibstoffeinspritzventils 26 darstellt, d. h. das Gebiet, in welches Treibstoff über das Treibstoffeinspritzventil 26 eingespritzt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Luftmischbuchse 41 fest an dem Zylinderkopf 7 an dem Einlaßport 11 angebracht, um den Bereich vorzusehen, in welchem der Treibstoff über das Treibstoffeinspritzventil 26 mit der Einlaßluft, die über den Luftausströmabschnitt 27b (hiernach wird diese Einlaß luft als "Hilfsluft" bezeichnet) zugeführt wird, gemischt wird. Insbesondere ist die Luftmischbuchse 41 an einem Ende stromab jedes Luftausströmabschnittes 27b vorgesehen, um ein Spitzenteil des Treibstoffeinspritzventils 26 in einen hermetischen Zustand zu halten. Die Luftmischbuchse 41 ist mit einer Treibstoffeinspritzöffnung 43 gebildet, welche der Einspritzöffnung des Treibstoffeinspritzventils 26 gegenüberliegt, und wird des weiteren mit einer Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 42 zum Zuführen der Hilfsluft ge bildet, die von dem Luftausströmabschnitt 27b in das Gebiet geleitet wird, in welches der Treibstoff über die Treib stoffeinspritzöffnung 43 eingespritzt wird, um die Zerstäu bung des eingespritzten Treibstoffes mit der zugeführten Hilfsluft zu erleichtern. Es sollte erwähnt werden, daß die Durchgangsquerschnittsflächen des Lufteinführungsab schnittes 27a ebenso wie das Luftsteuerungsventil 28 bei vollständiger Öffnung jeweils dreimal so groß eingestellt sind wie eine Summe von Querschnittsflächen aller Luftzu führungsöffnungen 42 der vier Motorzylinder. Dementspre chend arbeitet jede Zuführungsöffnung 42 als Drosselung der Hilfsluft, um eine Fließgeschwindigkeit der Hilfsluft auf das Maximum zu erhöhen, wenn die Hilfsluft hindurchtritt.

Während des Motorlaufs wird das Innere des Einlaßports 11 unter einem Vakuumdruck gehalten, während das Innere des Einlaßrohres 12 stromauf des Drosselklappenventils 14 unter einem Druck nahe des atmosphärischen Druckes gehalten wird. Infolge einem Druckunterschied dazwischen wird als Ergebnis die Hilfsluft in die Luftmischbuchse 41 von der Seite stromauf des Drosselklappenventils 14 durch den Hilfsluft durchgang 27 eingeführt, wenn das Luftsteuerungsventil 28 geöffnet ist. Die Hilfsluft wird dann durch jede Luftzufüh rungsöffnung 42 der Luftmischbuchse 41 zugeführt, um auf die Flüssigkeit zu treffen und sie in Form von Tropfen zu zerstäuben, welche von dem Treibstoffeinspritzventil 26 über die Treibstoffeinspritzöffnung 43 der Luftmischbuchse 41 eingespritzt wird. Wie oben beschrieben, wird die Fließ geschwindigkeit der Hilfsluft auf das Maximum erhöht, wenn sie die Luftzuführungslöcher 42 passiert. Diese große kine tische Energie der Hilfsluft wird verwendet, um effektiv den eingespritzten Treibstoff zu zerstäuben. Der zerstäubte Treibstoff fließt danach in den Einlaßport 11 als Strahl fluß.

Es sollte erwähnt werden, daß das Treibstoffeinspritz system 1 in dieser bevorzugten Ausführungsform nicht mit einem Luftzufuhrdurchgang für eine exklusive Verwendung zum Sichern des Leerlaufs des Motors 2 versehen ist. Wie später detailliert beschrieben wird, wird in dieser bevorzugten Ausführungsform der Motorleerlaufbetrieb lediglich durch die Hilfsluft gesichert, welche über den Hilfsluftdurchgang 27 eingeführt wird. Diesbezüglich ist im Falle eines Motors mit vier Zylindern die Summe der Querschnittsflächen der Luftzufuhrlöcher 42 für die vier Motorzylinder auf eine solche Größe eingestellt, welche einen Luftbetrag zuführen kann, wie er für einen schnellen Motorleerlauf bei kaltem Wetter von beispielsweise 16 m³/h benötigt wird.

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, welche die grundlegende Struktur des Luftsteuerungsventils 28 darstellt. In Fig. 3 enthält das Luftsteuerungsventil 28 eine Drehwelle 51, welche drehbar auf einem Gehäuse 49 (vergleiche Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B)) angebracht ist, ein Ventilteil 53 eines Drehtyps, das fest auf der Dreh welle 51 angebracht ist, zum Öffnen und Schließen einer Luftausströmöffnung oder eines Luftauslasses 52, der an dem Gehäuse 49 gebildet ist, als Antwort auf eine Drehung der Drehwelle 51, einen Permanentmagneten 55, welcher an einem Ende der Drehwelle 51 befestigt ist, zum elektromagneti schen Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs des Ventil teils 53 und eine Anregungsspule 57, welche nahe dem Perma nentmagneten 55 angeordnet ist und welcher ein Steuersignal entsprechend einem später beschriebenen Steuerungsprogramm zum Variieren eines magnetischen Feldes darum zugeführt wird. Das Luftsteuerungsventil 28 enthält des weiteren ein scheibenförmiges Sicherungsteil (guard member) 59, welches einen Ausschnitt oder eine V-förmige Ausnehmung 59a auf weist und an dem anderen Ende der Drehwelle 51 befestigt ist, und ein Bimetall 61, welches ein gekrümmtes Spitzen teil 61a aufweist, das von der Ausnehmung 59a des Sicherungsteils 59 aufgenommen wird, und ein Basisende 61b, welches von dem Gehäuse 49 über eine Spulenfeder 63 (vergleiche Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B)) getragen wird und operativ mit dem Drosselklappenventil 14 über eine Verbindung 65 verbunden ist. Dementsprechend verändert sich eine Position des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 in der Ausnehmung 59a des Sicherungsteils 59 in Abhängigkeit einer darum befindlichen Temperatur und eines Öffnungsgrades des Drosselklappenventils, um einen möglichen Drehbereich des Sicherungsteils 59 zu begrenzen und somit einen möglichen Drehbereich des Ventilteils 53.

Fig. 4(A) zeigt ein charakteristisches Diagramm, wel ches einen Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 rela tiv zu einer Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur und einem Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 14 darstellt. Wie gezeigt wird, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungs ventils 28 in Abhängigkeit des möglichen Drehbereiches des Sicherungsteils 59 und somit des Ventilteils 53 bestimmt. Aus Fig. 4(A) ist zu sehen, daß insbesondere eine Tempera turcharakteristik des Bimetalls 61 und eine mechanische Charakteristik der Verbindung 65 voreingestellt sind, so daß, wenn die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur größer als 50 °C ist, der mögliche Drehbereich des Sicherungsteils 59 und somit des Ventilteils 53 sich umgekehrt proportional verändern, um die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur zu erhö hen, während sie sich proportional verändern, um den Öff nungsgrad des Drosselklappenventils zu erhöhen.

Da das Luftsteuerungsventil 28 auf der äußeren Wand des Einlaßrohres 12 in der Nähe des Drosselklappenventils 14, wie oben beschrieben, angebracht ist, und das Motor-Kühl wasser in die Nähe des Drosselklappenventils 14 durch die Rohrleitung zum Gefrierschutz bei kaltem Wetter zirkuliert, ist die dem Bitmetall 61 ausgesetzte Temperatur gleich der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur, welche im wesentlichen gleich einer Motortemperatur ist.

Wenn das Drosselklappenventil 14 bei einer Motor-Kühl flüssigkeitstemperatur von 20°C vollständig geschlossen ist, wie in Fig. 5(A) gezeigt, ist das Bimetall 61, welches mittels der Verbindung 65 nach unten verschoben wurde, zu sammengezogen, so daß ein distales Ende des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 an einer Position angeordnet, bei wel chem das distale Ende des Spitzenteils 61a um 30° von sei ner untersten Position nach oben gedreht ist. Dementspre chend wird das Ventilteil 53, d. h. das Luftsteuerungsventil 28, zwischen seiner vollständig (100%) geöffneten Position und seiner vollständig geschlossenen Position relativ zu dem Luftauslaß 52 ohne Begrenzung der Drehung des Siche rungsteils 59 infolge des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 betrieben.

Wenn andererseits, wie in Fig. 5(B) gezeigt, das Dros selklappenventil 14 bei einer Motor-Kühlflüssigkeitstempe ratur von 80°C vollständig geschlossen ist, ist das Bime tall 61, welches mittels der Verbindung 65 nach unten ver schoben wurde, ausgedehnt, so daß das distale Ende des Spitzenteils 61a an seiner untersten Position angeordnet ist. Dementsprechend ist die Drehung des Sicherungsteils 59 und somit die des Ventilteils 53 durch das Spitzenteil 61a des Bimetalls 61 begrenzt, so daß das Luftsteuerungsventil 28 zwischen seiner geöffneten (ca. 60%) Position und sei ner vollständig geschlossenen Position betrieben wird.

Wie hiernach beschrieben wird, wird bei dem normalen Betrieb des Luftsteuerungsventils 28 eine Ventilöffnungs zeit des Luftsteuerungsventils 28 gesteuert, um eine Ein laßluftmenge einzustellen, welche dem Motor 2 während des Leerlaufs zum Realisieren einer geeigneten Motor-Leerlauf geschwindigkeit zugeführt wird. Wenn andererseits das Luft steuerungsventil 28 versagt und andauernd während des Leer laufs des Motors geöffnet ist, wird fortdauernd Einlaßluft in den Motor 2 über das fortdauernd geöffnete Luftsteue rungsventil 28 angesaugt, so daß die Leerlauf-Motorge schwindigkeit sich übermäßig erhöht. Als Ergebnis über schreitet die Motorgeschwindigkeit eine Überdreh-Regulie rungsgeschwindigkeit oder eine regulierte Leerlaufgeschwin digkeit, um das Überdrehen des Motors 2 hervorzurufen.

Fig. 4(B) zeigt ein charakteristisches Diagramm, wel ches charakteristische Linien (1), (2), (3) und (4) dar stellt, welche jeweils eine Beziehung zwischen einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur und einer Leerlauf-Motorge schwindigkeit repräsentieren. Die charakteristischen Linien (1), (2), (3) und (4) sind insbesondere durch Experimente erlangt worden, wobei der Motor 2 mit Motor-Kühlwasser bei Temperaturen von -20°C, 0°C, 20°C bzw. 40°C gestartet wurde und mit einer Zufuhr von Einlaßluft von 18 m³/h sich fortdauernd im Leerlauf befindet. Die Einlaßluft von 18 m³/h ist eine Summe der Hilfsluft (16 m³/h), welche dem Mo tor 2 zu einer Zeit zugeführt wurde, bei welcher das Luft steuerungsventil 28 vollständig geöffnet war und die Ein laßluft (2 m³/h) durch das vollständig geschlossene Drosselklappenventil 14 strömte.

Wie durch die charakteristische Linie (1) gezeigt wird, bei welcher der Motor 2 bei einer Motor-Kühlflüssigkeits temperatur von -20°C gestartet wird, die sehr niedrig ist, überdreht der Motor 2 mit der Leerlauf-Motorgeschwindig keit, welche die Überdreh-Regulierungsgeschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute überschreitet, wenn die Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur 50°C überschreitet. Wenn ande rerseits, wie durch die charakteristischen Linien (2), (3) und (4) gezeigt ist, die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur beim Start des Motors 2 größer ist, überschreitet die Mo torgeschwindigkeit die regulierte Leerlaufgeschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute bei der Motor-Kühlflüssig keitstemperatur von mehr als 50°C. Es ist daraus zu sehen, daß die Beziehung zwischen der Leerlauf-Motorgeschwindig keit und der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur, d. h. der Mo tortemperatur, von der Viskositätsreduzierung des Motoröls abhängt, wobei die Förderung der Zündung und ähnliches her vorgerufen durch das Ansteigen der Motortemperatur im Falle der Einlaßluftgröße konstant gehalten worden ist.

Nun wird angenommen, daß die Motor-Kühlflüssigkeitstem peratur beim Start des Motors 2 bei -20°C liegt und die Leerlaufoperation des Motors 2 mit dem vollständig ge schlossenen Drosselklappenventil 14 andauert und daß das Luftsteuerungsventil 28 beispielsweise infolge eines un fallbedingten Kurzschlusses oder eines offenen Schaltkrei ses der Spule 57 oder der Fehlfunktion der ECU 4 beim Über tragen eines später beschriebenen Arbeitssignales an die Spule 57 andauernd offen ist. Wenn unter dieser Bedingung entsprechend der bevorzugten Ausführungsform die Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur 50°C überschreitet, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 oder des Ventil teils 53 auf einen kleineren Wert umgekehrt proportional zu dem Erhöhen der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur begrenzt, wie in Fig. 4(A) gezeigt, um einen Zufuhrbetrag von Hilfs luft zu reduzieren, so daß ein Betrag der Einlaßluft, wel cher dem Motor 2 zugeführt wird, für die Leerlaufoperation reduziert wird. Dementsprechend wird eine Einlaßluftmenge Q, welche durch den Luftflußmesser 31 gemessen wird, redu ziert und somit wird ebenso ein grundlegender Treibstoff einspritzbetrag TAU0 von dem Treibstoffeinspritzventil 26, welcher sich basierend auf z. B. der Einlaßluftmenge Q und einer Motorgeschwindigkeit Ne, wie später beschrieben wird, ableitet, reduziert, um zu verhindern, daß die Leerlauf-Mo torgeschwindigkeit sich übermäßig erhöht, d. h. daß sie die Überdreh-Regulierungsgeschwindigkeit überschreitet.

Wenn bei der bevorzugten Ausführungsform wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu erkennen ist, der Motorleer lauf mit dem vollständig geschlossenen Drosselklappenventil und mit dem infolge eines Fehlers geöffneten Luftsteue rungsventil 28 andauert, wird der Öffnungsgrad des Luft steuerungsventils 28 beschränkt, bevor die Leerlauf-Motor geschwindigkeit die Überdreh-Regulierungsgeschwindigkeit überschreitet, um die Leerlauf-Motorgeschwindigkeit zu un terdrücken, so daß die Ausfallsicherheit bewirkt, daß das Überdrehen des Motors 2 verhindert wird.

Wenn, wie in Fig. 6(A) und 6(B) gezeigt, das Drossel klappenventil 14 vollständig geöffnet ist, da das Bimetall 61 nach oben mittels der Verbindung 65 verschoben ist, un abhängig davon, ob es bei einer Motor-Kühlflüssigkeitstem peratur von 20°C zusammengezogen ist oder bei einer Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur von 80°C ausgedehnt ist, ist das distale Ende des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 an einer Position angeordnet, bei welcher das distale Ende des Spitzenteils 61a um etwa 50° bis 30° von seiner untersten Position nach oben gedreht ist. Dementsprechend wird das Ventilteil 53, d. h. das Luftsteuerungsventil 28 zwischen seiner vollständig (100%) geöffneten Position und seiner vollständig geschlossenen Position relativ zu dem Luftaus laß 52 ohne Begrenzung der Drehung des Sicherungsteils 59 infolge des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 betrieben. Wenn das Drosselklappenventil 14 vollständig geöffnet ist, um eine Druckdifferenz an den Seiten stromauf und stromab des Drosselklappenventils 14 zu minimieren, d. h. an den En den stromauf und stromab des Hilfsluftdurchgangs 27, wird als Resultat der Öffnungsgrad von 100% des Luftsteuerungs ventils 28 gesichert, um einen Druckverlust der Hilfsluft an dem Luftsteuerungsventil 28 zu minimieren, so daß ein hinreichender Betrag der Hilfsluft gesichert ist, um effek tiv den Treibstoff, welcher von dem Treibstoffeinspritzven til 26 über die Treibstoffeinspritzöffnung 43 eingespritzt wurde, zu atomisieren.

Wenn gemäß der bevorzugten Ausführungsform, wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu erkennen ist, das Drossel klappenventil 14 geöffnet ist, um eine Differenz zwischen einen Druck des Einlaßports 11 und eines Druckes stromauf des Drosselklappenventils 14 in der Nähe des atmosphäri schen Druckes zu reduzieren, ist der Öffnungsgrad des Luft steuerungsventils 28 proportional zu dem Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 14 bei der Motor-Kühlflüssigkeitstem peratur über 50°C. Dementsprechend erhöht sich der Öff nungsgrad des Luftsteuerungsventils 28, wenn der Öffnungs grad des Drosselklappenventils 14 sich erhöht, um den oben erwähnten Druckverlust zu reduzieren, so daß ein hinrei chender Betrag von Hilfsluft gesichert wird, welcher zum effektiven Zerstäuben des von dem Treibstoffeinspritzventil 26 eingespritzten Treibstoffs erfordert wird.

Nun wird ein Steuerprogramm beschrieben, welches von der ECU 4 zum Steuern des Betriebs der Treibstoffeinspritz ventile 26 und des Luftsteuerungsventils 28 in Überein stimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen ist.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm des von der ECU 4 auszu führenden Steuerprogramms zum Steuern der Operationen der Treibstoffeinspritzventile 26 und des Luftsteuerungsventils 28, und Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm von Steuerungssigna len für die Treibstoffeinspritzventile 26 und das Luft steuerungsventil 28 unter einer Bedingung, bei welcher eine aktuelle Motorgeschwindigkeit Ne auf eine Soll-Motorge schwindigkeit N_T konvergiert.

Das Steuerungsprogramm von Fig. 7 wird für einen vorherbestimmten Zeitablauf von beispielsweise 180° CA aus geführt.

Bei einem ersten Schritt 100 berechnet die ECU 4 eine Ventilöffnungszeit (TAU + TAUV) des Treibstoffeinspritzven tils 26, welche einen Treibstoffeinspritzbetrag repräsen tiert. Wie bekannt ist, leitet die ECU 4 insbesondere einen grundlegenden Treibstoffeinspritzbetrag TAU0 ab, basierend auf einer Einlaßluftmenge Q, die von dem Luftflußmesser 31 überwacht wird, und einer Motorgeschwindigkeit Ne, die von dem Drehwinkelsensor 37 überwacht wird. Der grundlegende Treibstoffeinspritzbetrag TAU0 entspricht einer Motorlast Q/Ne. Die ECU 4 leitet des weiteren verschiedene Korrektur koeffizienten ab, basierend auf Signalen wie von dem Motor- Kühlflüssigkeitstemperatursensor 35, dem Einlaßlufttempera tursensor 32 und dem Sauerstoffsensor 36, um eine Ventil öffnungszeit TAU durch Multiplizieren des grundlegenden Treibstoffeinspritzbetrages TAU0 mit diesen Korrektur koeffizienten abzuleiten. Die ECU 4 leitet des weiteren eine Einspritz-Totzeit TAUV unter Verwendung einer gespei cherten Zuordnung ab, welche die Einspritz-Totzeit TAUV be züglich einer Batteriespannung definiert, um schließlich die Ventilöffnungszeit (TAU + TAUV) durch Addieren von TAUV auf TAU abzuleiten. Die Ventilöffnungszeit (TAU + TAUV) repräsentiert eine Anregungszeit des Treibstoffeinspritz ventils 26.

Darauffolgend wird in einem Schritt 200 eine Ventilöff nungszeit TACV, welche eine Anregungszeit des Luftsteue rungsventils 28 (d. h. eine Zeitperiode, um ein später be schriebenes Arbeitssignal der Spule 57 anzulegen) repräsen tiert, ableitet durch Addieren einer Anstiegspunkt- Korrekturzeit T1 und einer Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 auf die Ventilöffnungszeit (TAU + TAUV) des Treibstoffein spritzventils 26, welche in dem Schritt 100 abgeleitet wurde, und danach durch Multiplizieren einer Summe von (TAU + TAUV), T1 und T2 durch ein umgekehrtes Verhältnis eines Öffnungsgrads ACVA des Luftsteuerungsventils 28, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Die Anstiegspunkt-Korrekturzeit T1 stellt dar, wie weit ein Ventilöffnungszeitablauf des Luft steuerungsventils 28 relativ zu einem Ventilöffnungszeitab lauf des Treibstoffeinspritzventils 26 beschleunigt werden sollte. Andererseits stellt die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 dar, wie weit ein Ventilschließzeitablauf des Luftsteuerungsventils 28 relativ zu einem Ventilschließ zeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 verzögert wer den sollte. Die Details des Verfahrens beim Schritt 200 werden später detailliert beschrieben.

Das Programm rückt nun zu einem Schritt 300 vor, wel cher bestimmt, ob der Ventilöffnungszeitablauf des Luft steuerungsventils 28 erreicht ist, d. h. ob ein Zeitablauf erreicht ist, der um die vorher erwähnte Anstiegspunkt-Kor rekturzeit T1 relativ zu dem voreingestellten Ventilöff nungszeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 (beispielsweise um 5° CA BTDC für jeden Motorzylinder) be schleunigt ist. Wenn die Antwort beim Schritt 300 NEIN ist, dann rückt das Programm zu einem Schritt 400 vor, welcher bestimmt, ob der Ventilöffnungszeitablauf des Treibstoff einspritzventils 26 erreicht ist. Da, wie oben beschrieben, der Ventilöffnungszeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 stets relativ zu dem des Luftsteuerungsventils 28 verzö gert ist, erzeugt der Schritt 400 eine negative Antwort durch Bestimmung, daß der Ventilöffnungszeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 nicht erreicht ist.

Das Programm schreitet nun zu einem Schritt 500 fort, welcher bestimmt, ob der Ventilschließzeitablauf des Luft steuerungsventils 28 erreicht ist. Da sich das Luftsteue rungsventil 28 bis jetzt noch nicht geöffnet hat, erzeugt der Schritt 500 eine negative Antwort durch Bestimmen, daß der Ventilschließzeitablauf des Luftsteuerungsventils 28 nicht erreicht ist. In einem darauffolgenden Schritt 600 wird bestimmt, ob der Ventilschließzeitablauf des Treib stoffeinspritzventils 26 erreicht ist. Da auf ähnliche Weise das Treibstoffeinspritzventil 26 noch nicht geöffnet ist, erzeugt der Schritt 600 eine negative Antwort durch Bestimmen, daß der Ventilschließzeitablauf des Treibstoff einspritzventils 26 nicht erreicht ist.

Das Programm rückt nun zu einem Schritt 700 vor, wel cher bestimmt, ob die Ventilöffnungs- und -schließoperatio nen des Luftsteuerungsventils 28 und des Treibstoffein spritzventils 26 beendet oder fertiggestellt sind. Da die Antwort beim Schritt 700 zu diesem Zeitpunkt NEIN ist, kehrt das Programm zu dem Schritt 300 zurück, um den Prozeß der Schritte 300 bis 700 zu wiederholen.

Wenn andererseits die Antwort in dem Schritt 300 JA wird, d. h., daß der Ventilöffnungszeitablauf des Luftsteue rungsventils 28 erreicht ist, stellt ein Schritt 800 einen hohen Pegel (Anstieg) in einem Steuersignal für ein Luft steuerungsventil 28, wie in Fig. 8 gezeigt, bereit, um das Luftsteuerungsventil 28 zu öffnen. Ein Arbeitsverhältnis oder ein Arbeitsfaktor des Steuersignals für das Luftsteue rungsventil 28 wird in einem später beschriebenen Schritt 200A in Fig. 9 abgeleitet. Danach wird das Verfahren in den Schritten 300 bis 700 wiederholt, bis die Anstiegspunkt- Korrekturzeit T1 ab dem Ventilöffnungszeitablauf des Luft steuerungsventils 28 verstrichen ist. Wenn die Anstiegs punkt-Korrekturzeit T1 verstrichen ist, erzeugt der Schritt 400 eine positive Antwort, d. h. der Ventilöffnungszeit ablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 ist erreicht. Als Erwiderung auf diese positive Antwort erzeugt ein Schritt 900 einen hohen Pegel (Anstieg) in einem Steuersignal für das Treibstoffeinspritzventil 26, wie in Fig. 8 gezeigt, um das Treibstoffeinspritzventil 26 zu öffnen. Wenn danach die Ventilöffnungszeit (TAU + TAUV) bis zu dem Ventilöffnungs zeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 verstrichen ist, erzeugt ein Schritt 600 eine positive Antwort, d. h. der Ventilschließzeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 ist erreicht. Als Erwiderung auf diese positive Antwort erzeugt ein Schritt 1100 einen niedrigen Pegel (Abfall) in dem Steuersignal für das Treibstoffeinspritzventil 26, wie in Fig. 8 gezeigt, um das Treibstoffeinspritzventil 26 zu schließen. Wenn danach der Ventilöffnungszeitablauf TACV bis zu dem Ventilöffnungszeitablauf des Luftsteuerungs ventils 28 verstrichen ist, erzeugt der Schritt 500 eine positive Antwort, d. h. der Ventilschließzeitablauf des Luftsteuerungsventils 28 ist erreicht. Als Erwiderung auf diese positive Antwort erzeugt ein Schritt 1000 einen niedrigen Pegel (Abfall) in dem Steuersignal für das Luft steuerungsventil 28, wie in Fig. 8 gezeigt, um das Luft steuerungsventil 28 zu schließen. Darauffolgend rückt das Programm zu dem Schritt 700 vor, welcher zu dieser Zeit be stimmt, daß die Öffnungs- und Schließoperationen des Luft steuerungsventils 28 und des Treibstoffeinspritzventils 26 abgeschlossen sind, um dieses Steuerprogramm zu beenden.

Es ist ersichtlich, daß, obwohl die Abfallpunkt-Korrek turzeit T2 auf einen positiven Wert in der vorhergehenden Beschreibung gesetzt ist, um das Luftsteuerungsventil 28 zu schließen, nachdem das Treibstoffeinspritzventil 26 ge schlossen worden ist, kann die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 auf einen negativen Wert in Abhängigkeit von den überwach ten Motorbetriebszuständen eingestellt sein. Es ist zu er kennen, daß in diesem Fall das Luftsteuerungsventil 28 in dem Schritt 1000 vor dem Ventil geschlossen wird, welches das Treibstoffeinspritzventil 26′ durchgeführt im Schritt 1100, schließt.

Nun wird das Verfahren an dem vorhergehenden Schritt 200, welches von der ECU 4 zum Ableiten der Ventilöffnungs zeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 ausgeführt werden soll, anschließend detailliert beschrieben.

Fig. 9 und 10 zeigen Flußdiagramme eines Unterpro gramms entsprechend dem Schritt 200 von Fig. 7 zum Ableiten der Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28. Fig. 11 zeigt eine Zuordnung zum Ableiten eines Öffnungs grades ACVA des Luftsteuerungsventils 28 basierend auf ei ner Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW und einem Öff nungsgrad THO des Drosselklappenventils 14. Fig. 12 zeigt eine Zuordnung zum Ableiten eines Arbeitsfaktors (im Signalpegel) eines Arbeitssignals, um das Öffnen und Schließen des Drehttyp-Ventilteils 53 basierend auf dem Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 zu steuern, der aus der Zuordnung von Fig. 11 abgeleitet ist. Fig. 13 zeigt ein Zeitdiagramm, welches einen Zustand darstellt, bei welchem eine Zufuhr der Hilfsluft synchron zu einer tatsächlichen Treibstoffeinspritzung von dem Treibstoffein spritzventil 26 ist. Fig. 14 zeigt ein Zeitdiagramm, welches eine Beziehung zwischen den Steuersignalen für das Treibstoffeinspritzventil 26 und das Luftsteuerungsventil 28 darstellt, wenn die überwachte Motorgeschwindigkeit Ne infolge des Anwachsens einer Motorlast abfällt. Fig. 15 zeigt eine Zuordnung zum Einstellen eines Korrekturwertes ΔT2 für die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 basierend auf einer Geschwindigkeitsdifferenz ΔNe zwischen der überwachten Mo torgeschwindigkeit Ne und der Soll-Motorgeschwindigkeit N_T. Fig. 16 zeigt eine Zuordnung zum Einstellen eines Korrek turwertes T2_THW für die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 basie rend auf der überwachten Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW, insbesondere während des schnellen Leerlauf des Mo tors.

Wie in den Fig. 9 und 10 in dem Schritt 200A ge zeigt, liest die ECU 4 zuerst die Motor-Kühlflüssigkeits temperatur THW und den Drosselklappen-Öffnungsgrad THO aus. Darauffolgend leitet die ECU 4 den Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 basierend auf der ausgelesenen Mo tor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW und den Drosselklappen öffnungsgrad THO unter Verwendung der Zuordnung von Fig. 11 ab. Die ECU leitet des weiteren einen Arbeitsfaktor des Arbeitssignals, welches an die Spule 57 des Luftsteuerungs ventils 28 angelegt wird, basierend auf dem abgeleiteten Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 unter Ver wendung der Zuordnung von Fig. 12 ab.

Wenn, wie in Fig. 11 gezeigt, die Motor-Kühlflüssig keitstemperatur THW 50°C überschreitet, wird der Öffnungs grad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 proportional zu dem Drosselklappenöffnungsgrad THO und umgekehrt proportional zu der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW voreingestellt. Andererseits wird, wie in Fig. 12 gezeigt, ein Arbeitsfak tor, d. h. ein Pegel des Steuersignals proportional zu dem Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 voreinge stellt. Aus einem Vergleich der Fig. 4(A) und 11 ist zu sehen, daß die elektrische Begrenzung des Öffnungsgrades ACVA des Luftsteuerungsventils 28, welche von der ECU 4 ba sierend auf der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW und dem Drosselklappenöffnungsgrad THO durchgeführt wurde, die mechanische Begrenzung des Öffnungsgrades des Luft steuerungsventils 28, welche mittels der Verbindung 65, dem Bimetall 61, dem Sicherungsteil 59 und ähnlichem erreicht wurde, übersteigt. Insbesondere wird die elektrische Be schränkung gesetzt, um einen kleineren Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 als durch die mechanische Begren zung vorzusehen.

Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 9 rückt das Programm nun zu einem Schritt 201 vor, welcher entscheidet, ob die Motorgeschwindigkeit Ne, welche von dem Drehwinkelsensor 37 überwacht wird, gleich oder größer als 2000 Umdrehungen pro Minute ist. Wenn die Antwort in dem Schritt 201 JA ist, steuert ein Schritt 202 das normalerweise geöffnete Luft steuerungsventil 28 mit dem Arbeitsfaktor, der in dem Schritt 200A abgeleitet wurde, und beendet das Unterpro gramm ohne Ableitung der Ventilöffnungszeit TACV des Luft steuerungsventils 28. Während die überwachte Motorgeschwin digkeit Ne gleich oder größer als 2000 Umdrehungen pro Mi nute ist, wird demgemäß das Luftsteuerungsventil 28 offen gehalten. Da, wie gezeigt, die Ventilöffnungszeit TACV nicht in dem Schritt 200 von Fig. 7 abgeleitet worden ist, als der Schritt 202 von Fig. 9 ausgeführt wurde, erzeugen die Schritte 300 und 500 jeweils negative Antworten, wäh rend die Schritte 400, 900, 600 und 1100 basierend auf dem vorher erwähnten voreingestellten Ventilöffnungszeitablauf des Treibstoffeinspritzventils 26 und der Ventilöffnungs zeit (TAU + TAUV), welche im Schritt 100 abgeleitet wurde, ausgeführt werden, und der Schritt 700 erzeugt eine positi ve Antwort, nachdem der Schritt 1100 ausgeführt worden ist.

Der Grund, warum der Schritt 202 in Fig. 9 das Luft steuerungsventil 28 normalerweise offen hält, ist der, daß, obwohl die Operationen des Treibstoffeinspritzventils 26 und des Luftsteuerungsventils 28 beide synchron mit der Mo tordrehung durch die Schritte 300 bis 1100 in Fig. 7 ge steuert werden, die Antwortcharakteristik des Luftsteue rungsventils 28 nicht der hohen Motorgeschwindigkeit folgen kann, um eine Verzögerung und des Öffnungs- und Schließbe triebs hervorzurufen. Da des weiteren eine große Menge der Einlaßluft in die Verbrennungskammer 8 in Abhängigkeit des Öffnungsgrades des Drosselklappenventils 14 eingeführt wird, um die Motorgeschwindigkeit zu steuern, wenn der Schritt 202 ausgeführt wird, ist es nicht nötig, eine Zu fuhrmenge der Hilfsluft durch den Hilfsluftdurchgang 27 durch Steuern der Öffnungs- und Schließoperation des Luft steuerungsventils 28 einzustellen, wie in einem später be schriebenen Fall des Motorleerlaufs entgegengestellt ist, bei welchem das Drosselklappenventil 14 vollständig ge schlossen ist.

Da die Hilfsluft kontinuierlich in den Bereich nahe der Treibstoffeinspritzöffnung 43 über die Luftzufuhröffnungen 42 eingeführt wird, wird die Zerstäubung des durch die Treibstoffeinspritzöffnung 43 eingespritzten Treibstoffes sehr erleichtert.

Wenn andererseits die Antwort in dem Schritt 201 NEIN ist, d. h. die überwachte Motorgeschwindigkeit Ne kleiner als 2000 Umdrehungen pro Minute ist, bestimmt ein Schritt 203 basierend auf einem EIN/AUS-Zustand des Leerlaufschal ters 34, ob sich der Motor 2 im Leerlauf befindet. Wenn die Antwort in dem Schritt 203 NEIN ist, d. h. der Motor bei ei ner Geschwindigkeit von weniger als 2000 Umdrehungen pro Minute sich nicht im Leerlauf befindet, rückt das Programm zu einem Schritt 204 vor, bei welchem ein voreingestellter negativer Wert TA als die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 ein gestellt wird. Darauffolgend wird in einem Schritt 205 ein voreingestellter positiver Wert TB als die Anstiegspunkt- Korrekturzeit T1 eingestellt, und in einem Schritt 206 wird die Ventilöffnungszeit TACV unter Verwendung folgender Gleichung abgeleitet:

TACV = {T1 + (TAU + TAUV) + T2}×(100/ACVA).

Nach der Ausführung des Schrittes 206 wird dieses Un terprogramm beendet, um zu dem Schritt 300 in Fig. 7 vorzu rücken.

Wenn demgemäß das Luftsteuerungsventil 28 und das Treibstoffeinspritzventil 26 in den jeweiligen Schritten 800 und 900 geöffnet werden, wird ein Anstiegspunkt (ansteigende Flanke) in dem Steuersignal für das Luftsteue rungsventil 28 relativ zu dem für das Treibstoffeinspritz ventil 26 um die feste Anstiegspunkt-Korrekturzeit T1 vor gerückt, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Wenn in ähnlicher Weise das Luftsteuerungsventil 28 und das Treibstoffein spritzventil 26 in den jeweiligen Schritten 1000 und 1100 geschlossen werden, wird ein Abfallpunkt (abfallende Flan ke) in dem Steuersignal für das Luftsteuerungsventil 28 re lativ zu dem des Treibstoffeinspritzventils 26 um die feste Abfallspunkt-Korrekturzeit T2 vorgerückt.

Unter Berücksichtigung der Antwortcharakteristik des Luftsteuerungsventils 28, der Trägheit der Hilfsluft usw. wird eine Größe der Anstiegspunkt-Korrekturzeit T1 einge stellt, um einen maximalen Druck auf der stromauf der Luft zuführungsöffnungen 42 gelegenen Seite mittels eines ver größerten geöffneten Bereichs des Luftsteuerungsventils 28 zu einem Zeitpunkt A in Fig. 13 zu realisieren, wenn die Treibstoffeinspritzung tatsächlich gestartet wird. Anderer seits wird eine Größe der Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 ein gestellt, um den maximalen Druck auf der stromauf der Luft zufuhröffnungen 42 gelegenen Seite bis zu einem Zeitpunkt B in Fig. 13 beizubehalten, wenn die Treibstoffeinspritzung tatsächlich beendet ist, und danach schnell den Druck auf der stromauf davon gelegenen Seite abzusenken.

Während des Nicht-Leerlaufs oder des ausgeschalteten Leerlaufs (off-idle running) des Motors 2 bei einer Ge schwindigkeit von weniger als 2000 Umdrehungen pro Minute wird demgemäß die Hilfsluft hauptsächlich während der tat sächlichen Treibstoffeinspritzung zugeführt, so daß das Zerstäuben des eingespritzten Treibstoffes wie in dem Fall der Motorgeschwindigkeit gleich oder größer als 2000 Umdrehungen pro Minute erleichtert wird.

In jedem der Ausdrücke "Luftsteuerungsventil-Steuersi gnal", "offener Querschnittsbereich des Luftsteuerungsven tils", "Druck stromauf der Luftzufuhröffnung" und "Hilfsluftmenge", welche in Fig. 13 gezeigt sind, repräsen tiert eine durchgezogene Linie einen Fall, bei welchem der Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 gleich 100% ist, während eine gestrichelte Linie einen Fall repräsen tiert, bei welchem der Öffnungsgrad ACVA bei etwa 70% liegt. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, verändert sich der Öffnungsgrad des Drehtyp-Ventilteils 53 des Luftsteuerungs ventils 28 in Abhängigkeit des Arbeitsfaktors des Steuersi gnals, welches der Spule 57 des Luftsteuerungsventils 28 angelegt wird. Wie oben beschrieben, wird bei dieser bevor zugten Ausführungsform der Arbeitsfaktor, d. h. der Pegel des Steuersignals für das Luftsteuerungsventil 28 propor tional zu dem Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28, wie in Fig. 12 gezeigt, voreingestellt, und des weite ren wird der Öffnungsgrad ACVA in bezug auf die Motor-Kühl flüssigkeitstemperatur THW und den Drosselklappenöffnungs grad THO, wie in Fig. 11 gezeigt, bestimmt, um den Öff nungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 auf einen kleineren Wert als denjenigen zu begrenzen, welcher durch die mecha nische Begrenzung, wie in Fig. 4(A) gezeigt, definiert ist. Unter der Annahme, daß das Luftsteuerungsventil 28 normal gesteuert wird, um synchron mit der Treibstoffeinspritzung des Treibstoffeinspritzventils 26 geöffnet und geschlossen zu werden, wenn das Luftsteuerungsventil geöffnet wird, während der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 in folge einer Position des distalen Endes des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61, wie zum Beispiel in Fig. 5(B) ge zeigt, mechanisch begrenzt wird, wird dementsprechend die von der ECU 4 durchgeführte elektrische Begrenzung effek tiv um eine weitere Öffnungsdrehung des Ventilteils 53 zu verhindern, bevor das Sicherungsteil 59 mit dem Spitzenteil 61a des Bimetalls 61 zusammentrifft, so daß die mechanische Begrenzung in diesem Fall nicht arbeitet.

Wenn, wie oben beschrieben, der Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 reduziert wird, wird der Arbeits faktor des Steuersignals für das Luftsteuerungsventil 28 ebenso proportional dazu reduziert, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Andererseits ist, wie oben beschrieben, die Ventilöff nungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 umgekehrt pro portional zu dem Öffnungsgrad ACVA und somit zum Arbeits faktor. Wie dementsprechend aus der in Fig. 13 gezeigten Beziehung zwischen den durchgezogenen Linien, bei welchen der Öffnungsgrad ACVA 100% beträgt, und den gestrichelten Linien, bei welchen der Öffnungsgrad ACVA ca. 70% beträgt, zu sehen ist, wird die Ventilöffnungszeit TACV entsprechend dem Verringern des Arbeitsfaktors größer. Mit anderen Wor ten, in jedem der vorherigen Ausdrücke von Fig. 13 sind die Bereiche, welche durch in wechselseitig kreuzende Richtun gen gezogene schraffierte Flächen definiert sind, zueinan der gleich. Als Ergebnis sind die offene Querschnittsfläche des Luftsteuerungsventils 28 insgesamt, der Druck stromauf der Luftzufuhröffnungen 42 insgesamt und die Hilfsluftmenge insgesamt jeweils konstant, während das Luftsteuerungs ventil 28 geöffnet ist, unabhängig vom Öffnungsgrad ACVA, welcher 100% oder 70% beträgt.

Selbst wenn die elektrische Begrenzung des Öffnungsgra des des Luftsteuerungsventils 28 ausgeführt wird, während die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW die oberhalb von 50°C liegt, wie in Fig. 11 gezeigt, ist dementsprechend die Gesamtmenge der Hilfsluft, welche zugeführt wird, während das Luftsteuerungsventil 28 geöffnet ist, gleich der Menge, welche zugeführt wird, wenn keine derartige Begrenzung aus geführt wird.

Wenn unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 9 der Schritt 203 eine positive Antwort erzeugt, d. h. wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, rückt das Programm zu einem Schritt 207 in Fig. 10 vor, welcher bestimmt, ob eine Bedingung für eine Rückkopplungssteuerung einer Leerlauf-Motorgeschwin digkeit besteht. Es ist wohl bekannt, daß diese Rückkopp lungssteuerungsbedingung eine Bedingung repräsentiert, bei welcher die Rückkopplungssteuerung der Leerlauf-Motorge schwindigkeit notwendig ist, und sie ist somit erfüllt, wenn beispielsweise die überwachte Motor-Kühlflüssig keitstemperatur THW nicht kleiner als 80°C ist oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als 3 km/h ist. Der Schritt 207 erzeugt eine positive Antwort, wenn bestimmt wird, daß die Rückkopplungssteuerungsbedingung für den Motorleerlauf besteht, basierend auf der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW, die von dem Motor-Kühlflüssigkeitstemperatursensor 35 überwacht wird, und der Motorgeschwindigkeit, die von dem (nicht gezeigten) Fahrzeuggeschwindigkeitssensor überwacht wird.

In einem darauffolgenden Schritt 208 wird eine Soll- Leerlauf-Motorgeschwindigkeit N_T basierend auf Betriebsbe dingungen von vorgesehenen elektrischen Lasten eingestellt, d. h. von Stromverbrauchern wie einer Klimaanlage, und einer Getriebeposition eines Getriebeschalthebels wie einem N-Be reich (neutraler Bereich) und einem D-Bereich (Fahrbereich) im Falle einer im Fahrzeug angebrachten Automatikschaltung. Die Soll-Motorgeschwindigkeit N_T kann beispielsweise auf 700 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden. Danach lei tet ein Schritt 209 eine Geschwindigkeitsdifferenz ΔNe zwischen der Motorgeschwindigkeit Ne, die durch den Drehwinkelsensor 37 überwacht wird, und der Soll-Motorge schwindigkeit N_T basierend auf folgender Gleichung ab:

ΔNe = Ne-N_T.

Darauffolgend wird in einem Schritt 210 ein Korrektur wert ΔT2 basierend auf der abgeleiteten Geschwindigkeits differenz ΔNe unter Verwendung einer in Fig. 15 gezeigten Zuordnung eingestellt. Diese Zuordnung ist in dem ROM 4b gespeichert und definiert den Korrekturwert ΔT2 in bezug auf die Geschwindigkeitsdifferenz Δe. Ein nachfolgender Schritt 211 leitet einen neuen Wert der Abfallpunkt-Korrek turzeit T2 durch Addieren des Korrekturwertes ΔT2 ab, wel cher in dem Schritt 210 abgeleitet wurde, auf einen letzten oder vorhergehenden Wert der Abfallpunkt-Korrekturzeit T2, d. h. unter Verwendung der folgenden Gleichung:

T2 ← T2 + ΔT2.

Nun rückt das Programm zu dem Schritt 205 vor, bei wel chem die Anstiegspunkt-Korrekturzeit T1 auf den voreinge stellten positiven Wert TB eingestellt wird, welcher iden tisch ist wie in dem Fall des ausgeschalteten Motorleer laufs bei einer Geschwindigkeit von weniger als 2000 Um drehungen pro Minute. Danach leitet der Schritt 206 die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 auf dieselbe Art wie oben für den Schritt 206 beschrieben ab, d. h. unter Verwendung folgender Gleichung:

TACV = {T1 + (TAU + TAUV) + T2}×(100/ACVA).

Nach der Ausführung des Schrittes 206 wird das Unter programm beendet, um mit dem Schritt 300 in Fig. 7 fortzu fahren.

Wenn demgemäß das Luftsteuerungsventil 28 und das Treibstoffeinspritzventil 26 jeweils in den Schritten 1000 und 1100 mit der Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 geschlossen werden, welche in dem Schritt 211 auf einen positiven Wert eingestellt wird, wird ein Abfallpunkt in dem Steuersignal für das Luftsteuerungsventil 28 relativ zu dem für das Treibstoffeinspritzventil 26 durch die Abfallpunkt-Korrek turzeit T2, wie in Fig. 8 gezeigt, verzögert. Wie gezeigt wird die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 um den Korrekturwert ΔT2 derart korrigiert, daß die Geschwindigkeitsdifferenz Δ Ne zwischen der überwachten Motorgeschwindigkeit Ne und der Soll-Motorgeschwindigkeit N_T reduziert wird, so daß die tatsächliche Motorgeschwindigkeit Ne auf die Soll-Motorge schwindigkeit N_T konvergiert und bei 700 Umdrehungen pro Minute gehalten wird.

Wenn beispielsweise eine Last, welche an eine Kraft steuerungspumpe angelegt wurde, infolge des plötzlichen Lenken des Fahrzeugs sich erhöht, und, wie in Fig. 14 ange zeigt ist, zu einem Zeitpunkt C die Motorgeschwindigkeit Ne stark abfällt, leitet der Schritt 209 die Geschwindigkeits differenz ΔNe als einen negativen Wert ab, so daß der Schritt 210 den Korrekturwert ΔT2 als einen positiven Wert einstellt, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Dementsprechend wird die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 auf einen größeren Wert in dem Schritt 211 korrigiert, um die Ventilöffnungszeit TACV zu verlängern. Als Ergebnis wird eine Zufuhrmenge der Hilfsluft erhöht, um die Motorgeschwindigkeit Ne auf die Soll-Motorgeschwindigkeit N_T von 700 Umdrehungen pro Minute wiederherzustellen. Wenn andererseits die Klimaanlage akti viert ist, stellt der Schritt 208 die Soll-Motorgeschwin digkeit N_T beispielsweise auf 900 Umdrehungen pro Minute. Die tatsächliche Motorgeschwindigkeit Ne wird gesteuert, um durch die Schritte 209 bis 211 sich auf dieselbe oben be schriebene Art auf die Soll-Motorgeschwindigkeit N_T zu er höhen.

Die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 kann einen positiven oder einen negativen Wert haben. Wenn sich beispielsweise die Last, welche an die Kraftsteuerungspumpe angelegt wurde, verringert, um die Motorgeschwindigkeit Ne zu erhö hen, kann die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 auf einen nega tiven Wert eingestellt werden, um die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 zu verkürzen, so daß die tatsächliche Motorgeschwindigkeit Ne auf die Soll-Motorge schwindigkeit N_T konvergiert.

Wenn, wie in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt, der Motor sich im Leerlauf befindet, wobei die Rückkopp lungssteuerungsbedingung erfüllt ist, wird die Ventilöff nungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 durch die Ab fallpunkt-Korrekturzeit T2 geeignet korrigiert, um die Mo torgeschwindigkeit Ne auf die Soll-Motorgeschwindigkeit N_T konvergieren zu lassen, welche in Abhängigkeit der Be triebszustände der vorgesehenen Stromverbraucher und der Position des Getriebeschalthebels variabel eingestellt ist. Dementsprechend arbeitet die Hilfsluft nicht lediglich, um das Zerstäuben des eingespritzten Treibstoffes zu erleich tern, sondern ebenso, um die Leerlauf-Motorgeschwindigkeit zu steuern.

Wenn wiederum bezüglich des Schrittes 207 der Schritt 207 eine negative Antwort erzeugt, d. h. wenn die Rückkopp lungssteuerungsbedingung nicht besteht, stellt ein Schritt 212 basierend auf der überwachten Motor-Kühlflüssigkeits temperatur THW unter Verwendung einer in Fig. 16 gezeigten Zuordnung einen Korrekturwert T2_THW ein. Die Zuordnung ist in dem ROM 4b gespeichert und definiert den Korrekturwert T2_THW in bezug auf die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW. Darauffolgend überprüft ein Schritt 213, ob irgendeine vorausgewählte Last zum Verringern der Motorgeschwindigkeit Ne angelegt ist oder nicht, d. h. ob Stromverbraucher wie die Klimaanlage aktiviert sind oder nicht, oder ob eine Ge triebeschalthebelposition auf beispielsweise den D-Bereich im Falle eines Fahrzeugs mit Automatikschaltung geschaltet ist. Wenn im Schritt 213 die Antwort JA ist, rückt das Pro gramm zu einem Schritt 214 vor, bei welchem ein Korrektur wert T2_LD in Abhängigkeit der angelegten Lasten, wie im Schritt 213 überprüft, eingestellt wird. Danach wird in ei nem Schritt 215 die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 basierend auf Korrekturwerten T2_THW und T2_LD unter Verwendung der folgenden Gleichung abgeleitet:

T2 ← T2_THW + T2_LD.

Nun rückt das Programm zu dem Schritt 205 vor, welcher die Anstiegspunkt-Korrekturzeit T1 auf dieselbe oben be schriebene Art einstellt, und danach zu dem Schritt 206, welcher die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsven tils 28 auf dieselbe vorher beschriebene Art ableitet.

Wenn der Schritt 213 eine negative Antwort erzeugt, d. h. wenn keine vorausgewählte Last angelegt ist, stellt danach der Schritt 215 die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 auf den Korrekturwert T2_THW ein, welche in dem Schritt 212 ab geleitet wurde.

Nach der Ausführung des Schrittes 206 wird das Unter programm beendet, um mit den Schritten 300 bis 1100, wie oben vorher beschrieben, fortzufahren.

Wie in Fig. 16 gezeigt, wird der Korrekturwert T2_THW auf einen größeren positiven Wert eingestellt, wenn sich die überwachte Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW verrin gert, und auf einen negativen Wert, wenn die Motor-Kühl flüssigkeitstemperatur THW größer als etwa 70°C ist, wobei das Warmlaufen des Motors im wesentlichen beendet ist. Wenn das Luftsteuerungsventil 28 und das Treibstoffeinspritz ventil 26 jeweils in den Schritten 1000 und 1100 in Fig. 7 geschlossen werden, wird als Ergebnis der Abfallpunkt in dem Steuersignal für das Luftsteuerungsventil 28 durch die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2 bei einer niedrigen Motor temperatur, wie in Fig. 8 gezeigt ist, verzögert, so daß die Motorgeschwindigkeit Ne infolge einer ansteigenden Zu fuhr von Hilfsluft für den schnellen Motorleerlauf erhöht wird. Nachdem andererseits das Motor-Warmlaufen beendet ist, wird der Abfallpunkt in dem Steuersignal für das Luft steuerungsventil 28 durch die Abfallpunkt-Korrekturzeit T2, wie in Fig. 13 gezeigt, vorgerückt, so daß die Motorge schwindigkeit infolge einer abnehmenden Zufuhr von Hilfs luft verringert wird, um den schnellen Leerlaufbetrieb des Motors zu beenden.

Andererseits wird in dem Schritt 214 der Korrekturwert T2_LD auf einen positiven Wert eingestellt, welcher in Ab hängigkeit der Lasten vorbestimmt wird. Da der Korrektur wert T2_LD ein positiver Wert ist, wird die Ventilöffnungs zeit TACV verlängert, wenn der Korrekturwert T2_LD addiert wird. Als Ergebnis wird infolge einer ansteigenden Zufuhr von Hilfsluft das Abfallen der Leerlauf-Motorgeschwindig keit Ne verhindert, welches andererseits infolge beispiels weise einer Last hervorgerufen wird, die von einem Dreh momentwandler angelegt wird, wenn die Getriebeposition in den D-Bereich von dem N-Bereich geschaltet wird, oder die Leerlauf-Motorgeschwindigkeit Ne wird auf einen Betrag zum Sichern beispielsweise der Kühlkraft erhöht, wenn die Klimaanlage aktiviert wird.

Wenn, wie in der vorherigen Beschreibung gezeigt, die Rückkopplungssteuerbedingung nicht während des Motorleer laufs besteht, wird die Ventilöffnungszeit TACV um die Ab fallpunkt-Korrekturzeit T2 erhöht oder verringert, um die Leerlauf-Motorgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur zu steuern. Darüber hinaus wird die Ventilöffnungszeit TACV um die Abfallpunkt-Korrektur zeit T2 erhöht, wenn wenigstens eine der vorausgewählten Lasten an den Motor angelegt wird, um die Leerlauf-Motorge schwindigkeit in Abhängigkeit der an den Motor angelegten Last zu steuern. Als Ergebnis arbeitet die Hilfsluft unter dieser Motorleerlaufbedingung nicht nur, um das Zerstäuben der eingespritzten Flüssigkeit zu erleichtern, sondern ebenso, um die Leerlauf-Motorgeschwindigkeit auf einen optimalen Pegel wie in dem Fall zu steuern, bei welchem die Rückkopplungssteuerbedingung unter dem Motorleerlauf be steht.

Wie weiter gezeigt, wird die Steuerung des Öffnungsgra des des Luftsteuerungsventils 28 basierend auf dem Arbeits faktor, welcher in dem Schritt 200A abgeleitet wurde, wäh rend des Motorleerlaufs, wie in dem Fall des ausgeschalte ten Motorleerlaufs unabhängig davon, ob die Rückkopplungs steuerungsbedingung erfüllt ist oder nicht, ausgeführt. Dementsprechend verändert sich wie in dem Fall des ausge schalteten Motorleerlaufs bei einer Geschwindigkeit von weniger als 2000 Umdrehungen pro Minute der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 in Abhängigkeit des Arbeits faktors des Steuersignals, welches in dem Schritt 200A in Fig. 9 abgeleitet wurde, und die von der ECU 4 durchge führte elektrische Begrenzung wird effektiv, um eine weitere Öffnungsdrehung des Ventilteils 53 des Luftsteuerungsventils 28 zu verhindern, bevor das Sicherungsteil 59 mit dem Spitzenteil 61a des Bimetalls 61 zusammentrifft, so daß die mechanische Begrenzung normal nicht arbeitet. Des weiteren sind die offene Schnittfläche des Luftsteuerungsventils 28 insgesamt, der Druck stromauf der Luftzufuhröffnungen 42 insgesamt und der Hilfsluft betrag insgesamt während des geöffneten Luftsteuerungs ventils 28 jeweils unabhängig von einer Größe des Öffnungs grades ACVA des Luftsteuerungsventils 28 konstant.

Wenn, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform oben beschrieben, die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur 50°C überschreitet, insbesondere während des Motorleerlaufs, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 auf ei nen kleineren Wert umgekehrt proportional zu der Motor- Kühlflüssigkeitstemperatur sowohl auf mechanische als auch auf elektrische Art gesteuert. Selbst wenn der Motor mit dem infolge eines Fehler kontinuierlich geöffneten Luft steuerungsventils 26 leerläuft, da der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 auf einen kleineren Wert begrenzt wird, wenn die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur über 50°C ansteigt, wird dementsprechend verhindert, daß die Leer lauf-Motorgeschwindigkeit durch Unterdrücken eines Zufuhr betrags von Hilfsluft übermäßig ansteigt, d. h. die Einlaß luftmenge Q, und somit durch Reduzieren des Treibstoffein spritzbetrages. Wenn insbesondere die elektrische Steuerung des Öffnungsgrades des Luftsteuerungsventils 28 versagt, wird die mechanische Steuerung aktiv, um das Überdrehen des Motors 2 zu verhindern.

Wenn des weiteren in der ersten bevorzugten Ausfüh rungsform die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur 50°C über schreitet, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 nicht nur umgekehrt proportional zu der Motor-Kühlflüs sigkeitstemperatur, sondern ebenso proportional zu dem Öff nungsgrad des Drosselklappenventils 14 gesteuert. Wenn der Öffnungsgrad des Drosselklappenventils 14 sich erhöht, um eine Druckdifferenz zwischen einem Druck eines Einlaßports 11 und dem atmosphärischen Druck zu reduzieren, während die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur mehr als 50°C beträgt, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 propor tional zu dem Anwachsen des Öffnungsgrades des Drosselklap penventils 14 gesteuert, so daß ein Druckverlust der Hilfs luft an dem Luftsteuerungsventil 28 unterdrückt wird, um einen hinreichenden Betrag von Hilfsluft zu sichern. Dies sichert das effektive Zerstäuben des eingespritzten Treib stoffes von dem Treibstoffeinspritzventil 26.

Da des weiteren in der ersten bevorzugten Ausführungs form die elektrische Steuerung des Öffnungsgrades des Luft steuerungsventils 28, welche von der ECU 4 durchgeführt wird, einen begrenzten Öffnungsgrad vorsieht, welcher klei ner ist als der von der mechanischen Steuerung vorgesehene und von der Verbindung 65, dem Bimetall 61, dem Sicherungs teil 59 und ähnlichem durchgeführte begrenzte Öffnungsgrad. Wenn dementsprechend das Luftsteuerungsventil 28 mit einem begrenzten Öffnungsgrad während des Normalbetriebs geöffnet ist, wird die elektrische Begrenzung des Öffnungsgrades des Luftsteuerungsventils 28 effektiv, bevor die mechanische Begrenzung effektiv wird, d. h. vor dem Angrenzen des Sicherungsteils 59 an das Spitzenteil 61a des Bimetalls 61. Dies verhindert effektiv die Abnutzung oder Zerstörung von zugeordneten Teilen, welche den mechanischen Steuermecha nismus darstellen, so daß die Beständigkeit dieser zugeord neten Teile gesichert ist, um die Zuverlässigkeit zur Ver hinderung des Überdrehens während des Motorleerlaufs zu er höhen.

Des weiteren wird in der ersten bevorzugten Ausfüh rungsform die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungs ventils 28 umgekehrt proportional zu dem Öffnungsgrad ACVA des Luftsteuerungsventils 28 abgeleitet. Wenn dementspre chend das Luftsteuerungsventil 28 mit einem begrenzten Öff nungsgrad während des Normalbetriebs geöffnet ist, wobei der Öffnungs- und Schließbetrieb des Luftsteuerungsventils 28 im wesentlichen synchron mit dem Treibstoffeinspritzen durchgeführt wird, ist der Gesamtbetrag der Hilfsluft, wäh rend das Luftsteuerungsventil 28 geöffnet ist, gleich dem Betrag, welcher zugeführt wird, wenn die Steuerung des Öff nungsgrads des Luftsteuerungsventils 28 nicht ausgeführt wird. Dies sichert das effektive Zerstäuben des einge spritzten Treibstoffes. Desweiteren ist eine geforderte Leerlauf-Motorgeschwindigkeit selbst dann gesichert, wenn das Luftsteuerungsventil 28 mit dem begrenzten Öffnungsgrad geöffnet ist.

Anstelle des Öffnungsgrades des Drosselklappenventils 14 kann ein anderer Parameter wie die Einlaßluftmenge, der Einlaßvakuumdruck oder der Treibstoffeinspritzbetrag, wel che eine Motorlast anzeigen, als Parameter zum Bestimmen des Öffnungsgrades des Luftsteuerungsventils 28 verwendet werden.

Anstelle der Verbindung 65 und des Bimetalls 61 kann es des weiteren vorgesehen sein, daß eine Position eines Spitzenteils eines mechanischen Teils, welches eine Form ähnlich der des Bimetalls besitzt, von der ECU 4 oder einem anderen Mikrocomputer, einer elektronischen Schaltung oder ähnlichem basierend auf der überwachten Motor-Kühlflüssig keitstemperatur und dem Drosselklappenventil-Öffnungsgrad gesteuert wird. Wenn eine solche Positionssteuerung von dem Mikrocomputer, der elektronischen Schaltung oder ähnlichem anders als von der ECU 4 durchgeführt wird, selbst wenn das Luftsteuerungsventil 28 infolge eines Fehlers der ECU 4 kontinuierlich geöffnet ist, wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 verläßlich gesteuert, so daß das Überdrehen des Motors 2 während des Motorleerlaufs effektiv verhindert wird.

Des weiteren kann anstelle des Begrenzens des Öffnungs grades des Luftsteuerungsventils 28 ein Öffnungsgrad des Lufteinführungsabschnittes 27a des Hilfsluftdurchgangs 27 unabhängig des Öffnungs- und Schließbetriebs des Luftsteue rungsventils 28 gesteuert werden. Beispielsweise kann ins besondere eine variable oder einstellbare Drosselung in dem Einführungsabschnitt 27a an einer Position stromab des Luftauslasses 52 des Luftsteuerungsventils 28 oder einer anderen Position vorgesehen sein, und ein Drosselungsgrad der einstellbaren Drosselung kann mittels eines Bimetalls verändert werden, welcher mit dem Drosselklappenventil 14 über eine Verbindung verbunden ist, oder kann durch die ECU 4 oder eine andere Steuereinrichtung basierend auf der überwachten Motorlast und der Motor-Kühlflüssigkeitstempe ratur gesteuert werden.

Des weiteren kann anstelle des Ableitens des Arbeits faktors des der Spule 57 anzulegenden Steuersignals basie rend auf der Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur THW, welche die Motortemperatur anzeigt, und dem Drosselklappenöff nungsgrad THO, welcher die Motorlast anzeigt, der Arbeits faktor durch direktes Erfassen einer Position des distalen Endes des Spitzenteils 61a des Bimetalls 61 abgeleitet wer den. Wie ebenso in dieser Modifikation gezeigt ist, wird der Arbeitsfaktor bestimmt, um einen begrenzten Öffnungs grad des Luftsteuerungsventils 28 vorzusehen, welcher kleiner ist als der von der Position des distalen Endes des Spitzenteils 61a vorgesehene begrenzte Öffnungsgrad.

Nun wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unten beschrieben.

In der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird ein Öffnungsgrad eines Luftsteuerungsventils durch Auswählen einer Kombination von Ein/Aus-Steuerungen von angeregten Spulen 57(1) und 57(2) in Abhängigkeit von Betriebszustän den des Motors 2 wie einem thermischen Motorzustand und einer Motorgeschwindigkeit wie in der vorhergehenden ersten bevorzugten Ausführungsform gegenübergestellt bestimmt, bei welcher der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 durch den Arbeitsfaktor des an das Luftsteuerungsventil 28 anzu legenden Steuersignals bestimmt wird. In dieser Ausfüh rungsform wird eine magnetomotorische Kraft der Spule 57(2) größer eingestellt als die der Spule 57(1).

Fig. 17 zeigt eine schematische perspektivische An sicht, welche die Struktur des in dieser bevorzugten Aus führungsform zu verwendenden Luftsteuerungsventils 28 dar stellt. In Fig. 17 repräsentieren dieselben Bezugszeichen und Markierungen wie in Fig. 3 dieselben oder entsprechende Elemente.

Wenn in Fig. 17 der Strom zwischen Anschlüssen A-B fließt, um die Spule 57(1) anzuregen, wird das Luftsteue rungsventil 28 bei einem Öffnungsgrad von etwa 40%, wie in Fig. 18(B) gezeigt, geöffnet. Wenn andererseits der Strom zwischen den Anschlüssen C-D fließt, um die Spule 57(2) an zuregen, wird das Luftsteuerungsventil 28 bei einem Öff nungsgrad von etwa 60%, wie in Fig. 18(C) gezeigt, geöff net. Wenn des weiteren der Strom zwischen Anschlüssen A-B und zwischen Anschlüssen C-D in derselben Richtung fließt, um die Spulen 57(1) und 57(2) anzuregen, wird das Luft steuerungsventil 28 vollständig geöffnet, wie in Fig. 18(D) gezeigt ist. Wenn andererseits keine der Spulen 57(1) und 57(2) angeregt wird, ist das Luftsteuerungsventil 28 voll ständig geschlossen, wie in Fig. 18(A) gezeigt ist.

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, welches von der ECU 4 ausgeführt werden soll, zum Steuern des Öffnungsgrades des Luftsteuerungsventils 28 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform. In dem Flußdiagramm von Fig. 19 wird ein Schritt 50 dem Flußdiagramm von Fig. 7 hinzugefügt. Des weiteren, wie oben beschrieben ist, wird die Ein/Aus-Steuerung zum Steuern des Öffnungsgrades des Luftsteuerungsventils 28 in der zweiten Ausführungsform verwendet, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gegenübergestellt ist, welche dafür die Arbeitsfaktor steuerung verwendet. Die zweite bevorzugte Ausführungsform wird unten beschrieben, hauptsächlich unter Bezugnahme auf Differenzen relativ zu der ersten bevorzugten Ausführungs form.

In Fig. 19 leitet der erste Schritt 100 die Ventilöff nungszeit (TAU + TAUV) des Treibstoffeinspritzventils 26 wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform ab. Darauf folgend leitet der Schritt 200 die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 ab. Obwohl der Arbeitsfaktor in dem Schritt 200 in Fig. 7 abgeleitet wird, wie von dem Schritt 200A in Fig. 9 zu sehen ist, leitet der Schritt 200 in Fig. 19 den Arbeitsfaktor nicht ab, da die Ein/Aus- Steuerung wie oben beschrieben verwendet wird. Danach rückt das Programm zu dem Schritt 250 vor, welcher die anzure gende Spule oder Spulen unter Verwendung einer Zuordnung von Fig. 20 bestimmt, um einen Öffnungsgrad des Luftsteue rungsventils 28 in Abhängigkeit des Betriebszustands des Motors 2 vorzusehen. Die Zuordnung von Fig. 20 ist in dem ROM 4b gespeichert und definiert die anzuregende Spule oder Spulen in bezug auf die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur und die Motorgeschwindigkeit.

In der Zuordnung von Fig. 20 wird angenommen, daß n1 eine Leerlauf-Motorgeschwindigkeit von 700 Umdrehungen pro Minute und n2 eine Motorgeschwindigkeit von 2000 Umdrehun gen pro Minute repräsentiert. Wenn die Motor-Kühlflüssig keitstemperatur weniger als 50°C beträgt oder wenn die Mo torgeschwindigkeit unter 2000 Umdrehungen pro Minute liegt (d. h. bevor das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist oder unter hoher Motorlast), werden beide Spulen 57(1) und 57(2) angeregt, um das Luftsteuerungsventil 28 vollständig zu öffnen, wie in Fig. 18(D) gezeigt ist. Wenn andererseits die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur weniger als 50°C be trägt und wenn die Motorgeschwindigkeit unter 2000 Umdrehungen pro Minute liegt, wird lediglich eine der Spu len 57(1) und 57(2) angeregt. Wenn insbesondere die Motor geschwindigkeit im wesentlichen die Leerlaufgeschwindigkeit ist (d. h. wenn eine kleine Menge der Hilfsluft benötigt wird) wird lediglich die Spule 57(1) angeregt, um das Luft steuerungsventil 28 zu öffnen, wie in Fig. 18(B) gezeigt ist. Wenn andererseits die Motorgeschwindigkeit nicht im wesentlichen die Leerlaufgeschwindigkeit ist (d. h. wenn die Hilfsluft in einem größeren Umfang benötigt wird), wird le diglich die Spule 57(2) angeregt, um das Luftsteuerungs ventil 28 zu öffnen, wie in Fig. 18(C) gezeigt ist.

Nach der Ausführung des Schrittes 250 führt die ECU 4 die Schritte 300 bis 1100 wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform aus, außer daß das Luftsteuerungsventil 28 durch Anregung der im Schritt 250 ausgewählten Spule oder Spulen geöffnet wird.

In der zweiten bevorzugten Ausführungsform liest der Schritt 200A in Fig. 9 die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur und die Motorgeschwindigkeit aus, um den Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 abzuleiten, welcher dem Öffnungs grad entspricht, der durch Anregung der in dem Schritt 250 in Fig. 19 und wie in Fig. 18(B), 18(C) und 18(D) ge zeigt, realisiert ist. Dementsprechend leitet der Schritt 206 die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 umgekehrt proportional zu dem Öffnungsgrad des Luft steuerungsventils 28 wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform ab.

Da in der zweiten bevorzugten Ausführungsform die Ein/Aus-Steuerung ausgeführt wird, um den Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 zu steuern, wird die Antwortcha rakteristik der Öffnungsgradsteuerung im Vergleich mit der Arbeitsfaktorsteuerung der ersten bevorzugten Ausführungs form verbessert. Dies liegt an einer Antwortverzögerung, welche bei der Arbeitsfaktorsteuerung hervorgerufen wird, bevor ein Stromwert einen Sollwert erreicht. Wie in der zweiten bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wird die Zer stäubung des eingespritzten Treibstoffs effektiv durch Auf bereiten der Zuordnung von Fig. 20 optimal erreicht.

Des weiteren sind in der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform die Spulen 57(1) und 57(2) eingerichtet, unter schiedliche magnetomotorische Kräfte aufzuweisen. Jedoch können die Spulen 57(1) und 57(2) dieselbe magnetomotori sche Kraft besitzen. In diesem Fall kann das Luftsteue rungsventil 28 die vollständig geschlossene Position, die vollständig geöffnete Position und eine Position zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig geöffne ten Position besitzen. Des weiteren können mehr als zwei Anregungsspulen in dem Luftsteuerungsventil 28 vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine empfindlichere Öffnungsgrad steuerung des Luftsteuerungsventils 28 erreicht werden. Des weiteren kann der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 auf einen anderen Wert als 60%, beispielsweise auf 70% ein gestellt werden, wenn lediglich die Spule 57(2) angeregt wird. Es kann noch eine weitere in der Zuordnung von Fig. 20 vorhandene horizontal gestrichelte Linie anstelle einer schrägen durchgezogenen Linie verwendet werden.

Des weiteren kann bei der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform die mechanische Steuerung des Öffnungsgrads des Luftsteuerungsventils, 15605 00070 552 001000280000000200012000285911549400040 0002004403530 00004 15486 wie in Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) gezeigt, ausgelassen werden.

Die Struktur der oben nicht beschriebenen zweiten be vorzugten Ausführungsform ist dieselbe wie die der ersten bevorzugten Ausführungsform.

Nun wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 21(A) zeigt eine schematisch perspektivische An sicht, welche die Struktur eines in der dritten bevorzugten Ausführungsform zu verwendendenden Luftsteuerungsventils 28 darstellt. In Fig. 21(A) repräsentieren dieselben Bezugs zeichen und Markierungen wie in Fig. 17 dieselben oder ent sprechende Elemente in Fig. 17. Fig. 21(B) zeigt ein Dia gramm, welches eine Ansteuerungsschaltung des Luftsteue rungsventils 28 in Fig. 21(A) darstellt. Fig. 22(A), 22(B), 22(C) und 22(D) zeigen jeweils Diagramme zum Erläu tern des Betriebs des Luftsteuerungsventils 28 in Fig. 21(A).

In der vorhergehenden zweiten bevorzugten Ausführungs form besitzt das Luftsteuerungsventil 28, d. h. das Drehtyp- Ventilteil 53 eine Ventilöffnungsrichtung. Demgegenüber be sitzt in der dritten Ausführungsform das Luftsteuerungsven til 28, d. h. das Drehtyp-Ventilteil 53 zwei entgegengesetz te Ventilöffnungsrichtungen. Des weiteren besitzt in der dritten bevorzugten Ausführungsform das Luftsteuerungsven til 28 zwei Luftauslaßöffnungen 52a und 52b anstelle einer einzigen Luftauslaßöffnung 52. Die Luftauslaßöffnung 52a ist mit den Motorzylindern #1 und #2, und die Luftaus laßöffnung 52b ist mit den Motorzylindern #3 und #4 verbun den. Insbesondere gabelt sich der Hilfsluftdurchgang 27 an den Luftauslaßöffnungen 52a und 52b und des weiteren an den Seiten stromab jedes der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b, so daß die Luftausströmabschnitte 27b der Motorzylinder #1 und #2 mit der Luftauslaßöffnung 52a und die Luftaus strömabschnitte 27b der Zylinder #3 und #4 mit der Luftaus laßöffnung 52b verbunden sind. Dementsprechend kann Hilfs luft pro Zylindergruppe der zwei Zylindergruppen zugeführt werden, wobei die erste Zylindergruppe die Zylinder #1 und #2 enthält und die zweite Zylindergruppe die Zylinder #3 und #4 enthält.

In der dritten bevorzugten Ausführungsform wird eine magnetomotorische Kraft einer Anregungsspule 57(4) größer eingestellt als diejenige einer Anregungsspule 57(3), so daß eine der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b bei einem Öff nungsgrad von etwa 50% geöffnet wird, wenn lediglich die Spule 57(3) angeregt wird, daß eine der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b vollständig geöffnet wird, wenn die Spulen 57(3) und 57(4) in unterschiedliche Richtungen zueinander angeregt werden, und daß beide Luftauslaßöffnungen 52a und 52b vollständig geöffnet werden, wenn die Spulen 57(3) und 57(4) in derselben Richtung zueinander angeregt werden.

Der Betrieb des Luftsteuerungsventils 28 wird unten de tailliert unter Bezugnahme auf Fig. 21(A), 21(B) und 22(A) bis 22(D) beschrieben. Fig. 22(A) bis 22(D) zeigen jeweils Diagramme, welche die Ventilpositionen des Luft steuerungsventils 28 darstellen, wenn das Luftsteuerungs ventil 28 in der Öffnungsrichtung zum Steuern der Hilfsluft relativ zu der ersten Zylindergruppe (#1, #2) betrieben wird.

In Fig. 21(B) sind S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 und S42 Transistoren, welche jeweils als Schaltelemente ar beiten. Wenn die Hilfsluft der ersten Zylindergruppe (#1, #2) zugeführt wird, wobei die Luftauslaßöffnung 52a um 50% geöffnet ist, wie in Fig. 22(B) gezeigt ist, werden die Transistoren S11 und S12 eingeschaltet. Dementsprechend fließt Strom von Anschluß A zu Anschluß B, so daß N-Pole an der Spule 57(3) auf einer Seite des Anschlusses A gegen überliegend dem Permanentmagneten 55 erscheinen und S-Pole an der Spule 57(3) auf einer Seite des Anschlusses B gegen überliegend dem Permanentmagneten 55 erscheinen. Als Ergeb nis wird eine abstoßende Kraft zwischen dem Permanent magneten 55 und der Spule 57(3) erzeugt, so daß das Luft steuerungsventil 28 in eine Öffnungsposition gesteuert wird, wie in Fig. 22(B) gezeigt ist.

Wenn andererseits die Hilfsluft der ersten Zylinder gruppe (#1, #2) mit der vollständig geöffneten Luftaus laßöffnung 52a, wie in Fig. 22(C) gezeigt, zugeführt wird, werden die Transistoren S31 und S32 und des weiteren die Transistoren S21 und S22 eingeschaltet. Dementsprechend werden die Spulen 57(3) und 57(4) mit dem Strom angeregt, welcher in entgegengesetzte Richtungen fließt. Da jedoch die magnetomotorische Kraft der Spule 57(4) größer einge stellt ist als die der Spule 57(3), wie oben beschrieben, wird ein Magnetfeld entsprechend einer Differenz zwischen den magnetomotorischen Kräften der Spulen 57(3) und 57(4) um eine Spuleneinheit herum erzeugt, d. h. um die Spulen 57(3) und 57(4). Insbesondere erscheinen N-Pole an der Spuleneinheit auf einer Seite des Anschlusses A (C) dem Permanentmagneten 55 gegenüberliegend, und es erscheinen S- Pole an der Spuleneinheit auf einer Seite des Anschlusses B (D) dem Permanentmagneten 55 gegenüberliegend. Als Ergebnis wird eine abstoßende Kraft zwischen dem Permanentmagneten 55 und der Spuleneinheit erzeugt, so daß das Luft steuerungsventil 28 gesteuert wird, um offen zu sein, wie in Fig. 22(C) gezeigt ist.

Wenn des weiteren die Hilfsluft zu den ersten und zwei ten Zylindergruppen (#1, #2, #3, #4) mit den vollständig geöffneten Luftauslaßöffnungen 52a und 52b, wie in Fig. 22(D) gezeigt, zugeführt wird, werden die Transistoren S11, S12, S31 und S32 eingeschaltet. Dementsprechend werden die Spulen 57(3) und 57(4) in derselben Richtung zueinander angeregt, so daß eine kombinierte abstoßende Kraft zwischen dem Permanentmagneten 55 und der Spuleneinheit erzeugt wird. Als Ergebnis wird das Luftsteuerungsventil 28 ge steuert, um, wie in Fig. 22(D) gezeigt, offen zu sein.

Wenn, wie gezeigt, das Luftsteuerungsventil 28, d. h. das Ventilteil 53 in einer Ventilöffnungsrichtung entgegen gesetzt zu der in den Fig. 22(A) bis 22(D) gezeigten ge steuert wird, um eine Zufuhr von Hilfsluft relativ zu der zweiten Zylindergruppe (#3, #4) zu steuern, wird die Spule 57(3) mit dem Strom angeregt, welcher in eine entgegenge setzte Richtung zu derjenigen entsprechend Fig. 22(B) fließt, die Spulen 57(3) und 57(4) werden mit dem Strom an geregt, welcher jeweils in Richtungen entgegengesetzt zu jenen gemäß Fig. 22(C) fließt, und die Spulen 57(3) und 57(4) werden mit dem Strom angeregt, welcher in eine Rich tung entgegengesetzt zu der entsprechend Fig. 22(D) fließt. In diesen Fällen erscheinen S-Pole an der Spuleneinheit auf einer Seite des Anschlusses A (C) dem Permanentmagneten 55 gegenüberliegend, und es erscheinen N-Pole an der Spulen einheit auf einer Seite des Anschlusses B (D) dem Perma nentmagneten 55 gegenüberliegend, so daß das Luft steuerungsventil 28 mittels einer Anziehungskraft zwischen dem Permanentmagneten 55 und der Spuleneinheit gesteuert wird, um geöffnet zu werden. Wenn keine der Spulen 57(3) und 57(4) angeregt wird, schließt das Luftsteuerungsventil 28 vollständig die Luftauslaßöffnungen 52a und 52b, wie in Fig. 22(A) gezeigt ist.

Fig. 23 zeigt ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, welches von der ECU 4 ausgeführt werden soll, zum Steuern des Öffnungsgrades und der Öffnungsrichtung des Luftsteue rungsventils 28 entsprechend der dritten bevorzugten Aus führungsform. In dem Flußdiagramm von Fig. 23 ist der Schritt 250 in dem Flußdiagramm von Fig. 19 durch einen Schritt 250′ ersetzt worden. Die dritte bevorzugte Ausfüh rungsform wird anschließend beschrieben, wobei hauptsäch lich auf die Unterschiede relativ zu der zweiten bevorzug ten Ausführungsform Bezug genommen wird.

In Fig. 23 leiten die Schritte 100 und 200 die Ventil öffnungszeit (TAU + TAUV) des Treibstoffeinspritzventils 26 und die Ventilöffnungszeit TACV des Luftsteuerungsventils 28 wie in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ab. Da nach rückt das Programm zu dem Schritt 250 vor, welcher unter Verwendung einer Zuordnung von Fig. 24(A) die anzure gende Spule oder Spulen bestimmt, um einen Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 in Abhängigkeit des Betriebszu standes des Motors 2 vorzusehen. Die Zuordnung von Fig. 24(A) ist in dem ROM 4b gespeichert und definiert die anzu regende Spule oder Spulen in bezug auf die Motor-Kühlflüs sigkeitstemperatur und die Motorgeschwindigkeit. Der Schritt 250′ bestimmt desweiteren die Stromflußrichtung oder Richtungen zum Anregen der Spuleneinheit, d. h. die Öffnungsrichtung des Luftsteuerungsventils 28 basierend auf einem Motorzylinder, in welchen Treibstoff eingespritzt werden soll (hiernach als "Einspritzzylinder" bezeichnet).

Wie gezeigt, wird die Öffnungsrichtung des Luftsteuerungs ventils 28 bestimmt, um die Hilfsluft relativ zu der Zylin dergruppe, die den Einspritzzylinder enthält, zu steuern.

Wenn in der Zuordnung von Fig. 24(A) die Motorgeschwin digkeit geringer als n2 (beispielsweise 2000 Umdrehungen pro Minute) ist und die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur unterhalb 60°C liegt, werden die Spulen 57(3) und 57(4) mit Strom angeregt, welcher in dieselbe Richtung zueinander fließt, so daß das Luftsteuerungsventil 28 gesteuert wird, um vollständig beide Luftauslaßöffnungen 52a und 52b zu öffnen, wie in Fig. 22(D) gezeigt ist. Wenn andererseits die Motorgeschwindigkeit geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute ist, welche größer als n1 (Leerlaufgeschwindigkeit, beispielsweise 700 Umdrehungen pro Minute) um eine gegebene Geschwindigkeit (beispielsweise 300 Umdrehungen pro Minute) ist und die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur weniger als 70°C beträgt, wird lediglich die Spule 57(3) angeregt, so daß das Luftsteuerungsventil 28 gesteuert wird, einen der Luf tauslaßöffnungen 52a und 52b um 50% zu öffnen, wie in Fig. 22(B) gezeigt ist. Des weiteren werden in einem Zustand, welcher anders als die vorhergehenden Zustände ist, die Spulen 57(3) und 57(4) mit Strom angeregt, welcher in ent gegengesetzte Richtungen zueinander fließt, so daß das Luftsteuerungsventil 28 gesteuert wird, um vollständig einen der Auslaßöffnungen 52a und 52b zu öffnen, wie in Fig. 22(C) gezeigt ist.

Da die Treibstoffeinspritzzeit groß ist, während die Motortemperatur niedrig ist, wenn die Motorgeschwindigkeit hoch ist, ist es schwierig, die Schaltoperation des Luft steuerungsventils 28 zwischen den Luftauslaßöffnungen 52a und 52b genau auszuführen. Dementsprechend werden in diesem Zustand die Spulen 57(3) und 57(4) in derselben Richtung zueinander angeregt, um vollständig beide Luftauslaß öffnungen 52a und 52b zu öffnen. Während einer geringen Motorgeschwindigkeit nach Beendigung des Warmlaufens des Motors wird andererseits, da ein geforderter Hilfsluft betrag klein ist, lediglich die Spule 57(3) angeregt, um einen der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b um 50% zu öff nen. Dies arbeitet, um ein Pulsierungsgeräusch zu reduzie ren, da eine durch den Betrieb des Luftsteuerungsventils 28 hervorgerufene Druckveränderung reduziert wird.

Nach der Ausführung des Schrittes 250′ führt die ECU 4 die Schritte 300 bis 1100 wie in der zweiten bevorzugten Ausführungsform aus, außer daß das Luftsteuerungsventil 28 durch Anregung der in dem Schritt 250 ausgewählten Spule oder Spulen mit der Stromflußrichtung oder den Richtungen geöffnet wird, d. h. der Anregungsrichtung oder den Richtun gen, welche in dem Schritt 250′ bestimmt worden sind.

In der dritten bevorzugten Ausführungsform liest der Schritt 200A in dem Flußdiagramm von Fig. 9 die Motor-Kühl flüssigkeitstemperatur und die Motorgeschwindigkeit aus, um den Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils 28 zu bestimmen, so daß der Öffnungsgrad 100% beträgt, wenn eine der zwei Luftauslaßöffnungen 52a und 52b oder beide vollständig ge öffnet sind, und so daß der Öffnungsgrad 50% beträgt, wenn eine der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b um 50% geöffnet ist.

Die Zuordnungscharakteristik ist nicht auf die in Fig. 24(A) gezeigte beschränkt, und die entsprechenden Öffnungs grade des Luftsteuerungsventils 28 sind nicht auf jene, wie oben beschrieben, beschränkt. Beispielsweise können die Spulen 57(3) und 57(4) dieselbe magnetomotorische Kraft be sitzen, und die Zuordnungscharakteristik kann eingestellt werden, wie in Fig. 24(B) gezeigt ist. Die Zuordnungscha rakteristik führt dazu, daß beide Spulen 57(3) und 57(4) angeregt werden, um beide Luftauslaßöffnungen 52a und 52b vollständig zu öffnen, wenn die Motorgeschwindigkeit an steigt oder sich die Motor-Kühlflüssigkeitstemperatur ver ringert. Wenn lediglich die Spule 57(3) angeregt wird, wird das Luftsteuerungsventil 28 betrieben, um vollständig eine der Luftauslaßöffnungen 52a und 52b entsprechend dem Ein spritzzylinder zu öffnen.

Wie in der zweiten bevorzugten Ausführungsform kann die mechanische Steuerung des Öffnungsgrades des Luftsteue rungsventils, wie in Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) ge zeigt, in der dritten bevorzugten Ausführungsform ausgelas sen werden.

Die Struktur der oben nicht beschriebenen dritten Aus führungsform ist dieselbe wie die der zweiten bevorzugten Ausführungsform.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen be vorzugten Ausführungsformen und Modifikationen beschränkt und es können verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuwei chen, welche in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Hilfsluftsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Hilfsluftdurchgang (27) zum Errichten einer Ver bindung zwischen einer Seite stromauf eines Drosselklappen ventils (14) in einem Einlaßrohr (12) und der Nähe einer Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils (26) un ter Umgehung des Drosselklappenventils (14),
einer Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53), welche in dem Hilfsluftdurchgang (27) vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Hilfsluftdurchgangs (27),
einer Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrichtung (4, 57, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) zum Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) und
einer Öffnungsgrad-Begrenzungseinrichtung (59, 61, 65) zum Begrenzen eines Öffnungsgrades der Öffnungs/Schließ- Einrichtung (53) bei Öffnung des Hilfsluftdurchgangs (27) auf einen Wert, welcher reduziert wird, wenn eine Motortem peratur ansteigt, und welcher erhöht wird, wenn sich eine Motorlast erhöht.

2. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Öffnungsgrad-Begrenzungseinrichtung (59, 61, 65) einen mechanischen Begrenzungsmechanismus (59, 61, 65) zum mechanischen Begrenzen des Öffnungsbetriebs der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) aufweist, um den Öff nungsgrad auf den Wert zu begrenzen, wobei die Öff nungs/Schließ-Steuerungseinrichtung (4, 57, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) eine Öffnungsgrad-Bestimmungseinrichtung (4) zum Bestimmen eines anderen Öffnungsgrades der Öff nungs/Schließ-Einrichtung (53) aufweist, um kleiner zu sein als der Wert, und eine Öffnungsbetrieb- Steuerungseinrichtung (4, 57, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) zum Steuern des Öffnungsbetriebs der Öffnungs/Schließ- Einrichtung (53) basierend auf dem anderen Öffnungsgrad, welcher von der Öffnungsgrad-Bestimmungseinrichtung (4) bestimmt wurde.

3. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der andere Öffnungsgrad, welcher von der Öffnungsgrad-Bestimmungseinrichtung (4) bestimmt wurde, na he dem Wert liegt.

4. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der mechanische Begrenzungsmechanismus (59, 61, 65) mechanisch mit dem Drosselklappenventil (14) verbunden ist, um den Wert als Antwort auf einen Öffnungs grad des Drosselklappenventils (14) zu variieren.

5. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der mechanische Begrenzungsmechanismus (59, 61, 65) ein hitzeempfindliches Teil (61) enthält, um den Wert als Antwort auf die Motortemperatur zu variieren.

6. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrich tung (4) eine Öffnungszeit der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) einstellt, welche umgekehrt proportional zu dem ande ren Öffnungsgrad ist, welcher durch die Öffnungsgrad-Be stimmungseinrichtung (4) bestimmt wurde.

7. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Wert umgekehrt proportional zu der Motortemperatur und proportional zu der Motorlast ist.

8. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Wert konstant bei der Motortemperatur von weniger als einem vorherbestimmten Pegel ist.

9. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließ-Steuerungsvorrich tung (4, 57, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) den Öffnungs- und Schließbetrieb der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) basie rend auf einem Betriebszustand des Motors steuert.

10. Hilfsluftsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Hilfsluftdurchgang (27) zum Errichten einer Ver bindung zwischen einer Seite stromauf eines Drosselklappen ventils (14) in einem Einlaßrohr (12) und der Nähe einer Einspritzöffnung eines Treibstoffeinspritzventils (26) un ter Umgehung des Drosselklappenventils (14),
einer Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53), welche in dem Hilfsluftdurchgang (27) vorgesehen ist zum Öffnen und Schließen des Hilfsluftdurchgangs (27) und
einer Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrichtung (4, 57, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) zum Steuern des Öffnungs- und Schließbetriebs der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53), wo bei die Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrichtung (4, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) einen Öffnungsgrad der Öff nungs/Schließ-Einrichtung (53) steuert, wenn sich der Hilfsluftdurchgang (27) öffnet, auf einen solchen Wert, welcher reduziert wird, wenn eine Motortemperatur ansteigt und erhöht wird, wenn sich eine Motorlast erhöht.

11. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrich tung (4, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) eine Mehrzahl von An steuerungseinrichtungen (57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) zum Ansteuern der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) enthält, und wobei der Wert variabel durch Betreiben der Ansteue rungseinrichtung (57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) einzeln oder in der Mehrzahl eingestellt wird.

12. Hilfsluftsteuerungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließ-Steuerungseinrich tung (4, 57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) eine Mehrzahl von An steuerungseinrichtungen (57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) zum Ansteuern der Öffnungs/Schließ-Einrichtung (53) enthält und der Wert variabel durch Auswählen einer Kombination der Be triebs- und Nichtbetriebszustände der Ansteuerungseinrich tung (57(1), 57(2), 57(3), 57(4)) eingestellt wird.