DE60008161T2

DE60008161T2 - Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE60008161T2
Application number: DE60008161T
Authority: DE
Inventors: Shigeo Yamamoto; Kazuyoshi Nakane; Hiroaki Miyamoto; Dai Tanaka; Jun Takemura; Hiromitsu Ando
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: DE60008161D1; US6386173B1; EP1048837A3; JP4279398B2; EP1048837B1; EP1048837A2; JP2000314338A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor.
In den letzten Jahren wurde ein Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor in die Praxis umgesetzt, um die Motorleistungsabgabe und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In dem Verbrennungsmotor dieser Art, wie er beispielsweise in der ungeprüft veröffentlichen Japanischen Patentanmeldung 8-312404 offenbart ist, wird der Kraftstoff in den Saughub eingespritzt, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, welche das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis als einen Sollwert in einem eine Motorleistungsabgabe erfordernden mittleren/hohen Lastbereich ausführt. In einem niedrigen Lastbereich wird andererseits der Kraftstoff in den Kompressionshub eingespritzt, während eine Regelung bei offener Regelschleife mit einem supermageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z. B. 25 oder höher) wesentlich magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt wird.
Mit anderen Worten, die Kompressionshubeinspritzung in den Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor bewirkt die laminare Verbrennung bei dem supermageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis hauptsächlich mit dem Ziel einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs. Demzufolge wird die Kompressionshubeinspritzung des Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung ausschließlich in dem Bereich eines mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt.
Der Verbrennungsmotor dieser Art, wird jedoch von verschiedenen Problemen gestört: daß die Fahrt bei einem weitaus magereren Luft/Kraftstoff-Verhältnis als dem des existierenden Verbrennungsmotors für Einspritzung des Kraftstoffs in den Einlaßkanal durchgeführt wird, so daß die Abgastemperatur so weit fällt, daß sie den einmal aktiven Katalysator inaktiviert; und daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zwischen dem Saughub und dem Kompressionshub abhängig von dem Fahrzustand variiert, so daß das Drehmoment schwankt.
Ein weiteres Beispiel eines Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung ist aus EP 0 864 734 bekannt, in welchem während der Aufwärmphase die Einspritzung in den Kompressionshub verschoben wird.
Die vorliegenden Erfinder haben Experimente durch Veränderung des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Kompressionshubeinspritzung zum Außenbereich des supermageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereiches hin durchgeführt, um so effektive Mittel für die Lösung dieses Problems herauszufinden, und haben überraschenderweise herausgefunden, daß sich die Motoreigenschaften zu dem Zeitpunkt, an dem die Kompressionshubeinspritzung in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ausgeführt wurde, drastisch von denen bei dem Saughub-Einspritzzeitpunkt unterschieden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung, welcher in der Lage ist, die dem Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor eigenen Probleme durch Ausnützung der Motoreigenschaftsveränderungen zu dem Zeitpunkt, an dem der Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich der Kompressionshubeinspritzung erweitert wird, zu lösen.
Die vorstehende Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor bereitgestellt, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er aufweist: einen ersten Betriebsmodus für die Durchführung einer Saughubeinspritzung, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, welche ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis als ein erstes Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt, und einen zweiten Betriebsmodus zum Durchführen einer Kompressionshubeinspritzung, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, welche ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses als ein zweites Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt, und indem selektiv jeder Fahrmodus unter einer vorbestimmten Bedingung ausgewählt wird.
Diesem Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor zufolge wird die Saughubeinspritzung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses selektiv so durchgeführt, daß die Abgaseigenschaften oder die Abgabeleistungseigenschaften durch Ausnutzen der von der Umschaltung der Einspritzmodi begleiteten Veränderungen der Motoreigenschaften verbessert werden.
In der Ausführungsform der Erfindung ist es zu bevorzugen, daß die Betriebsmodus-Umschalteinrichtung den Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor in dem Fahrzustand mit mittlerer/hoher Belastung befindet, und den Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor in dem Fahrzustand befindet, welcher eine Temperatursteigerung des Katalysators eines Abgasreinigungskatalysators erfordert. Es ist zu bevorzugen, daß das zweite Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung in dem zweiten Betriebsmodus auf ein etwas magereres Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird.
Gemäß den vorstehend erwähnten Experimenten sind die Emissionen der reduzierten Komponenten, wie z. B. Kohlenstoffmonoxid (CO) oder des Überschußsauerstoffes (O₂) zum Zeitpunkt der Durchführung der Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses höher als diejenigen bei der Saughubeinspritzung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Mit der Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird insbesondere ein fetter Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich lokal in der Verbrennungskammer aufgebaut, so daß die unvollständige Verbrennung auftritt, um viel CO zu erzeugen, während viel O₂ in den restlichen Verbrennungskammerbereichen verbleibt. Demzufolge sind die Emissionen von CO und O₂ bei der Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses höher als die zum Zeitpunkt der Saughubeinspritzung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Wenn das aus der Verbrennungskammer ausgestoßene CO und O₂ den Katalysator erreichen, bewirken darüber hinaus das CO und O₂ eine Oxidation unter der Wirkung des Katalysators, so daß die Katalysatortemperatur durch die sich ergebende Reaktionswärme angehoben wird. In dem Fahrbereich mittlerer Last kann daher die notwendige Motorabgabeleistung erzeugt werden und die Katalysatortemperatur kann als Antwort auf ihren Bedarf entsprechend erhöht werden. Durch die Kompressionshubeinspritzung bei dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird die fette Fehlzündung oder die schlechte Kraftstoffverbrauch verhin dert, und die Emission von Rauch wird unterdrückt, um die Abgaseigenschaften zu verbessern.
In der Ausführungsform der Erfindung ist die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektionseinrichtung bevorzugt aus einer Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung aufgebaut. Durch Verwendung dieser Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung wird das Sensorsystem bezüglich der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung einfach und preiswert gemacht, und die Regelung selbst vereinfacht.
Andererseits wechselt das Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Regel zwischen einem ersten Ausgangswert und einem zweiten Ausgangswert. In der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung wird ferner ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert im allgemeinen variabel auf diesen Ausgangssignalwechsel angepaßt. Daher besitzt die Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung einen Ausgangssignalwechselpunkt (oder ersten Ausgangssignalwechselpunkt), bei welchem das Ausgangssignal zwischen dem ersten Ausgangswert und dem zweiten Ausgangswert gewechselt wird.
Gemäß den vorstehend erwähnten Experimenten verschiebt sich, wenn die Emissionen der reduzierten Komponenten und des Überschußsauerstoffes durch die Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verstärkt werden, der Ausgangssignalwechselpunkt der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung von dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Abhängigkeit von dem Aufbau der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung weg. Wenn ein eingesetzter Sauerstoffsensor durch Beschichtung der Innen- und Außenflächen eines zylindrischen Zirkondioxidelementes mit porösen Platinelektroden mit katalyti schen Wirkungen hergestellt wird, verschiebt sich beispielsweise der Sensorausgangssignalwechselpunkt (oder zweite Ausgangssignalwechselpunkt) während der Ausführung der Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu der magereren Seite eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von 0,3 bis 1,0 von dem ersten Ausgangssignalwechselpunkt aus, der dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Indem die Rückkopplungsregelung bei dem Sauerstoffsensorausgangssignal-Wendepunkt durchgeführt wird, der zu der magereren Seite in dem zweiten Modus verschoben ist, können daher die reduzierten Komponenten und der Überschußsauerstoff optimiert werden, um effizient die Temperatur des beispielsweise in einem Auslaßkanal anzuordnenden Katalysators zu steigern.
In der vorstehend erwähnten Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugt der gemäß dem Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung in der Luft/Kraftstoff-Rückkopplungsregelung zu verändernde Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert so korrigiert, daß er zunimmt oder abnimmt, wenn der Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Gemäß der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung wird, um den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert als Reaktion auf den Wechsel des Sauerstoffsensorausgangssignals variabel zu machen, der Sensorausgangssignal-Wechselpunkt auf die magerere Seite verschoben, wie es hierin vorstehend beschrieben wurde. Unmittelbar nach der Ausführung der Modusumschaltung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus wird daher die Verschiebung des Ausgangssignalwechselpunktes des Sauerstoffsensorausgangssignals verzögert, so daß die Optimierung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwertes (siehe 8) verzögert wird. Somit kann eine Konvergenz auf ein neues Luft/Kraftstoff- Verhältnis in Begleitung mit der Betriebsmodusumschaltung eine lange Zeit erfordern, so daß die Stabilität der Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung verschlechtert wird.
Daher wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung durch Korrigieren stabilisiert, um den Luft/Kraftstoff-Verhältniswert zum Zeitpunkt der Betriebsmodusumschaltung zu vergrößern/zu verkleinern, um zwangsweise das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis unmittelbar nach der Betriebsmodusumschaltung nahe an ein neues Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu bringen, so daß die erforderliche Zeitdauer für das Konvergieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses das neue Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis verkürzt werden kann, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung zu stabilisieren. Mit anderen Worten, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung auf der Basis des neuen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird früh gestartet, selbst wenn sich der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zwischen der Saughubeinspritzung und der Kompressionshubeinspritzung entsprechend der Umschaltung verändert.
In der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung wird besonders bevorzugt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert in dem ersten Betriebsmodus zum Zeitpunkt der Umschaltung des Betriebsmodus von dem ersten Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus subtrahiert und korrigiert (siehe 6). Wenn der zweite Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus umgeschaltet wird, wird andererseits der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert in dem zweiten Betriebsmodus addiert und korrigiert. Diese Subtraktions/Additions-Korrektur kann ein fester Wert sein oder kann gemäß dem Motorbetriebzustand (z. B. der Motordrehzahl und dem volumetrischen Wirkungsgrad) aus einem voreingestellten Kennfeld ermittelt werden. Gemäß diesem bevorzugten Modus der Ausführungsform wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektur bei dem Betriebsmodus-Umschaltzeitpunkt optimiert.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der hierin nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, welche nur zur Veranschaulichung dienen und somit keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung, die einen Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 ein Flußdiagramm, das eine Betriebsmodus-Entscheidungsregelroutine der aktuellen Periode darstellt;
3 ein Flußdiagramm, das eine Betriebsmodus-Entscheidungsroutine der vorhergehenden Periode darstellt;
4 ein Flußdiagramm, das einen Abschnitt einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsroutine der vorliegenden Erfindung Ausführungsform darstellt;
5 ein Flußdiagramm, das den restlichen Abschnitt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsroutine der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
6 eine Darstellung, welche Veränderungen von Rückkopplungskoeffizienten im Zeitablauf durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsroutine der vorliegenden Ausführungsformen gemäß 4 und 5 und vor und nach dem Übergang von einem Saug-O₂-F/B-Modus zu einem Kompressions-O₂-F/B-Modus darstellt;
7 Diagramme, welche die Beziehungen zwischen einem O₂-Sensor-Ausgangssignal, einer CO-Konzentration und einer O₂-Konzentration auf der Katalysatoroberfläche und einer O₂- Konzentration und einer CO-Konzentration in dem Abgas darstellen, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis jeweils für die Saughubeinspritzung und für Kompressionshubeinspritzung; und
8 ein Diagramm, welches Veränderungen der Rückkopplungskoeffizienten im Zeitablauf darstellt, wenn die Rückkopplungskoeffizienten bei dem Übergang von dem Saug-O₂-F/B-Modus zu dem Kompressions-O₂-F/B-Modus nicht substraktionskorrigiert werden.
Gemäß Bezugnahme auf 1 weist ein Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beispielsweise einen Motorkörper aus einem fremdgezündeten Vierzylinderbenzinmotor 1 mit Zylindereinspritzung auf. Der Motor 1 ist bei jedem Zylinder mit einer Zündkerze 4 und einem Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil 6 ausgestattet. Der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank wird dem Kraftstoffeinspritzventil 6 mit einem gewünschten Druck durch eine Niederdruckkraftstoffpumpe und eine Hochdruckkraftstoffpumpe des Kraftstoffzuführungssystems zugeführt.
In dem Zylinderkopf 2 sind für jeden Zylinder ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal ausgebildet, welche mit einem Ende eines Einlaßkrümmers 10 bzw. mit einem Ende eines Auslaßkrümmers 12 verbunden sind. Der Einlaßkrümmer 10 ist mit einem Drosselklappenventil 11 an seinem anderen Ende versehen. Der Auslaßkrümmer 12 ist bevorzugt ein Reaktionstyp mit einer derart großen Kapazität an seinem Stammabschnitt, so daß er Reaktionen zwischen unverbrannten Kraftstoffinhalten und dem Überschußsauerstoff begünstigt.
Ein Auslaßrohr (oder Auslaßkanal) 20, das mit dem Abgaskrümmer 12 verbunden ist, ist mit einem Abgasreinigungskatalysator 30 und einem O₂-Sensor (oder Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung) 22 zum Detektieren der O₂-Konzentration in dem Abgas, d. h., des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses versehen. Der O₂-Sensor 22 ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein Ausgangssignal besitzt, das sich bei einem stöchiometrischen Verhältnis ändert, so daß seine Ausgangsspannung einen großen Wert (oder ersten Ausgangswert) bei der fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisseite annimmt und einen kleinen Wert (oder zweiten Ausgangswert) nahe 0 auf der mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisseite. Der Abgasreinigungskatalysator 30 ist mit einem selektiven Reduzierungstyp-NOx-Katalysator 30a zum selektiven Entfernen des NOx in dem Abgas bei der Betriebszeit mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei Vorhandensein von HC und mit einem dritten Katalysator 30b ausgestattet, der stromabwärts von dem NOx-Katalysator 30a angeordnet ist. Stromabwärts von dem dritten Katalysator 30b ist ein Abgastemperatursensor 32 zum Detektieren der Abgastemperatur angeordnet, welche die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 30 repräsentiert.
Eine ECU (elektronische Regeleinheit) 40 zum synthetischen Regeln des Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotors ist mit einer Eingabe/Ausgabe-Einheit, einer Speichereinheit, einer zentralen Verarbeitungseinheit und mit einem Zeitgeberzähler versehen. Mit der Eingangsseite der ECU 40 sind verbunden: ein an dem Drosselklappenventil 11 angebrachter Drosselklappensensor 11a zum Detektieren einer Drosselklappenöffnung θth; ein Kurbenwellenwinkelsensor 13 zum Detektieren eines Kurbelwellenwinkels und einer Motordrehzahl Ne; ein Kühlwassertemperatursensor 14 zum Detektieren einer Motorkühlwassertemperatur; der O₂-Sensor 22; der Abgastemperatursensor 32; usw. Die Zündkerze 4, das Kraftstoffeinspritzventil 6 usw. sind mit der Ausgangsseite der ECU 40 verbunden. Auf der Basis der von den Sensoren detektierten Information ermittelt die ECU 40 die optimalen Werte für die Kraftstoffeinspritzrate, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Zündzeitpunkt usw., um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündzeitpunkt zu regeln.
Insbesondere ermittelt die ECU (oder Betriebsmodus-Umschalteinrichtung) 40 einen der Motorbelastung entsprechenden Soll-Mitteleffektivdruck Pe auf der Basis der Drosselklappenöffnung θth und der Motordrehzahl Ne und legt den Kraftstoffeinspritzmodus (oder Betriebsmodus) gemäß dem Soll-Mitteleffektivdruck Pe und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf ein (nicht dargestelltes) Kraftstoffeinspritzmodus-Einstellkennfeld fest. Wenn beispielsweise sowohl der Soll-Mitteleffektivdruck Pe als auch die Motordrehzahl Ne niedrig sind, wird ein Kompressionshub-Einspritzmodus zum Einspritzen des Kraftstoffes in dem Kompressionshub gewählt, während eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei offener Regelschleife durchgeführt wird, welche ein außerordentlich mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z. B. 25 bis 40) als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt. Wenn entweder der Soll-Mitteleffektivdruck Pe oder die Motordrehzahl Ne groß wird, wird andererseits ein Saughubeinspritzmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs in dem Saughub gewählt. Dieser Saughubeinspritzmodus weist auf: Einen Saugmagermodus für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung bei offener Regelschleife, welche ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (etwa 15 bis 22) als Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt; und einen Saughub-Rückkopplungsmodus (oder ersten Betriebsmodus) für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung, welche den stöchiometrischen Wert als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt; und einen Modus bei offener Regelschleife für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung bei offener Regelschleife, welche ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt. Nachstehend hat der Saug-O₂-F/B-Modus die Bedeutung des Saughub-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsmodus.
In einem Motorbetriebsmodus mit einer niedrigen Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 30 wird ferner ein Kompressionshub-O₂-Rückkopplungsmodus (oder zweiter Betriebsmodus) für eine Kompressionshubeinspritzung ausgewählt, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung ausgeführt wird, welche den stöchiometrischen Wert oder ein etwas magereres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z. B. 14,7 bis 16) als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt. Nachstehend hat der Kompressions-O₂-F/B-Modus die Bedeutung des Kompressionshub-O₂-Rückkopplungsmodus.
Ferner wird eine Öffnungszeitdauer Tinj des Kraftstoffeinspritzventils aus der nachstehenden Formel ermittelt: Tinj = TB × KFB × K + TD,
Hier bedeuten die Buchstaben TB eine Grundeinspritzzeit, die aus einem volumetrischen Wirkungsgrad EV und einer Ausbeute des Kraftstoffeinspritzventils ermittelt werden, und die Buchstaben KFB zeigen einen O₂-F/B-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten an. Andererseits zeigt der Buchstabe K ein Produkt verschiedener Korrekturkoeffizienten an, das den Kühlwassertemperaturkorrekturkoeffizienten, den Umgebungstemperaturkorrekturkoeffizienten und den Atmosphärenkorrekturkoeffizienten umfaßt, und die Buchstaben TD zeigen eine ineffektive Einspritzzeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils an. Der Korrekturkoeffizient (oder Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert) KFB wird erhalten, indem zum Erhöhen/Verringern der Wert 1 mit einem Integralterm I und einem Proportionalterm P der Rückkopplungsregelung und einem gelernten O₂-F/B-Wert KLRN, der in einem nicht flüchtigen RAM gespeichert ist, korrigiert wird. Insbesondere wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB ermittelt, indem die Summe einer abmagernden Integralverstärkung IGL und der Proportionalterm D von der Summe des Wertes 1 und dem ge lernten Wert KLRN subtrahiert werden, wenn die Ausgangsspannung V des 0₂-Sensors höher als ein Schwellenwert VS (oder 0,5V) ist, und wenn das aktuelle Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer als der stöchiometrische Wert ist. Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB wird ermittelt (siehe 6), indem die Summe des Wertes 1 und der gelernte Wert KLRN und die Summe eines angereicherten Integralverstärkung IGR und der Proportionalterm P addiert werden, wenn die Ausgangsspannung V des O₂-Sensors niedriger als ein Schwellenwert VS (oder 0,5 V) ist, und wenn das aktuelle Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als der stöchiometrische Wert ist.
Die Situation, in welcher die Katalysatortemperatur niedrig ist, wird grob in einen Fall unterteilt, in welchem die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 30 auf einen Wert nicht höher als die aktive Temperatur durch den Abgastemperaturabfall in dem Motorbetrieb verringert ist, und in den Fall, in welchem die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 30 eine niedrige Temperatur (bei einem Kaltstart) annimmt, da der Motor 1 für längere Zeit stoppt.
Wenn der Motorbetrieb für eine vorbestimmte Zeitdauer andauert, während er sich bei einer niedrigen Drehzahl in dem Kompressionshubeinspritzmodus des außerordentlich mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aktiv befindet, oder wenn die von dem Abgastemperatursensor 32 detektierte Abgastemperatur niedriger als ein zulässiger Wert ist (oder eine vorbestimmte Bedingung) wird entschieden, daß die Fahrt in eine Situation kommt, in welcher die Abgastemperatur fällt. In jeder von den vorstehend erwähnten Fahrsituationen schaltet der Betriebsmodus auf den Kompressions-O₂-F/B-Modus um, in welchem der Motorbetrieb für eine vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt wird, wenn die Motordrehzahl Ne, der Soll-Mitteleffektivdruck Pe und die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht ihre individuell vor eingestellten Werte überschreiten, d. h., wenn sich der Motorbetrieb nicht in dem Zustand befindet, um die Abgastemperatur zu erhöhen.
In diesem Betriebsmodus wird die Kompressionshubeinspritzung durchgeführt, während die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, welche das stöchiometrische oder etwas magerere Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt, wie es vorstehend beschrieben wurde, so daß der Zustand des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses lokal in dem Zylinder erzeugt wird, um relativ mehr Kohlenstoffmonoxid durch die unvoll-ständige Verbrennung des Kraftstoffs zu erzeugen und den durch die Verbrennung erzeugten Wasserstoff so zu belassen, wie er ist. An dem von dem Bereich des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses entfernten Abschnitt der Verbrennungskammer liegt andererseits viel Überschußsauerstoff vor. Demzufolge werden das Kohlenstoffmonoxid und der Wasserstoff und der Überschußsauerstoff gleichzeitig an den Abgaskrümmer 12 ausgegeben, so daß der größte Teil von diesen den Abgasreinigungskatalysator 30 erreicht. Demzufolge wird der Abgasreinigungskatalysator 30 durch die Reaktionswärme die sich aus der Oxidation von CO und H₂ mit dem selektiven NOx-Katalysator 30a und dem dritten Katalysator 30b ergibt, erwärmt.
Da das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Kompressions-O₂-F/B-Modus auf die magerere Luft/Kraftstoff-Verhältnisseite umgeschaltet wird, wird die Kraftstoffeinspritzrate niedriger, so daß sie die CO-Emission und demzufolge die Rauchemission verringert. Bevorzugt werden der Zündzeitpunkt und der Einspritzendzeitpunkt somit exemplarisch durch 5° BTDC (oberer Totpunkt) bzw. 55° BTDC dargestellt, um so die Rauchemission zu reduzieren und ausreichen CO zu erzeugen. Mit anderen Worten, das Intervall zwischen dem Zündzeitpunkt und und dem Einspritzendzeitpunkt wird auf 40° CA (Kurbelwellenwinkel) bis 60° CA eingestellt.
Wenn die Katalysatortemperatur (unter der vorbestimmten Bedingung) aufgrund des Kaltstarts des Motors niedrig ist, erfolgt andererseits der Motorbetrieb in dem Kompressions-O₂-F/B-Modus, wenn der O₂-Sensor aktiviert ist. Wenn dieser O₂-Sensor nicht aktiv ist, wird andererseits die zweistufige Einspritzung, in welcher der Hauptkraftstoff in den Ansaughub oder in den Kompressionshub eingespritzt wird und in welchem der Hilfskraftstoff dann in den Ausdehnungshub eingespritzt wird, d. h., die Kompression etwas mager (offene Regelschleife) ausgeführt, wenn der (nicht dargestellte) Leerlaufschalter auf AUS steht, wenn die Motordrehzahl Ne, der Soll-Mitteleffektivdruck Pe und die Fahrzeuggeschwindigkeit V jeweils nicht höher als die voreingestellten Werte sind, und wenn die Kühlwassertemperatur nicht höher als der Aufwärmungswert ist, d. h., wenn keine Möglichkeit eines Drehmomentmangels und der Überhitzung besteht. Bei der zweistufigen Einspritzung werden die unverbrannten Kraftstoffkomponenten aufgrund der Einspritzung des Hilfskraftstoffes unter der Wirkung des Reaktionstyp-Auslaßkrümmers verbrannt, um die Abgastemperatur anzuheben. Wenn durch einen Zeitunterscheidungszeitgeber für die zweistufige Einspritzdauerzeit entschieden wird, daß die Katalysatortemperatur den niedrigsten aktiven Pegel oder höher erreicht, und wenn der O₂-Sensor inaktiv ist, wird die Kompression leicht mager (offene Regelschleife) durchgeführt.
Durch den Abgastemperaturanstieg, der sich aus dem Motorbetrieb in dem Kompressions-O₂-F/B-Modus gemäß vorstehender Beschreibung ergibt, kann der Katalysator aktiviert werden. Wenn der Fahrzustand von einem für die Durchführung der Saughub-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung unter Verwendung des O₂-Sensors mit einem an dem ersten Ausgangssignalwechselpunkt gewechselten Ausgangssignal, das dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht, auf ein anderen zum Benutzen des O₂-Sensors und zum Ausführen der Kompressions-0₂-F/B-Modusregelung mit einem Korrekturkoeffizienten KFB welcher gemäß dem Wechsel des O₂-Sensor-Ausgangssignals variabel ist, umgeschaltet wird, wird in dem O₂-F/B-Modus der Ausgangssignalwechselpunkt (oder zweite Ausgangssignalwechselpunkt) des O₂-Sensors von dem ersten Ausgangssignalwechselpunkt bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf die magerere Seite um etwa 0,3 bis 1,0 des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verschoben. Zu diesem Betriebsmodus-Umschaltzeitpunkt wird die Verschiebung des O₂-Sensor-Ausgangssignals zu dem zweiten Ausgangssignalwechselpunkt unmittelbar nach der Umschaltung des Betriebsmodus verzögert und die Optimierung des Luft/Kraftstoff-Korrekturwertes kann (siehe 7, 8) verzögert sein. In 7 sind die in Abhängigkeit von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis variierenden Parameter, wie z. B. das O2-Sensor-Ausgangssignal mittels einer unterbrochenen Kurve für die Saughubeinspritzung und mittels einer durchgezogenen Kurve für die Kompressionshubeinspritzung aufgetragen.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die ECU (oder Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung) 40 die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsroutine gemäß Darstellung in 4 und 5 für eine vorbestimmte Dauer aus, um so die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung zum Betriebsmodus-Umschaltzeitpunkt zu stabilisieren.
Vor allem werden vor dieser Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung die Betriebsmodusentscheidungen der aktuellen Periode und der vorhergehenden Periode in in 2 und 3 dargestellten Regelroutinen getroffen. In der Regelungsroutine von
2 wird zuerst (bei dem Schritt S50) durch die ECU 40 entschieden, ob der derzeitige Hub der Kompressions-O₂-F/B-Modus ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend (JA) ist, ist der derzeitige Hub der Kompressions-O₂-F/B-Modus und F1 wird (bei dem Schritt S52) auf 0 gesetzt. Wenn die Antwort bei dem Schritt S50 negativ ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt S51 über. Es wird (bei dem Schritt S51) entschieden, ob der derzeitige Hub der Saug-O₂-F/B-Modus ist oder nicht. Wenn die Antwort JA ist, geht die Routine zu dem Schritt S53 über, bei welchem der derzeitige Hub in dem Saug-O₂-F/B-Modus ist, so daß F1 auf 1 gesetzt wird. Wenn die Antwort des Schrittes S51 NEIN ist, geht die Routine zu dem Schritt S54 über, bei welchem der aktuelle Hub weder dem Kompressions-O₂-F/B-Modus noch dem Saug-O₂-F/B-Modus entspricht, so daß F auf 2 gesetzt wird.
In der Steuerroutine von 3 wird zuerst (bei dem Schritt S60) entschieden, ob der Hub der vorhergehenden Periode der Kompressions-O₂-F/B-Modus ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend (JA) ist, ist der Hub der vorhergehenden Periode der Kompressions-O₂-F/B-Modus, so daß F2 (bei dem Schritt S62) auf 0 gesetzt wird. Wenn die Antwort bei dem Schritt S60 negativ ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt S61 über. Es wird (bei dem Schritt S61) entschieden, ob der vorhergehende Hub der Saug-O₂-F/B-Modus ist oder nicht. Wenn diese Antwort JA ist, geht die Routine zu dem Schritt S63 über, bei welchem der Hub der vorhergehenden Periode der Saug-O₂-F/B-Modus ist, so daß F2 auf 1 gesetzt wird. Wenn die Antwort des Schrittes S61 NEIN ist, geht die Routine zu dem Schritt S64 über, bei welchem der Hub der vorhergehenden Periode weder dem Kompressions-O₂-F/B-Modus noch dem Saug-O₂-F/B-Modus entspricht, so daß F2 auf 2 gesetzt wird.
Somit werden durch die Betriebsmodus-Entscheidungsregelroutinen von 2 und 3 die Betriebsmodusentscheidungen der aktuellen Periode und der vorhergehenden Periode für die vorbestimmte Periode aktualisiert.
In den in 4 und 5 dargestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelroutinen werden zuerst bei dem Schritt S2 die Betriebsmodusentscheidungsergebnisse der aktuellen Periode und der vorhergehenden Periode in den in 2 und 3 dargestellten Regelroutinen bei den Flags F1 und F2 gesetzt.
Wenn bei dem Schritt S4 entschieden wird, daß der Betriebsmodus zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht der Kompressions-O₂-F/B-Modus ist (F1 ≠ 0) wird (bei dem Schritt S16) entschieden, ob der derzeitige Betriebsmodus der Saug-O₂-F/B-Modus ist (F1 = 1). Wenn die Antwort negativ ist (NEIN), d. h., wenn der Betriebsmodus der aktuellen Periode weder der Kompressions-O₂-F/B-Modus noch der Saug-O₂-F/B-Modus (oder ein Regelungsmodus mit offener Regelschleife (F1 = 2) insgesamt) ist, wird der O₂-F/B-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KFB auf "1,0" (bei dem Schritt S22) gesetzt.
Wenn der Betriebsmodus der aktuellen Periode der Kompressions-O₂-F/B-Modus (F1 = 0) ist, wird (bei dem Schritt S6) entschieden, ob der Betriebsmodus der vorhergehenden Periode in dem Saug-O₂-F/B-Modus war oder nicht. Wenn die Antwort bei dem Schritt S6 bestätigend (JA) ist, d. h., wenn er gerade unmittelbar nach dem Übergang von dem Saug-O₂-F/B-Modus (F2 = 1) auf den Kompressions-O₂-F/B-Modus befindet, wird der O₂-F/B-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KFB (bei dem Schritt S10) ermittelt, indem ein Verschiebungswert KOS von dem aktualisierten Wert KFB (= 1 + P + 1 + KLRN) des Korrekturkoeffizienten in dem O₂-F/B-Modus basierend auf der PI-Regelung subtrahiert wird. Wenn die Antwort des Schrittes S6 NEIN ist, wird bei dem Schritt S8 entschieden, ob der Be triebsmodus der vorhergehenden Periode sich in dem Kompressions-O₂-F/B-Modus befand oder nicht. Wenn diese Antwort JA ist (F2 = 0) hat sich der Kompressions-O₂-F/B-Modus fortgesetzt, so daß die normale PI-Steuerung (1 + P + I + KLRN) auf den Korrekturkoeffizienten KFB angewendet wird. Wenn die Antwort des Schrittes S8 NEIN ist (F2 ≠ 0) liegt der Übergang von einem anderen Betriebsmodus als dem Saug-O_Z-F/B-Modus oder dem Kompressions-O₂-F/B-Modus zu dem Kompressions-O₂-F/B-Modus vor, so daß der Korrekturkoeffizient KFB in den O₂-F/B-Modus (bei dem Schritt S14) eingestellt wird, indem der Verschiebungswert KOS von dem Anfangswert KFBO des O₂-F/B-Korrekturkoeffizienten subtrahiert wird.
In der in 5 dargestellten Routine wird andererseits aufgrund der Entscheidungsergebnisse des Schrittes S16 und S18 zu dem Zeitpunkt der Umschaltung (F = 1 und F2 = 0) von dem Kompressions-O₂-F/B-Modus auf den Saug-O₂-F/B-Modus der O₂-F/B-Verhältniskorrekturkoeffizient KFB (bei dem Schritt S24) ermittelt, indem der Verschiebungswert KOS dem Korrekturkoeffizienten KFB (= 1 + P + I + KLRN) in dem O₂-F/B-Modus hinzuaddiert wird. Wenn bei dem Schritt S20 entschieden wird, daß der Modus der vorhergehenden Periode ein anderer O₂-F/B-Modus ist, liegt andererseits die Übergangszeit (F1 = 1 und F2 = 2) von einem anderen Betriebsmodus als dem O₂-F/B-Modus zu dem Saug-O₂-F/B-Modus vor, so daß der Anfangswert KFBO des Korrekturkoeffizienten in dem O₂-F/B-Modus (bei dem Schritt S28) als der O₂-F/B-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert KFB gesetzt wird. Wenn der Saug-O₂-F/B-Modus fortgesetzt wird (F1 = 1 und F2 = 1) wird der Korrekturkoeffizient KFB (bei dem Schritt S26) auf der Basis der PI-Regelung aktualisiert.
Hier können die Subtraktions/Additions-Korrekturwerte KOS ein fester Wert sein, oder können abhängig von dem Motorfahrzustand (z. B. der Motordrehzahl oder dem volumetrischen Wir kungsgrad) aus einem voreingestellten Kennfeld bestimmt werden.
Durch Korrigieren zum Erhöhen/Verringern des Korrekturkoeffizienten KFB an dem Umschaltzeitpunkt von dem Saug-O₂-F/B-Modus oder dem Modus der offenen Regelschleife auf den Kompressions-O₂-F/B-Modus zu dem Umschaltzeitpunkt von dem Kompressions-O₂-F/B-Modus auf den Saug-O₂-F/B-Modus wie vorstehend beschrieben, kann das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis unmittelbar nach der Modusumschaltung dazu gezwungen werden, sich einem neuen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis anzunähern, und die erforderliche Zeitdauer bis das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das neue Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis konvergiert, wird verkürzt, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung früher auf der Basis des neuen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu starten, um dadurch (siehe 6) die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung zu stabilisieren.
Die Erfindung soll nicht auf die bisher beschriebene Ausführungsform beschränkt sein. Beispielsweise sollten die Motorbetriebsbereiche, die eingestellten Abschnitte der Betriebsbereiche und die Arten der Modusumschaltung für die Verschiebungsanpassung des Korrekturkoeffizienten KFB nicht auf diejenigen der Ausführungsform beschränkt sein. In der Ausführungsform wird andererseits die Kompressionshubeinspritzung in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gemäß einem Bedarf für die Anhebung der Katalysatortemperatur bewirkt, um so die Abgaseigenschaften zu verbessern. Diese Kompressionshubeinspritzung kann durchgeführt werden, um die Motorleistungseigenschaften zu verbessern, indem der Modus über den Kompressions-O₂-Rückkopplungsmodus verändert wird, um den Drehmomentstoß zu unterdrücken, welcher die Modusveränderung zu dem Übergangszeitpunkt von dem Kompressionseinspritzmodus welcher das supermagere Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt zu dem Saughub-Rückkopplungsmodus oder dem Modus mit offener Regelschleife begleitet. In diesem Falle werden die vorbestimmten Bedingungen nicht von der Katalysatortemperatur, sondern beispielsweise von der Veränderungsrate der Gaspedalbetätigung oder der Drosselklappenöffnung dargestellt.
Nachdem die Erfindung so weit beschrieben wurde, dürfte es offensichtlich sein, daß dieselbe auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als eine Abweichung von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung zu betrachten und alle derartigen Modifikationen die für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, sollen innerhalb des Schutzumfangs der nachstehenden Ansprüche mit eingeschlossen sein.

Claims

Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor zum Einspritzen eines Kraftstoffes in eine Verbrennungskammer aus einem der Verbrennungskammer gegenüberliegenden Kraftstoffeinspritzventil, aufweisend: eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektionseinrichtung, die in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors zum Detektieren eines Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses angeordnet ist; wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektionseinrichtung eine Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung mit einem Ausgangssignal enthält, das sich als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zwischen einem ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis anzeigenden ersten Ausgangssignalwert und einem ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis anzeigenden zweiten Ausgangssignalwert verändert; und eine Betriebsmodus-Umschalteinrichtung mit einem ersten Betriebsmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs in einem Saughub, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, welche ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis als ein erstes Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt, und einem zweiten Betriebsmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs in einem Kompressionshub, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, die ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis etwas magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis als ein zweites Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt; wobei die Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung aufweist: einen ersten Ausgangssignalwechselpunkt, bei welchem das Ausgangssignal bei dem ersten Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Betriebsmodus zwischen dem ersten Ausgangssignalwert und dem zweiten Ausgangssignalwert wechselt; und einen zweiten Ausgangssignalwechselpunkt, bei welchem das Ausgangssignal bei dem zweiten Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Betriebsmodus ist, zwischen dem ersten Ausgangssignalwert und dem zweiten Ausgangssignalwert wechselt; wobei die Betriebsmodus-Umschalteinrichtung den ersten Betriebsmodus und den zweiten Betriebsmodus selektiv unter einer vorbestimmten Bedingung umschaltet, und wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus gemäß dem Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung durchgeführt wird.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung zum Einstellen von Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerten gemäß dem Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung in den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelungen in dem ersten Betriebmodus und dem zweiten Betriebsmodus, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung korrigiert, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Korrekturwerte zu erhöhen/verringern, wenn der Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung korrigiert, indem sie den in dem ersten Betriebsmodus eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert subtrahiert, wenn der Betriebsmodus von dem ersten Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus umgeschaltet wird, und wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung korrigiert, indem sie den in dem zweiten Betriebsmodus eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältniswert addiert, wenn von dem zweiten Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebsmodus-Umschalteinrichtung den Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Fahrzustand mittlerer/hoher Last befindet, welcher eine Verbesserung in den Ausgangsleistungen erfordert, und den Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Fahrzustand befindet, welcher eine Temperaturerhöhung des Katalysators eines Abgasreinigungskatalysators erfordert.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Betriebsmodus-Umschalteinrichtung das zweite Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung in dem zweiten Betriebsmodus auf ein magereres Luft/Kraftstoff- Verhältnis als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis einstellt.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend: eine Betriebsmoduseinstelleinrichtung zum Einstellen mindestens des ersten Betriebsmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs in einem Saughub, während eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, die ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis als das erste Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausführt; und eine Kraftstoffregeleinrichtung zum Regeln des aus dem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführenden Kraftstoffes gemäß dem ersten Betriebsmodus und des Ausgangssignals der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung als Reaktion auf den Fahrzustand des Verbrennungsmotors, wobei die Betriebsmoduseinstelleinrichtung den zweiten Betriebsmodus für die Erhöhung von Emissionen reduzierter Komponenten und Überschußsauerstoff einstellt, indem sie die Kompressionshubeinspritzung bei dem zweiten Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das niedriger als das erste Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, ausführt, und wobei die Kraftstoffregeleinrichtung die Kraftstoffregelung gemäß dem zweiten Betriebsmodus durchführt, wodurch die Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung ihren ersten Ausgangssignalwechselpunkt zu dem zweiten Ausgangssignalwechselpunkt verschiebt, bei welchem sich das Ausgangssignal auf der magereren Seite als beim ersten Ausgangssignalwechselpunkt zwischen dem ersten Ausgangssignalwert und dem zweiten Ausgangssignalwert verändert.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Kraftstoffregeleinrichtung freigegeben wird, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung in dem Kompressionshub durchzuführen, indem der Kraftstoff gemäß dem zweiten Betriebsmodus und dem Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung geregelt wird, wenn dieser zu dem zweiten Ausgangssignalwechselpunkt verschoben ist.
Zylindereinspritzungs-Verbrennungsmotor nach Anspruch 6 oder 7, ferner aufweisend: eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung zum Einstellen der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerte gemäß dem Ausgangssignal der Sauerstoffkonzentrations-Detektionseinrichtung in den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelungen in den verschiedenen Betriebsmodi, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung korrigiert, indem sie die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerte vor der Modusumschaltung zwischen den verschiedenen Betriebsmodi erhöht/verringert.