DE60024013T2 - Verbrennungssteuerungsgerät sowie Steuerverfahren eines Verbrennungsmotors - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungssteuervorrichtung und ein Verbrennungssteuerverfahren für einen Motor, bei dem der Verbrennungsmodus zwischen einem Verbrennungsmodus bei schichtweiser Beschickung und einem Verbrennungsmodus bei homogener Beschickung umgeschaltet wird, genauer gesagt, eine Verbrennungssteuervorrichtung für einen Motor, der mit einem Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus zum Behandeln des in einem Kraftstoffzuführsystem erzeugten Kraftstoffdampfes versehen ist, und ein Verbrennungsteuerverfahren.
  • Ein Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus für einen Motor führt typischerweise ein Verfahren zum zeitweisen Adsorbieren von in einem Kraftstofftank erzeugtem Kraftstoffdampf in einem Behälter und zum Abführen des adsorbierten Kraftstoffes zusammen mit Luft in ein Einlasssystem durch.
  • Bei einem Motor, der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung ausführt, wie beispielsweise einem Motor mit Zylindereinspritzung, verschlechtert eine große Menge an abgeführtem Gas, wenn diese während einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung in ein Einlasssystem eingeführt wird, den Verbrennungszustand. Bei einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung beeinflusst eine Veränderung der Kraftstoffkonzentration in der Nähe der Zündkerze in signifikanter Weise den Verbrennungszustand. Wenn die Einführung von abgeführtem Gas bewirkt, dass die Kraftstoffkonzentration in der Nähe der Zündkerze übermäßig fett wird, versagt die normale Zündung.
  • Um dieses Problem zu lösen, wird in herkömmlicher Weise, wenn festgestellt wird, dass eine große Menge an Kraftstoffdampf erzeugt worden ist, so dass eine große Menge an abgeführtem Gas in das Einlasssystem eingeführt werden muss, eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten und der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umgeschaltet, der durch die Einführung des abgeführten Gases weniger beeinflusst wird. Dies ist beispielsweise bei der Vorrichtung der Fall, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. Hei 11-36921 beschrieben ist.
  • Generell wird durch das Umschalten des Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung das Leistungsvermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus verbessert. Wenn jedoch festgestellt wird, dass die Menge des Kraftstoffdampfes hoch ist, wird der Verbrennungsmodus immer auf den Modus bei homogener Beschickung umgeschaltet, und es wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung selbst dann verboten, wenn dies nicht erforderlich ist. Obwohl eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung durch die Einführung des abgeführten Gases stark beeinflusst wird, kann eine bestimmte Menge an abgeführtem Gas im Einlasssystem in Abhängigkeit von den speziellen Motorbetriebsbedingungen tolerierbar sein. Selbst wenn festgestellt wird, dass eine große Menge an Kraftstoffdampf erzeugt wurde, kann dabei das Kraftstoffdampfbehandlungsvermögen ausreichend sein. Wenn daher der Verbrennungsmodus in derartigen Fällen immer auf den Modus bei homogener Beschickung umgeschaltet wird, werden die Möglichkeiten zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung unnötig beschränkt, wodurch die Kraftstoffeffizienz verringert wird.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungssteuervorrichtung und ein Verbrennungssteuerverfahren für einen Motor zu schaffen, die möglichst viele Möglichkeiten zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung vorsehen, um auf diese Weise die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
  • Um dieses und andere Ziele gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird eine Verbrennungssteuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch als Verfahren zum Steuern eines Motors gemäß Patentanspruch 26 realisiert werden.
  • Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung verdeutlichen, offensichtlich.
  • Die Erfindung kann zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen am besten verstanden werden. Hiervon zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Motorverbrennungssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zeigt;
  • 3 eine Karte, die die Beziehung zwischen einem ersten Entscheidungswert und der Umgebungstemperatur sowie dem atmosphärischen Druck zeigt;
  • 4 eine Karte, die die Beziehung zwischen einem zweiten Entscheidungswert und einem Lastakkumulationswert sowie dem atmosphärischen Druck zeigt;
  • 5 ein Timingdiagramm, das zeigt, wie jeder Durchsatzakkumulationswert berechnet wird;
  • 6(a) ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Einstellen des Verbrennungsmodus auf den Verbrennungsmodus bei homogener Beschickung oder ein Programm zum Ermöglichen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zeigt;
  • 6(b) ein Ablaufdiagramm, das spätere Stadien des Programms der 6(a) zeigt;
  • 7 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Auswählen einer Verbrennung bei homogener Beschickung beim Starten des Motors in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8(a) ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Ermöglichen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8(b) ein Ablaufdiagramm, das spätere Stadien des Programms der 8(a) zeigt;
  • 9 ein Ablaufdiagramm, das beispielsweise eine Änderung in einem Konzentrationslernwert zeigt;
  • 10 eine Karte, die die Beziehung zwischen einer Zulässigkeitsperiode für eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und einem Abführgasdurchsatzakkumulationswert sowie der Umgebungstemperatur zeigt;
  • 11(a) ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11(b) ein Ablaufdiagramm, das spätere Stadien des Programms der 11(a) zeigt;
  • 12 eine Karte, die die Beziehung zwischen einer Ermittlungsperiode und der Umgebungstemperatur zeigt;
  • 13 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Zulassung der Ausführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung bei einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine Karte, die die Beziehung zwischen einer Verlängerungsperiode und der Umgebungstemperatur zeigt; und
  • 15 eine Karte, die die Beziehung zwischen einer Zulässigkeitsperiode für eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und einem maximalen Konzentrationslernwert sowie der Umgebungstemperatur zeigt.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Es wird nunmehr eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den 1 bis 6(b) beschrieben.
  • 1 zeigt den generellen Aufbau einer Motorverbrennungssteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt, besitzt der Motor 10 eine Einspritzvorrichtung 12 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer 11 sowie eine Zündkerze 13 zum Zünden des eingespritzten Kraftstoffes. Die Verbrennungskammer 11 ist auch an einen Luftansaugkanal 14, der einen Teil eines Einlasssystems bildet, und einen Abgaskanal 15 angeschlossen, der einen Teil eines Auslasssystems bildet. Ein Druckausgleichsbehälter 16 ist im Luftansaugkanal 14 vorgesehen, und eine Drosselklappe 17 zum Einstellen der Ansaugluftmenge ist aufstromseitig des Druckausgleichsbehälters 16 vorgesehen.
  • Die Einspritzvorrichtung 12 ist an eine Hochdruckpumpe 24, die in der Nähe des Motors 10 angeordnet ist, über ein Speiserohr 25 angeschlossen. Kraftstoff in einem Kraftstofftank 21 wird von einer Niederdruckpumpe 22 durch einen Kraftstoffzuführkanal 23 zur Hochdruckpumpe 24 geführt. Der Kraftstoff wird von der Hochdruckpumpe 24 auf einen hohen Druck gebracht und dann zum Speiserohr 25 gepumpt. Schließlich wird der Kraftstoff vom Speiserohr 25 zur Einspritzvorrichtung 12 geführt. Überschüssiger Kraftstoff, der nicht zum Speiserohr 25 gepumpt wird, wird über einen Kraftstoffrückführkanal 26 zum Kraftstofftank 21 zurückgeführt.
  • Der Kraftstofftank 21, die entsprechenden Pumpen 22, 24, der Kraftstoffzuführkanal 23, der Kraftstoffrückführkanal 26, das Speiserohr 25 und die Einspritzvorrichtung 12 bilden ein Kraftstoffzuführsystem zum Zuführen von Kraftstoff zum Motor 10.
  • Das dargestellte Motorsystem ist ferner mit einem Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 zum Sammeln von im Kraftstoffzuführsystem erzeugtem Kraftstoffdampf, um den Dampf ohne Abführung in die Atmosphäre zu nutzen, und einem EGR-Mechanismus (nicht gezeigt) versehen.
  • Wie bekannt, handelt es sich bei dem EGR-Mechanismus um einen Mechanismus zum Rückführen eines Teiles des durch den Abgaskanal 15 strömenden Abgases in den Ansaugluftkanal 14 (Druckausgleichsbehälter 16) über einen EGR-Kanal (nicht gezeigt), um die Verbrennungstemperatur abzusenken, wodurch der Gehalt an NOx (Stickoxiden) im Abgas reduziert wird.
  • Der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 besitzt einen Behälter 31, der über einen Dampfkanal 32 mit dem Kraftstofftank 21 verbunden ist, einen Abführkanal 33 zum Verbinden des Behälters 31 mit dem Druckausgleichsbehälter 16, einen Einführkanal 34 zum Einführen atmosphärischer Luft in den Behälter 31 und ein Steuerventil 35 zum Öffnen und Schließen des Abführkanals 33.
  • Im Kraftstoffzuführsystem erzeugter Kraftstoffdampf (ein Großteil hiervon wird im Kraftstofftank 21 erzeugt) wird vom Kraftstofftank 21 durch den Dampfkanal 32 in den Behälter 31 eingeführt und von einem Adsorptionsmittel, das innerhalb des Behälters 31 vorgesehen ist, zeitweise adsorbiert.
  • Wenn das Steuerventil 35 geöffnet wird, wird atmosphärische Luft durch den Einführkanal 34 für atmosphärische Luft in den Behälter 31 eingeführt. Der im Behälter 31 adsorbierte Kraftstoff wird somit zusammen mit der atmosphärischen Luft durch den Dampfkanal 32 in den Druckausgleichsbehälter 16 abgeführt. Der Kraftstoff im abgeführten Gas wird in der Verbrennungskammer 11 zusammen mit dem von der Einspritzvorrichtung 12 eingespritzten Kraftstoff verbrannt. Der Durchsatz des abgeführten Gases wird auf der Basis der Größe einer Ventilöffnung des Steuerventils 35 eingestellt.
  • Bei dem Motor 10 dieser Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzmodus für die Einspritzvorrichtung 12 zwischen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und einer Verbrennung bei homogener Beschickung verändert. Beispielsweise wird bei der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung der Kraftstoff im Endstadium des Kompressionshubes eingespritzt. Infolgedessen wird eine Schicht aus einem Kraftstoff/Luft-Gemisch mit einer hohen Kraftstoffkonzentration in der Nähe der Zündkerze 13 in der Verbrennungskammer 11 ausgebildet. Diese Schicht wird von der Zündkerze 13 gezündet. Das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F-Verhältnis) des Gemisches in der Verbrennungskammer 11 ist magerer (beispielsweise A/F = 25 bis 50) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F = 14,5).
  • Andererseits wird beim Verbrennungsmodus bei homogener Beschickung der Kraftstoff während des Ansaughubes eingespritzt. Folglich wird ein Gemisch mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Kraftstoffkonzentration in der Verbrennungskammer 11 ausgebildet, in der der Kraftstoff gezündet wird. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches entspricht dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • Das Umschalten des Verbrennungsmodus zwischen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und einer Verbrennung bei homogener Beschickung wird auf der Basis von Betriebsbedingungen des Motors 10, wie beispielsweise der Motorlast und der Motordrehzahl, durchgeführt. Beispielsweise wird der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung in einem Bereich geringer Last oder geringer Drehzahl des Motors 10 eingestellt, während der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung in einem Bereich großer Last oder hoher Drehzahl des Motors 10 eingestellt wird.
  • Ein derartiges Umschalten des Verbrennungsmodus wird von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 durchgeführt, die eine Vielzahl von Eigenschaften des Motors 10 steuert. Die ECU 40 ist an eine Vielzahl von Sensoren angeschlossen, um die Betriebsbedingungen des Motors 10 zu detektieren und Detektionssignale von diesen Sensoren abzugeben, falls erforderlich.
  • Beispielsweise empfängt die ECU 40 Detektionssignale von einem Ansaugluftdrucksensor 51 zum Detektieren der Größe des Drucks im Druckausgleichsbehälter 16 (Ansaugluftdruck), einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52 zum Detektieren der Sauerstoffkonzentration im Abgas, einem Drehzahlsensor 53 zum Detektieren der Motordrehzahl, einem Pedalpositionssensor 54 zum Detektieren des Niederdrückgrades eines Gaspedals (nicht gezeigt), einem Wassertemperatursensor 55 zum Detektieren der Temperatur des Kühlwassers des Motors 10 (Kühlwassertemperatur), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56 zum Detektieren der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (Fahrzeuggeschwindigkeit) und einem Umgebungstemperatursensor 57 zum Detektieren der Umgebungstemperatur.
  • Auf der Basis der Betriebsbedingungen des Motors 10 und des Fahrzustandes des Fahrzeuges, die von diesen Sensoren 51 bis 57 detektiert werden, führt die ECU 40 eine Vielzahl von Steuerungen durch, wie beispielsweise eine Verbrennungsmodusumschaltsteuerung, eine Durchsatzsteuerung für das abgeführte Gas und eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Steuerung während einer Verbrennung bei homogener Beschickung. Ferner besitzt die ECU 40 einen Speicher 41 u.a. zum Speichern von Programmen und Operationskarten zur Ausführung der Vielzahl der Steuervorgänge und einer Vielzahl von Daten, die berechnet werden, wenn die Steuervorgänge ausgeführt werden.
  • Die nachfolgende Beschreibung betrifft das Verbrennungsmodusumschaltsteuerverfahren, das von der Verbrennungssteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Das Verbrennungsmodusumschaltsteuerverfahren über wacht den Durchsatz des vom Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 zum Einlasssystem abgeführten Gases, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu verbieten und den Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umzuschalten, wenn festgestellt wird, dass der Durchsatz des abgeführten Gases nicht ausreicht, um den im Kraftstoffzuführsystem erzeugten Kraftstoffdampf zu behandeln.
  • Nachdem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, wird die Menge des im Behälter 31 adsorbierten Kraftstoffes auf der Basis der Konzentration des Kraftstoffes im abgeführten Gas geschätzt. Danach wird wieder eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen, wenn geschätzt wird, dass die Menge des adsorbierten Kraftstoffes unter eine vorgegebene Menge gefallen ist.
  • Nachfolgend werden Einzelheiten des Verbrennungsmodusumschaltsteuerverfahrens auch in Verbindung mit den 2 bis 6(b) beschrieben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zeigt. Die in diesem Ablaufdiagramm dargestellten Schritte werden von der ECU 40 als Unterbrechungsprozess durchgeführt, der zu einer vorgegebenen Zeit ausgeführt wird.
  • Wenn der Prozess initiiert wird, wird zuerst festgestellt, ob ein Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wurde (Schritt 105).
  • Das Verbietungskennzeichen XPGSJ wird auf EIN gesetzt, wenn die Leistung des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 unter der erforderlichen Leistung liegt. Dies verbietet eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und schaltet den Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung um. Das Verbietungskennzeichen XPGSJ steht auf AUS, wenn geschätzt wird, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 geringer ist als die vorgegebene Menge durch Ausführung einer Verbrennung bei homogener Beschickung. Der Zustand des Verbietungskennzeichens XPGSJ wird selbst nach dem Stoppen des Betriebes des Motors 10 im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert.
  • Wenn bestimmt wird, dass das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN steht (NEIN in Schritt 105), wird die Sequenz der Prozessschritte zeitweise beendet.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS steht (JA in Schritt 105), wird eine akkumulierte Größe des Durchsatzes SP des abgeführten Gases (Durchsatzakkumulationswert) SP(0) in Abhängigkeit von der folgenden Gleichung [1] (Schritt 110) berechnet: SP(0) ← momentaner SP(0) + PG [1]
  • Mit diesem Durchsatzakkumulationswert SP(0) wird die Fähigkeit des momentanen Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 zum Behandeln des Kraftstoffdampfes ausgewertet. Wenn der Durchsatzakkumulationswert SP(0) größer ist, kann mehr Kraftstoff aus dem Behälter 31 zum Einlasssystem abgeführt werden.
  • Auch wird gemäß der vorhergehenden Gleichung [1] der Durchsatz PQ des abgeführten Gases auf der Basis des Ansaugluftdrucks, des atmosphärischen Drucks entsprechend dem Innendruck des Behälters 31 und eines Öffnungsbefehlswertes DPGR für das Ventil 35 berechnet.
  • Der Ansaugluftdruck wird auf der Basis eines Detektionssignals vom Ansaugluftdrucksensor 51 erhalten, während der atmosphärische Druck durch Korrektur des Ansaugluftdrucks auf der Basis der Öffnung der Drosselklappe 17, der Motordrehzahl etc. erhalten wird. Der Öffnungsbefehlswert DPGR für das Steuerventil 35 wird über ein anderes Programm eingestellt. Der Öffnungsbefehlswert DPGR basiert auf Motorbetriebsbedingungen einschließlich des Gaspedalniederdrückgrades und der Motordrehzahl, um eine Verschlechterung der Verbrennung zu verhindern, die aus der Einführung des abgeführten Gases resultiert, selbst wenn die Kraftstoffkonzentration im abgeführten Gas extrem hoch ist oder wenn der Durchsatz des abgeführten Gases beträchtlich erhöht wird.
  • Zusätzlich wurde die Beziehung zwischen dem Ansaugluftdruck, dem atmosphärischen Druck, dem Öffnungsbefehlswert DPGR und dem Durchsatz PQ des abgeführten Gases auf der Basis von Versuchen vorher ermittelt und als Funktionskarte im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert. Auf diese Funktionskarte wird beim Berechnen des Durchsatzes PG des abgeführten Gases Bezug genommen. Der Durchsatz PQ des abgeführten Gases nimmt zu, wenn die Differenz zwischen dem Ansaugluft druck und dem atmosphärischen Druck zunimmt oder wenn der Öffnungsbefehlswert DPGR ansteigt.
  • Als nächstes wird ein akkumulierter Motorlastwert (akkumulierter Lastwert) SL in Abhängigkeit von der folgenden Gleichung [2] (Schritt 105) berechnet: SL ← momentaner SL + L [2]
  • Wobei L ein Wert ist, der die Motorlast bezeichnet (Lastäquivalenzwert).
  • Der akkumulierte Lastwert SL kennzeichnet die Menge an Kraftstoffdampf, die schätzungsweise im Kraftstoffzuführsystem während einer Periode erzeugt wird, während der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wird. Mit anderen Worten, es kann geschätzt werden, dass eine größere Menge an Kraftstoffdampf im Kraftstoffzuführsystem erzeugt wird, wenn der akkumulierte Lastwert SL größer ist. Die Menge des erzeugten Kraftstoffdampfes kann somit auf der Basis des akkumulierten Lastwertes SL aus dem folgenden Grund geschätzt werden.
  • Wenn die Motorlast zunimmt, nimmt die Menge des eingespritzten Kraftstoffes zu, was einen Anstieg der Gesamtmenge an Verbrennungswärme, die in der Verbrennungskammer 11 erzeugt wird, bewirkt. Der Kraftstoff im Kraftstoffzuführsystem wird durch die Verbrennungswärme und die Abgaswärme, die ebenfalls ansteigt, wenn die Verbrennungswärme ansteigt, erhitzt. Im Kraftstoffzuführsystem dieser Ausführungsform wird ein Teil des Kraftstoffes zum Kraftstoff tank 21 von der Hochdruckpumpe 24 zum Kraftstoffrückführkanal 26 zurückgeführt, wodurch die Temperatur des Kraftstoffes im Tank 21 ansteigt.
  • Aufgrund der erhöhten Temperatur des Kraftstoffes im Kraftstoffzuführsystem nimmt die Verdampfung des Kraftstoffes zu, wodurch die Menge an Kraftstoffdampf ansteigt. Es ist somit möglich, die Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf auf der Basis des akkumulierten Lastwertes SL zu schätzen.
  • Ferner wird in der vorstehend erwähnten Gleichung [2] der Lastäquivalenzwert L auf der Basis des Gaspedalniederdrückgrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Speziell nimmt der Lastäquivalenzwert L zu, wenn der Gaspedalniederdrückgrad ansteigt oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Somit steigt der Lastakkumulationswert SL stärker an als der Gaspedalniederdrückgrad oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Der Inhalt des Lastakkumulationswertes SL wird im Speicher 41 der ECU 40 selbst nach dem Stoppen des Betriebes des Motors 10 gespeichert.
  • Als nächstes wird ein erster Entscheidungswert NP auf der Basis der Umgebungstemperatur und des atmosphärischen Drucks gesetzt (Schritt 120). Der erste Entscheidungswert NP bestimmt, ob der Durchsatzakkumulationswert SP(0), d.h. die Leistungsfähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30, für die Erzeugung einer bestimmten Menge an Kraftstoffdampf ausreichend ist.
  • 3 ist eine Funktionsmappe, die die Beziehung zwischen dem ersten Entscheidungswert NP und der Umgebungstemperatur sowie dem atmosphärischen Druck zeigt. Wie in 3 dargestellt, nimmt der erste Entscheidungswert NP zu, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt oder der atmosphärische Druck geringer ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine höhere Umgebungstemperatur die Temperatur des Kraftstoffes im Kraftstoffzuführsystem erhöht, wodurch die Verdampfung des Kraftstoffes gefördert wird. Ein niedrigerer atmosphärischer Druck ermöglicht, dass mehr Kraftstoff stärker verdampft. Folglich nimmt die Menge des Kraftstoffdampfes zu, wodurch der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 mehr Dampf handhaben muss. Die Beziehung zwischen dem ersten Entscheidungswert NP und der Umgebungstemperatur sowie dem atmosphärischen Druck wurde durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 als Funktionsdaten gespeichert.
  • Als nächstes wird ein zweiter Entscheidungswert NL auf der Basis des Lastakkumulationswertes SL und des atmosphärischen Drucks gesetzt (Schritt 125). Dieser zweite Entscheidungswert NL wird zur Bestimmung verwendet, ob das Leistungsvermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 für eine bestimmte Menge an Kraftstoffdampferzeugung, die der Funktion des ersten Entscheidungswertes NP entspricht, ausreicht oder nicht.
  • 4 ist eine Funktionskarte, die die Beziehung zwischen dem zweiten Entscheidungswert NL und dem Lastakkumulationswert SL sowie dem atmosphärischen Druck zeigt. Wie in 4 dargestellt, nimmt der zweite Entscheidungswert NL zu, wenn der Lastakkumulationswert SL ansteigt oder der atmosphärische Druck geringer ist. Wie vorstehend beschrieben, ist dies darauf zurückzuführen, dass ein größerer Lastakkumulationswert SL oder ein niedrigerer atmosphärischer Druck zur Erzeugung einer größeren Menge an Kraftstoffdampf führt, so dass der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 mehr Dampf handhaben muss. Die Beziehung zwischen dem zweiten Entscheidungswert NL und dem Lastakkumulationswert SL sowie dem atmosphärischen Druck wurde durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 90 als Funktionsdaten gespeichert.
  • Die Entscheidungswerte zum Bestimmen, ob das Vermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 für die Erzeugung einer bestimmten Kraftstoffdampfmenge ausreichend ist oder nicht, d.h. der erste Entscheidungswert NP und der zweite Entscheidungswert NL, werden aus den folgenden Gründen bereitgestellt.
  • Wenn der Motor 10 in einem Zustand relativ schwerer Last betrieben wird, ist der zweite Entscheidungswert NL relativ groß. Daher wird festgestellt, dass das Vermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 nicht ausreichend ist, wenn nicht ein ausreichender Durchsatz des abgeführten Gases sichergestellt wird.
  • Wenn andererseits das Fahrzeug bei einer hohen Umgebungstemperatur gestoppt wird, während der Motor 10 über eine lange Zeitdauer im Leerlauf gelaufen ist, ist der zweite Entscheidungswert NL relativ klein. Wenn jedoch das Fahrzeug in einer derartigen Situation gestoppt wird, während die Kraftstofftemperatur infolge der Verbrennungswärme nicht angestiegen ist, wird die Kraftstofftemperatur durch das Fehlen eines Luftstromes durch die Wärme von der Straßenoberfläche angehoben.
  • Wenn nur auf der Basis des zweiten Entscheidungswertes NL festgestellt wird, ob der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 eine ausreichende Fähigkeit für eine spezielle Situation besitzt oder nicht, kann eine fehlerhafte Feststellung in der vorstehend erwähnten Situation getroffen werden. Daher wird auch der erste Entscheidungswert NP, der in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur variiert, für die Feststellung verwendet.
  • Nachdem der erste Entscheidungswert NP und der zweite Entscheidungswert NL ermittelt worden sind, wird festgestellt, ob die Zeit zum Ermitteln der Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 gekommen ist oder nicht (Schritt 130). Wenn in Schritt 130 festgestellt wird, dass die Zeit zum Bestimmen des Vermögens des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 nicht gekommen ist (NEIN in Schritt 130), wird das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits die Zeit zum Bestimmen des Vermögens des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus korrekt ist (JA in Schritt 130), werden der vorhergehende Durchsatzakkumulationswert SP(1) und der Durchsatzakkumulationswert hiervor SP(2) gemäß der nachfolgenden Gleichung [3] zum gegenwärtigen Durchsatzakkumulationswert SP(0) addiert. Die Summe ΣSP ist dabei der Durchsatzakkumulationswert, der tatsäch lich mit dem ersten Entscheidungswert NP verglichen wird (Schritt 135): ΣSP ← SP(0) + SP(1) + SP(2) [3]
  • 5 ist ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen dem gegenwärtigen Durchsatzakkumulationswert SP(0) und den beiden vorhergehenden Durchsatzakkumulationswerten SP(1), SP(2) zeigt.
  • Wenn man, wie in 5 gezeigt, annimmt, dass die Zeit zum Bestimmen des Vermögens des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 beispielsweise jede vorgegebene Periode a kommt, zeigt der gegenwärtige Durchsatzakkumulationswert SP(0) einen Akkumulationswert für die vorgegebene Periode a zwischen der momentanen Bestimmungszeit t3 und der vorhergehenden Bestimmungszeit t2 an. Andererseits zeigt der vorhergehende Durchsatzakkumulationswert SP(1) einen Akkumulationswert für die vorgegebene Periode a von der vorhergehenden Bestimmungszeit t2 bis zu einer früheren Bestimmungszeit t1 über die vorgegebene Periode a an. In entsprechender Weise zeigt der weiter zurückliegende Durchsatzakkumulationswert SP(2) einen Akkumulationswert für die vorgegebene Periode a von der weiter zurückliegenden Bestimmungszeit t1 bis zu der Bestimmungszeit t0 über die vorgegebene Periode a an.
  • Beispielsweise wird die vorgegebenen Periode a bei dieser Ausführungsform auf fünf Minuten eingestellt. Der summierte Durchsatzakkumulationswert ΣSP, der mit dem ersten Entscheidungswert NP verglichen wird, ist ein Durchsatzakku mulationswert für das abgeführte Gas für 15 Minuten. Der gegenwärtige Durchsatzakkumulationswert SP(0) wird zum Vergleich mit dem zweiten Entscheidungswert NL verwendet.
  • Der summierte Durchsatzakkumulationswert ΣSP für das abgeführte Gas, der mit dem ersten Entscheidungswert NP verglichen wird, ist ein Akkumulationswert für eine längere Periode als der Durchsatzakkumulationswert SP(0) für das abgeführte Gas, der aus dem folgenden Grund mit dem zweiten Entscheidungswert NL verglichen wird.
  • Da sich sowohl die Umgebungstemperatur als auch der atmosphärische Druck über die Zeit nicht stark und nur langsam verändern, verändert sich auch der erste Entscheidungswert NP gemäß diesen Parametern nur langsam. Da sich andererseits der Lastakkumulationswert SL in Abhängigkeit vom Lastzustand des Motors 10 rasch ändern kann, kann sich auch der zweite Entscheidungswert NL rasch verändern. Aus diesen Gründen finden unterschiedliche Integrationsperioden für die unterschiedlichen Durchsatzakkumulationswerte (ΣSP, SP(0)) in Abhängigkeit von der Änderung der entsprechenden Entscheidungswerte NP, NL Verwendung.
  • Somit gibt der summierte Durchsatzakkumulationswert ΣSP, der mit dem ersten Entscheidungswert NP verglichen wird, keine Änderung im Durchsatz des abgeführten Gases über eine kurze Zeitdauer wieder, sondern den Trend der Änderung des Durchsatzes über eine relativ lange Periode. Andererseits gibt der Durchsatzakkumulationswert SP(0), der mit dem zweiten Entscheidungswert NL verglichen wird, eine Änderung im Durchsatz des abgeführten Gases über eine kurze Zeit dauer in Abhängigkeit von einer Änderung der Betriebsbedingungen des Motors 10 wieder.
  • Als nächstes wird festgestellt, ob mindestens eine der nachfolgenden zwei Bedingungen, die durch die Gleichung [4], [5] ausgedrückt werden, erfüllt ist oder nicht (Schritt 140). Mit anderen Worten, es wird festgestellt, ob die tatsächliche Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 unter der erforderlichen Fähigkeit liegt oder nicht. ΣSP < NP [4] SP (0) < NL [5]
  • Wenn ermittelt wird, dass die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 unter der erforderlichen Fähigkeit liegt (JA in Schritt 140), wird als nächstes bestimmt, ob die vorgegebene Zeitdauer (beispielsweise 20 Minuten) abgelaufen ist, seitdem das Verbietungskennzeichnen XPGSJ auf AUS umgeschaltet wurde (Schritt 145). Mit anderen Worten, es wird festgestellt, ob die vorgegebene Zeitdauer von der Zeit, bei der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, abgelaufen ist.
  • Wenn ermittelt wird, dass die vorgegebene Zeitdauer nicht abgelaufen ist (NEIN in Schritt 145), ist nur eine kurze Zeitdauer abgelaufen, seitdem die Verbrennung bei homogener Beschickung gestoppt wurde, so dass nur eine geringe Kraftstoffmenge im Behälter 31 adsorbiert ist. Genauer gesagt, selbst wenn in diesem Fall ermittelt wird, dass die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 unter der erforderlichen Fähigkeit liegt (JA in Schritt 140), wird nur eine geringe Kraftstoffmenge im Behälter 31 adsorbiert, so dass es nicht erforderlich ist, eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu verbieten und eine Verbrennung bei homogener Beschickung durchzuführen.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeitdauer von der Zeit, bei der die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, abgelaufen ist (JA in Schritt 145), ist die Menge des im Behälter 31 adsorbierten Kraftstoffes wahrscheinlich angestiegen, da eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung über diese Zeitdauer durchgeführt wurde, so dass das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt wird, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu verbieten (Schritt 150), und der Lastakkumulationswert NL auf Null zurückgesetzt wird (Schritt 155).
  • Nachdem der Lastakkumulationswert NL zurückgesetzt wurde oder wenn in den vorhergehenden Bestimmungsprozessschritten (Schritte 140, 145) ermittelt wurde, dass die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 die Anforderungen erfüllt (NEIN in Schritt 140) oder wenn die vorgegebene Zeitdauer von der Zeit, bei der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, nicht abgelaufen ist (NEIN Schritt 145), wird der vorhergehende Durchsatzakkumulationswert SP(1) als weiter zurückliegender Durchsatzakkumulationswert SP(2) gewonnen, der gegenwärtige Durchsatzakkumulationswert SP(0) als vorhergehender Durch satzakkumulationswert SP(1) gewonnen und der gegenwärtige Durchsatzakkumulationswert SP(0) auf Null rückgesetzt (Schritt 160), um den nächsten Zyklus vorzubereiten (Schritt 160). Dann wird das Programm einstweilen beendet.
  • Als nächstes werden ein Programm zum Einstellen des Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung auf der Basis des Verbietungskennzeichens XPGSJ und ein Programm zum Setzen des Verbietungskennzeichens XPGSJ auf AUS, um wiederum eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zuzulassen, in Verbindung mit den in den 6(a) und 6(b) gezeigten Ablaufdiagrammen beschrieben. Die Sequenz der in den Ablaufdiagrammen dargestellten Schritte wird von der ECU 40 als Unterbrechungsprozess ausgeführt, der bei vorgegebenen Zeitintervallen initiiert wird.
  • Wenn dieser Prozess initiiert wird, wird als erstes festgestellt, ob das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt ist oder nicht (Schritt 210). Wenn ermittelt wird, dass das Verbietungskennzeichnen XPGSJ auf AUS gesetzt ist (NEIN in Schritt 210), besitzt der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 eine ausreichende Fähigkeit zur Aufnahme des erzeugten Kraftstoffdampfes, so dass eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht verboten werden muss. Somit wird der Verbrennungsmodus des Motors 10 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eingestellt (Schritt 290) und das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt ist (JA in Schritt 210), liegt die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 unter der erfor derlichen Fähigkeit, so dass eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten und der Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung gesetzt wird (Schritt 215).
  • Als nächstes wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG, der abgegriffen wird, wenn das Steuerventil 35 vollständig geschlossen ist, über einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Regelschritt aktualisiert (Schritt 220). Wie bekannt, wird durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Regelung die Menge des eingespritzten Kraftstoffes (Kraftstoffeinspritzzeit) auf der Basis eines Detektionssignals vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52 erhöht oder erniedrigt, um das momentane Luft-Kraftstoff-Verhältnis (tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis) auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu führen. Dieser Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG kompensiert wiederum die Abweichung des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, die beispielsweise infolge von einzelnen Unterschieden und Änderungen auftreten kann, welche durch die Zeit bei den Kraftstoffeinspritzeigenschaften der Einspritzvorrichtung 12 verursacht werden können.
  • Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Regelverfahren initiiert wird, wird die Menge des eingespritzten Kraftstoffes (Kraftstoffeinspritzzeit) TAU beispielsweise in Abhängigkeit von der folgenden Gleichung [6] berechnet: TAU ← K1·TP·(FAF + KG) + K2 [6] worin K1 und K2 diverse Korrekturkoeffizienten sind, TP eine Basismenge der Kraftstoffeinspritzung, berechnet auf Basis des Ansaugluftdrucks, der Motordrehzahl und von anderen Faktoren, ist und FAF ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizient ist. Beispielsweise nimmt der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizient FAF einen Wert ein, der größer ist als 1,0, wenn das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Abhängigkeit von der Differenz magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und einen Wert ein, der kleiner ist als 1,0, wenn das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Abhängigkeit von der Differenz fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG wird als Wert zum Streichen der Abweichung gelernt, wenn ein durchschnittlicher Wert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF konstant von 1,0 abweicht. Wenn beispielsweise der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF 1,05 beträgt, wird der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG als 0,05 gelernt. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG verursacht eine Änderung im Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF, um eine Annäherung an 1,0 zu erreichen.
  • Als nächstes wird festgestellt, ob der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG aktualisiert wurde oder nicht, mit anderen Worten, ob der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in die Nachbarschaft von 1,0 konvergiert ist oder nicht (Schritt 225). Wenn hier festgestellt wird, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG nicht aktualisiert wurde (NEIN in Schritt 225), wird das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG aktualisiert wurde (JA in Schritt 225), wird das Steuerventil 35 geöffnet, um mit dem Abführen zu beginnen (Schritt 230). Selbst wenn speziell bei dieser Ausführungsform das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf Ein steht, um den Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung umzuschalten, wird das Steuerventil 35 vollständig geschlossen gehalten, bis der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG aktualisiert wurde, um eine Gasabführung unmöglich zu machen.
  • Das Öffnen des Steuerventils 35 wird im Gegensatz zu dem Fall, bei dem das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS steht, wie folgt durchgeführt. Die erforderliche Abführrate PGR wird als erstes auf der Basis von diversen Betriebsbedingungen des Motors 10, wie beispielsweise der momentanen Ansaugluftmenge (die auf der Basis des Ansaugluftdrucks und der Motordrehzahl ermittelt wird) und der Motordrehzahl, eingestellt.
  • Die erforderliche Abführrate PGR gibt den Anteil des abgeführten Gases wieder, der über den Abführkanal 33 in den Druckausgleichsbehälter 16 innerhalb der in die Verbrennungskammer 11 eingeführten Ansaugluft eingeführt wird. Die erforderliche Abführrate PGR ist auf einen vorgegebenen oberen Grenzwert, der mit der Zeit ansteigt, oder weniger beschränkt, um zu verhindern, dass das tatsächliche Luft- Kraftstoff-Verhältnis infolge der plötzlichen Einführung einer großen Menge an abgeführtem Gas stark vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweicht, bis die vorgegebene Zeitdauer TPGST von dem Zeitpunkt, bei dem das Abführen begonnen wurde, abgelaufen ist. Wenn daher mit dem Abführen begonnen wird, steigt die erforderliche Abführrate PGR auf der Basis der Betriebsbedingungen des Motors 10 über die vorgegebene Zeitdauer TPGST allmählich auf einen Wert an.
  • Als nächstes wird mit der gegenwärtigen Ansaugluftmenge und Motordrehzahl eine Voll-Offen-Abführrate PGRO für ein vollständig geöffnetes Steuerventil 35 berechnet. Die Beziehung zwischen der Voll-Offen-Abführrate PGRO und der Ansaugluftmenge sowie der Motordrehzahl wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert. Nach der Berechnung der erforderlichen Abführrate PGR und der Voll-Offen-Abführrate PGRO in der vorstehend beschriebenen Weise wird der Öffnungsbefehlswert DPGR für das Steuerventil 35 gemäß der folgenden Gleichung [7] eingestellt: DPGR ← k1·PGR/PGRO + k2 [7]wobei k1, k2 Korrekturkoeffizienten sind.
  • Danach wird das Öffnen des Steuerventils 35 auf Basis des Öffnungsbefehlswertes DPGR gesteuert, um eine Gasabführung durchzuführen.
  • Nach dem Beginn der Gasabführung in Schritt 230 wird der Konzentrationslernwert FGPG für das abgeführte Gas ermit telt (Schritt 235). Dieser Konzentrationslernwert FGPG gibt die Konzentration des abgeführten Gases wieder und wird in Abhängigkeit von der Neigung, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Regelung abweicht, aktualisiert. Der Konzentrationslernwert FGPG wird beispielsweise auf Basis der folgenden Gleichung [8] aktualisiert: FGPG ← [momentaner FGPG] + [1 – FAFAVE)PGR [8]
  • Der Konzentrationslernwert FGPG wird für die Berechnung der Menge TAU der Kraftstoffeinspritzung während des Abführvorganges benötigt, wie die folgende Gleichung [9] zeigt: TAU ← K1·TP·(FAF + KG – FGPG × PGR) + K2 [9]
  • Wenn somit die Abführergebnisse im Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter werden als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF konstant geringer ist als 1,0, wird der Konzentrationslernwert FGPG auf einen größeren Wert aktualisiert, und zwar unter der Annahme, dass Gas mit einer hohen Kraftstoffkonzentration in das Einlasssystem eingeführt wird (siehe Gleichung [8]). Infolgedessen wird die Menge TAU der Kraftstoffeinspritzung verringert (siehe Gleichung [9]), wodurch sich der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF infolge der Abnahme der Kraftstoffeinspritzmenge TAU 1,0 annähert.
  • Wenn andererseits das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer wird als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF konstant größer ist als 1,0, wird der Konzentrationslernwert FGPG auf einen kleineren Wert aktualisiert, und zwar unter der Annahme, dass Gas mit einer niedrigen Kraftstoffkonzentration in das Einlasssystem eingeführt wird (siehe Gleichung [8]). Infolgedessen wird die Menge TAU der Kraftstoffeinspritzung erhöht (siehe Gleichung [9]), wodurch sich der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF infolge des Anstieges der Kraftstoffeinspritzmenge TAU 1,0 annähert.
  • Wenn der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF nahe bei 1,0 liegt, wird die Konzentration des abgeführten Gases vom Konzentrationslernwert FGPG genauer wiedergegeben (d.h. das Lernen schreitet fort). Der Lernwert FGPG ist daher ein zuverlässigerer Indikator der Kraftstoffkonzentration des abgeführten Gases.
  • Nachdem der aktualisierte Konzentrationslernwert FGPG ermittelt wurde, wird dieser Konzentrationslernwert mit einem Maximalwert FGPGMAX des ermittelten Konzentrationslernwertes FGPG verglichen (Schritt 240). Wenn der letzte Konzentrationslernwert FGPG größer ist als der Maximalwert FGPGMAX (JA in Schritt 240), wird der letzte Konzentrationslernwert FGPG, der gerade ermittelt wurde, als neuer Maximalwert FGPGMAX aktualisiert (Schritt 245). Wenn andererseits der letzte Konzentrationslernwert FGPG dem Ma ximalwert FGPGMAX entspricht oder kleiner als dieser ist (NEIN in Schritt 240), wird eine derartige Aktualisierung des Maximalwertes FGPGMAX übersprungen.
  • Als nächstes wird der Akkumulationswert SPFD für den erforderlichen Durchsatz für das abgeführte Gas auf der Basis des Maximalwertes FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG eingestellt (Schritt 250). Der Akkumulationswert SPFD für den erforderlichen Durchsatz ist der Gesamtdurchsatz für das abgeführte Gas, der schätzungsweise erforderlich ist, um die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf die vorgegebene Menge oder weniger durch Abführen zu reduzieren. Wenn daher der Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG ansteigt, nimmt der Akkumulationswert SPFD für den erforderlichen Durchsatz zu. Die Beziehung zwischen dem Akkumulationswert SPDF für den erforderlichen Durchsatz und dem Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert.
  • Als nächstes wird ein tatsächlicher Akkumulationswert (Akkumulationswert des tatsächlichen Durchsatzes) SPFA des Durchsatzes für das abgeführte Gas auf der Basis der nachfolgenden Gleichung [10] berechnet (Schritt 255). Der Akkumulationswert SPFA für den tatsächlichen Durchsatz gibt den akkumulierten Durchsatz für das abgeführte Gas des Zeitpunktes an, an dem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten und die Gasabführung begonnen wurde. SPFA ← momentaner SPFA + PQ [10]
  • In der obigen Gleichung [10] wird der Durchsatz PQ für das abgeführte Gas durch Multiplikation der erforderlichen Abführrate PGR mit der momentanen Ansaugluftmenge berechnet.
  • Als nächstes wird festgestellt, ob die vorgegebene Zeitdauer TPGST, in der die erforderliche Abführrate PGR begrenzt ist, von dem Zeitpunkt, an dem die Abführung gestartet wurde, abgelaufen ist oder nicht (Schritt 260 in 6(b)). Wenn festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeitdauer TPGST nicht abgelaufen ist (NEIN in Schritt 260), wird das Programm einstweilen beendet, bis die erforderliche Abführrate PGR für einen speziellen Fahrzustand geeignet wird.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeitdauer TPGST abgelaufen ist (JA in Schritt 260), wird ermittelt, ob der Konzentrationslernwert FGPG geringer ist als der vorgegebene Entscheidungswert JFGPG oder nicht (Schritt 265). Der Entscheidungswert JFGPG legt fest, ob die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf die vorgegebene Menge, die wesentlich kleiner ist als ihr Grenzwert, oder auf weniger reduziert wurde oder nicht, und zwar auf der Basis der Konzentration des Kraftstoffes im abgeführten Gas, d.h. des Konzentrationslernwertes FGPG.
  • Wenn festgestellt wird, dass der Konzentrationslernwert FGPG unter dem Entscheidungswert JFGPG liegt (JA in Schritt 265), wird ermittelt, ob der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPFA den erforderlichen Durchsatzakkumulationswert SPFD übersteigt oder nicht (Schritt 270). Wenn festgestellt wird, dass der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPFA den erforderlichen Durchsatzakkumulationswert SPFD übersteigt (JA in Schritt 270), wird festgestellt, ob der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist oder nicht, mit anderen Worten, ob der Konzentrationslernwert FGPG zuverlässig ist oder nicht (Schritt 275). Wenn der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF beispielsweise in einem Bereich von 0,95 < FAFAVE < 1,05 liegt, wird festgestellt, dass der Durchschnittswert FAFAVE in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist.
  • Wenn festgestellt wird, dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist (JA in Schritt 275), kann geschätzt werden, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31, die auf der Basis des Konzentrationslernwertes FGPG geschätzt wird, auf die vorgegebene Menge oder weniger reduziert wurde, und es kann festgestellt werden, dass die Genauigkeit des Konzentrationslernwertes FGPG, der für die Schätzung benötigt wird, hoch ist, und das Verbietungskennzeichnen XPGSJ wird auf AUS geschaltet (Schritt 280). Dann wird das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Konzentrationslernwert FGPG dem Entscheidungswert JFGPG entspricht oder größer als dieser ist (NEIN in Schritt 265), wenn festgestellt wird, dass der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPFA dem erforderlichen Durchsatzakkumula tionswert SPFD entspricht oder kleiner als dieser ist (NEIN in Schritt 270), oder wenn nicht festgestellt werden kann, dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist (NEIN in Schritt 275), kann nicht geschätzt werden, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf die vorgegebene Menge oder weniger reduziert wurde, oder kann festgestellt werden, dass der Konzentrationslernwert FGPG eine niedrige Lerngenauigkeit besitzt, so dass daher auch das Schätzergebnis der Menge an adsorbiertem Kraftstoff eine geringe Genauigkeit aufweist und das Programm einstweilen beendet wird.
  • Diese Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.
  • Die Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, SP(0) des abgeführten Gases entsprechend dem tatsächlichen Leistungsvermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 werden mit den entsprechenden Entscheidungswerten NP, NL entsprechend dem erforderlichen Leistungsvermögen in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf verglichen. Eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung wird verboten, und der Verbrennungsmodus wird auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umgeschaltet, wenn die Durchsatzakkumulationswerte unter den entsprechenden Entscheidungswerten liegen. Somit werden die Möglichkeiten zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht unnötig begrenzt. Es ist daher möglich, die Möglichkeiten zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung soviel wie möglich zu erweitern, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
  • Die tatsächliche Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 wird über die Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, SP(0) des abgeführten Gases ausgewertet. Somit wird im Gegensatz zur Auswertung dieses Vermögens beispielsweise auf der Basis des Durchsatzes des abgeführten Gases selbst bei zeitweisen Schwankungen des Durchsatzes des abgeführten Gases in Abhängigkeit von variierenden Betriebsbedingungen des Motors 10 der Verbrennungsmodus in Abhängigkeit von derartigen zeitweisen Schwankungen nicht häufig umgeschaltet. Es ist daher möglich, ein häufiges Umschalten des Verbrennungsmodus zu vermeiden. Mit anderen Worten, die Schätzung des Leistungsvermögens des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 ist geeigneter.
  • Da sämtliche Entscheidungswerte NP, NL auf der Basis der Umgebungstemperatur und des Lastakkumulationswertes SL zusätzlich zum atmosphärischen Druck eingestellt werden, können die Entscheidungswerte in Abhängigkeit von der Menge des erzeugten Kraftstoffdampfes, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und dem Lastakkumulationswert SL variiert, in geeigneter Weise eingestellt werden.
  • Da der Durchsatzakkumulationswert ΣSP des abgeführten Gases, der mit dem ersten Entscheidungswert NP verglichen wird, einen Akkumulationswert für eine längere Integrationsperiode angibt als der Durchsatzakkumulationswert SP(0) des abgeführten Gases, der mit dem zweiten Entscheidungswert NL verglichen wird, können die Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, S(0) in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften, aufgrund derer sich die entspre chenden Entscheidungswerte NP, NL verändern, eingestellt werden. Es ist daher möglich, die entsprechenden Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, SP(0) mit den zugehörigen Entscheidungswerten NP, NL genau zu vergleichen und somit die Zuverlässigkeit der Vergleichsergebnisse zu verbessern.
  • Der Durchsatzakkumulationswert SP(0) des abgeführten Gases wird auf der Basis des Ansaugluftdrucks, des atmosphärischen Drucks und des Öffnungsbefehlswertes DPGR für das Steuerventil 35 berechnet. Es ist daher möglich, den Durchsatzakkumulationswert SP(0) selbst dann genau zu berechnen, wenn eine große Menge an Abgas vom EGR-Mechanismus in den Ansaugluftkanal 14 zurückgeführt wird.
  • Nach dem Verbieten der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und dem Umschalten des Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung wird die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 geschätzt. Eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung wird wieder zugelassen, wenn geschätzt wird, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff sich auf die vorgegebene Menge oder weniger verringert hat. Es ist daher möglich, in geeigneter Weise eine Periode einzustellen, in der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung in Abhängigkeit von der Menge des im Behälter 31 adsorbierten Kraftstoffes verboten wird. Daher wird eine Verringerung der Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 sichergestellt, wodurch eine Abgabe des Kraftstoffdampfes an die Atmosphäre verhindert wird.
  • Da die Menge des adsorbierten Kraftstoffes im Behälter 31 auf der Basis des Konzentrationslernwertes FGPG, der über die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Regelung ermittelt wird, geschätzt wird, kann die Schätzung der Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 durchgeführt werden, ohne dass ein zusätzlicher Sensor vorgesehen werden muss.
  • Das Aktualisieren des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwertes KG wird beendet, während die Gasabführung zeitweise gestoppt wird, und die Abführung wird wieder durchgeführt, nachdem die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis kompensiert wurde, um den Konzentrationslernwert FGPG zu lernen. Daher gibt der Konzentrationslernwert FGPG genauer die Konzentration des Kraftstoffes im abgeführten Gas wieder, wodurch die Genauigkeit der Schätzung der Menge an adsorbiertem Kraftstoff verbessert wird.
  • Selbst wenn geschätzt wird, dass sich die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf den vorgegebenen Wert oder weniger verringert hat, wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht zugelassen, wenn der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 nicht stabil ist, was anzeigt, dass der Konzentrationslernwert FGPG nicht auf zuverlässige Weise die Konzentration des abgeführten Gases wiedergeben kann. Daher wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht zugelassen, wenn die Schätzung der Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf einem Konzentrationslernwert FGPG basiert, der nicht in zuverlässiger Weise die Konzentration des Kraftstoffes im abgeführten Gas wiedergibt.
  • Wenn die vorgegebene Zeitdauer nicht abgelaufen ist, nachdem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, wird ein Umschalten der Verbrennung von der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung auf die Verbrennung bei homogener Beschickung verboten, selbst wenn die Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, SP(0) für das abgeführte Gas unter den Entscheidungswerten NP, NL liegen, und zwar unter der Voraussetzung, dass die Fähigkeit des Behälters 31 zum Adsorbieren von Kraftstoff ausreicht. Es ist daher möglich, ein überflüssiges Umschalten des Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung zu verhindern, wodurch die Kraftstoffeffizienz weiter verbessert wird.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei eine Fokussierung auf Unterschiede zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform erfolgt. Bei der ersten Ausführungsform wird der Durchsatzakkumulationswert ΣSP des abgeführten Gases zum Vergleich mit dem ersten Entscheidungswert NP nicht als wichtiger Wert berechnet, wenn nicht mindestens die vorgegebene Zeitdauer (15 min) nach dem Starten des Motors 10 abgelaufen ist. Somit wird bis zum Ablauf dieser Zeit niemals in Schritt 130 von 2 ermittelt, dass die Zeit zum Bestimmen des Leistungsvermögens gekommen ist, und daher eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht verboten.
  • Wenn jedoch bei der ersten Ausführungsform der Motor 10 mit einer extrem großen Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 gestartet wird, beispielsweise infolge einer großen Menge an Kraftstoffdampf, die im Kraftstoffzuführsystem erzeugt wurde, während der Motor gestoppt wurde, erreicht die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 eine Grenze unmittelbar nach dem Starten des Motors 10, so dass kein zusätzlicher Kraftstoffdampf adsorbiert wird.
  • Um dieses Problem zu lösen, stellt die Verbrennungssteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN, wenn festgestellt wird, dass sich der Motor in einem Startzustand befindet, in dem der Behälter 31 bereits eine große Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, um den Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung einzustellen, nachdem der Motor gestartet wurde.
  • Nachfolgend wird der von der Verbrennungssteuervorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführte Verbrennungssteuervorgang im einzelnen in Verbindung mit 7 erläutert. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zum Bestimmen, ob der Verbrennungsmodus auf die Verbrennung bei homogener Beschickung eingestellt wird, wenn der Motor 10 gestartet wird, oder nicht, zeigt. Die in diesem Ablaufdiagramm dargestellten Schritte werden von der ECU 40 als Unterbrechungsprozess in vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt.
  • Beim Initiieren des Prozesses wird zuerst festgestellt, ob der Motor 10 gestartet wird oder nicht (ob ein Anlassen durchgeführt wird oder nicht) (Schritt 310). Wenn festgestellt wird, dass der Motor 10 nicht gestartet wird (NEIN in Schritt 310), wird das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Motor 10 gestartet wird (JA in Schritt 310), wird festgestellt, ob der Behälter 31 bereits eine große Menge an Kraftstoff adsorbiert hat (Schritt 320). Das Ergebnis von Schritt 320 ist positiv, wenn mindestens eine der nachfolgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllt ist.
    • (a) Wenn der Betrieb des Motors 10 gestoppt und nach einem Betrieb mit schwerer Last und hoher Drehzahl wieder aufgenommen wird: Da in diesem Zustand der Motor 10 gestoppt wird, nachdem die Kraftstofftemperatur aufgrund des Betriebes bei schwerer Last und hoher Drehzahl angestiegen ist, wird eine große Menge an Kraftstoffdampf pro Stunde erzeugt, wenn der Motor 10 gestoppt wird, und hat der Behälter 31 eine relativ große Menge an Kraftstoff adsorbiert, wenn der Motor 10 wieder gestartet wird. Diese Feststellung wird auf der Basis eines Lastakkumulationswertes SL, der im Speicher 41 zum Startzeitpunkt gespeichert wurde, d.h. des Lastakkumulationswertes SL, der genommen wurde, als der Betrieb des Motors 10 gestoppt wurde, durchgeführt. Speziell wird festgestellt, dass die Startbedingung (a) erfüllt ist, wenn der Lastakkumulationswert SL dem vorgegebenen Wert entspricht oder größer als dieser ist.
    • (b) Wenn sich der Motor 10 nicht in einem Niedrigtemperaturzustand befindet und eine lange Zeitdauer nach dem Stoppen des Betriebes des Motors gestartet wird: Da sich in diesem Zustand der Motor 10 nicht in einem Niedrigtemperaturzustand befindet und eine lange Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem der Betrieb gestoppt wurde, ist die Gesamtmenge des während der Stoppperiode erzeugten Kraftstoffdampfes groß und hat der Behälter 31 eine relativ große Menge an Kraftstoff adsorbiert, wenn der Motor 10 wieder gestartet wird. Diese Feststellung wird auf der Basis der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt durchgeführt. Speziell wird festgestellt, dass die Startbedingung (b) erfüllt ist, wenn die Kühlwassertemperatur in einem vorgegebenen Bereich (hier in einem Bereich von 0 bis 40°C) liegt. Die Basis dieser Feststellung ist wie folgt. Wenn die Kühlwassertemperatur 40°C oder mehr beim Starten beträgt, wird festgestellt, dass eine kurze Zeitdauer abgelaufen ist, seit der Betrieb des Motors 10 gestoppt wurde. Wenn andererseits die Kühlwassertemperatur 0°C oder weniger beim Starten beträgt, wird festgestellt, dass, obwohl eine lange Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem der Betrieb des Motors 10 gestoppt wurde, von der extrem niedrigen Kühlwassertemperatur geschätzt werden kann, dass die Erzeugung von Kraftstoffdampf nicht gefördert wurde und der Behälter 31 keine große Kraftstoffmenge adsorbiert hat.
    • (c) Wenn der Betrieb des Motors 10 gestoppt und wieder aufgenommen wird, während eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde: Da in diesem Zustand der Betrieb des Motors 10 gestoppt wurde, bevor die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf die vorgegebene Menge oder weniger durch Ausführung einer Gasabführung verringert wurde, um das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS zu setzen, verbleibt noch eine große Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31, wenn der Motor 10 erneut gestartet wird. Diese Feststellung wird auf der Basis des im Speicher 41 beim Starten des Motors gespeicherten Verbietungskennzeichens XPGSJ getroffen. Speziell, wenn das Kennzeichen XPGSJ auf EIN steht, wird festgestellt, dass die Startbedingung (c) erfüllt ist.
    • (d) Wenn der Motor 10 in einem hohen Temperaturzustand gestartet wird: Dieser Zustand tritt ein, wenn der Motor eine kurze Zeitdauer nach seinem Stoppen wieder gestartet wird. In diesem Zustand wird nach dem Stoppen des Motors 10, durch den die Kraftstoffzirkulation gestoppt wird, der in Teilen des Kraftstoffzuführsystems, wie dem Speiserohr 25, der Hochdruckpumpe 24, dem Kraftstoffzuführkanal 23, dem Kraftstoffrückführkanal 26 etc., verbleibende Kraftstoff durch die Motorwärme rasch erhitzt. Anders ausgedrückt, in diesem Fall steigt die Temperatur des Kraftstoffes infolge des Fehlens einer Kühlung, die auftritt, wenn der Kraftstoff umgewälzt wird, an. Aus diesem Grund wird eine große Menge an Kraftstoffdampf erzeugt, während der Motor 10 gestoppt wird, wodurch eine große Menge an Kraftstoff im Behälter 31 adsorbiert bleibt, wenn der Motor 10 gestartet wird. Diese Ermittlung wird auf der Basis der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt durchgeführt. Wenn die Kühlwassertemperatur der vorgegebenen Temperatur entspricht oder höher ist (80°C oder höher), wird festgestellt, dass die Startbedingung (d) erfüllt ist.
  • Wenn festgestellt wurde, dass irgendeine der speziellen Startbedingungen (a) bis (d) erfüllt wurde (JA in Schritt 320), wird das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt (Schritt 330) und das Programm einstweilen beendet.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass keine der speziellen Startbedingungen erfüllt ist (NEIN in Schritt 320), wird der Lastakkumulationswert SL auf Null rückgesetzt (Schritt 340) und der Prozess beendet.
  • Wenn das Verbietungskennzeichen XPGSJ über die Sequenz der Prozessschritte auf EIN gesetzt wird, wird der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung eingestellt, bis geschätzt wird, dass die Menge des adsorbierten Kraftstoffes im Behälter 31 auf die vorgegebene Menge oder weniger durch den in den Ablaufdiagrammen der 6(a) und 6(b) dargestellten Prozess reduziert worden ist.
  • Diese Ausführungsform hat zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform die folgenden Vorteile.
  • Bei allen speziellen Startbedingungen, bei denen der Behälter 31 bereits eine große Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, wenn der Motor 10 gestartet wird, kann der adsorbierte Kraftstoff auf prompte und zuverlässige Weise reduziert werden, wodurch vermieden wird, dass Kraftstoffdampf vom Behälter 31 an die Atmosphäre abgegeben wird. Speziell bei dieser Ausführungsform ist es möglich, eine Abgabe von Kraftstoffdampf vom Behälter 31 an die Atmosphäre zu vermeiden, wenn (a) der Betrieb des Motors 10 gestoppt und nach einem Betrieb mit schwerer Last und hoher Geschwindigkeit wieder aufgenommen wird, wenn (b) sich der Motor 10 nicht in einem Zustand niedriger Temperatur befindet und der Motor nach einer langen Zeitdauer nach dem Stoppen des Betriebes des Motors gestartet wird, wenn (c) der Betrieb des Motors 10 gestoppt und wieder aufgenommen wird, während eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, und wenn (d) der Motor 10 in einem Zustand hoher Temperatur gestartet wird.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Unterschiede zwischen dieser Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform herausgestellt werden. Bei der zweiten Ausführungsform wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten, wenn der Durchsatzakkumulationswert SP(0) für das abgeführte Gas über die vorgegebene Zeitdauer a und die Summe ΣSP unter den Entscheidungswerten NL, NP liegen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in bezug auf die Bedingung, bei der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird.
  • Speziell wird bei dieser Ausführungsform ein Durchsatzakkumulationswert für das abgeführte Gas (tatsächlicher Durchsatzakkumulationswert SPGA) zuerst für die Zeitdauer vom Zeitpunkt, bei dem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Konzentrationslernwert FGPG geringer wird als der Entscheidungswert JFGPG, berechnet, und die nachfolgende Periode, in der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wird (Zulassungsperiode TK), wird auf der Basis dieses Akkumulationswertes eingestellt.
  • Dann wird in der Periode, in der eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wird, ein Durchsatzakkumulationswert für das abgeführte Gas (tatsächlicher Durchsatzakkumulationswert SPHA) berechnet. Wenn die Periode beendet ist, wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten, wenn der Akkumulationswert unter dem erforderlichen Wert (erforderlichen Durchsatzakkumulationswert SPHD) auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen und der Umgebungstemperatur liegt.
  • Wenn der Durchsatzakkumulationswert für das abgeführte Gas den erforderlichen Wert übersteigt, wenn die Zulassungsperiode abläuft, wird die Zulassungsperiode um die vorgegebene Periode (Verlängerungsperiode ΔTK) weiter verlängert.
  • Es folgt nunmehr eine Beschreibung eines Programms zum Berechnen der Zulassungsperiode in Verbindung mit den 8(a) bis 10. Die 8(a) und 8(b) sind Ablaufdiagramme, die das Zulassungsperiodenberechnungsprogramm darstellen. Die in den Ablaufdiagrammen dargestellten Schritte werden von der ECU 40 als Unterbrechungsprozess durchgeführt, der zu vorgegebenen Zeitintervallen begonnen wird. Die Schritte in den 8(a) und 8(b), die mit den gleichen Bezugszeichen wie die in den 6(a) und 6(b) versehen sind, sind gleich und werden nicht erneut beschrieben.
  • Nach dem Beginn der Gasabführung, nachdem der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert KG aktualisiert worden ist (Schritt 230 in 8(a)), wird ein Konzentrationslern wert FGPG für das abgeführte Gas beschafft (Schritt 235 in 8(b)). Als nächstes wird der Konzentrationslernwert FGPG mit dem Entscheidungswert JFGPG verglichen (Schritt 265). Wenn festgestellt wird, dass der Konzentrationslernwert FGPG dem Entscheidungswert JFGPG entspricht oder größer als dieser ist (NEIN in Schritt 265), wird ein tatsächlicher Durchsatzakkumulationswert SPGA auf der Basis der nachfolgenden Gleichung [11] (Schritt 266) berechnet und das Programm einstweilen beendet: SPGA ← momentaner SPGA + PQ [11]worin PQ der Durchsatz des abgeführten Gases ist.
  • 9 zeigt ein Beispiel einer Änderung des Konzentrationslernwertes FGPG, nachdem die Gasabführung begonnen wurde. Wie durch die durchgezogene Linie in 9 angedeutet, nimmt der Konzentrationslernwert FGPG abrupt zu und erreicht seinen Maximalwert (FGPGMAX1), wenn die Gasabführung begonnen wird (zum Zeitpunkt t0). Danach nimmt der Konzentrationslernwert FGPG allmählich ab, wenn die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 42 durch die Gasabführung bzw. Reinigung reduziert wird, und fällt unter den Entscheidungswert JFGPG (nach dem Zeitpunkt t2).
  • Wenn eine geringe Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 verbleibt, wenn die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, ändert sich der Konzentrationslernwert FGPG in einer durch die aus einer Reihe von einem langen und zwei kurzen Strichen zusammengesetzten Linie in 9 angedeuteten Art und Weise. Speziell besitzt in diesem Fall der Konzentrationslernwert FGPG einen unteren Maximalwert (FGPGMAX2) und erfordert daher eine kürzere Zeit, bis er unter den Entscheidungswert JFGPG fällt (die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t0 und t1).
  • Somit nimmt der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA zu, wenn eine größere Kraftstoffmenge im Behälter 31 adsorbiert wird, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird. Wenn andererseits im Schritt 265 festgestellt wird, dass der Konzentrationslernwert FGPG unter dem Entscheidungswert JFGPG liegt, d.h. wenn festgestellt wird, dass die Konzentration des Kraftstoffes im abgeführten Gas geringer ist als der vorgegebene Wert (JA in Schritt 265), wird bestimmt, ob der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist oder nicht (Schritt 275). Wenn festgestellt wird, dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist (JA in Schritt 275), wird die Zulassungsperiode TK auf der Basis des tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPGA und der Umgebungstemperatur berechnet (Schritt 276).
  • 10 zeigt eine Funktionskarte, auf die bei der Berechnung der Zulassungsperiode TK Bezug genommen wird. Wie in 10 gezeigt, nimmt die Zulassungsperiode TK ab, wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA ansteigt oder die Umgebungstemperatur ansteigt. Die Zulassungsperiode TK wird auf diese Weise aus dem folgenden Grund eingestellt.
  • Wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA groß ist und geschätzt wird, dass der Behälter 31 eine relativ große Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, wird davon ausgegangen, dass der Behälter 31 keine zusätzliche Kraftstoffadsorptionsfähigkeit besitzt und die Wahrscheinlichkeit besteht, dass Kraftstoffdampf an die Atmosphäre abgegeben wird. Daher ist der Zeitpunkt, bei dem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, spät, so dass daher die Zulassungsperiode TK verringert wird, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu einem früheren Zeitpunkt zu verbieten und die Abgabe von Kraftstoffdampf zu verhindern.
  • Wenn andererseits der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA klein ist und geschätzt wird, dass der Behälter 31 eine relativ geringe Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, wird davon ausgegangen, dass der Behälter 31 zusätzliches Kraftstoffadsorptionsvermögen besitzt, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird. Es ist daher unwahrscheinlich, dass Kraftstoff an die Atmosphäre abgeben wird. In diesem Fall besteht daher die Neigung, dass der Zeitpunkt, bei dem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, zu früh liegt, so dass daher die Zulassungsperiode TK erhöht wird, um eine ausreichende Zeitdauer zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung vorzusehen und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
  • Wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, wird eine größere Menge an Kraftstoffdampf im Kraftstoffzuführsystem erzeugt, so dass die Zulassungsperiode TK reduziert wird, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu einem früheren Zeitpunkt zu verhindern und die Abgabe von Kraftstoffdampf zu vermeiden. Wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, wird weniger Kraftstoffdampf erzeugt und die Zulassungsperiode TK daher erhöht, um eine ausreichend lange Periode zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung vorzusehen.
  • Daher wird bei dieser Ausführungsform die Zulassungsperiode TK verringert, wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA ansteigt oder die Umgebungstemperatur ansteigt. Die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPGA und der Umgebungstemperatur sowie der Zulassungsperiode TK wird über Experimente vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 als Funktionsdaten gespeichert.
  • Nach dem Berechnen der Zulassungsperiode TK wird das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu ermöglichen (Schritt 280), und wird das Programm einstweilen beendet.
  • Als nächstes wird ein Programm zum Verhindern einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung auf der Basis der Zulassungsperiode TK in Verbindung mit den 11(a) bis 12 und 14 erläutert. Die 11(a) und 11(b) sind Ablaufdiagramme, die das Programm zum Verhindern einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung darstellen. Die in diesen Ablaufdiagrammen dargestellten Schritte werden von der ECU 40 als Unterbrechungsprozess durchgeführt, der zu vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt wird.
  • Es wird als erstes festgestellt, ob das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wurde oder nicht (Schritt 410). Wenn das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wurde (JA in Schritt 410), wird ein Akkumulationswert des Durchsatzes des abgeführten Gases (tatsächlicher Durchsatzakkumulationswert SPHA) auf der Basis der folgenden Gleichung [12] (Schritt 415) berechnet. Dieser tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA zeigt die Größe des Durchsatzes an abgeführtem Gas an, die akkumuliert wurde, seitdem das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wurde, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform wird die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 zum Behandeln von Kraftstoffdampf auf der Basis des tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPHA ausgewertet. SPHA ← momentaner SPHA + PQ [12]
  • In der Gleichung [12] wird der Durchsatz PG für das abgeführte Gas in entsprechender Weise auf der Basis des atmosphärischen Drucks entsprechend dem Ansaugluftdruck und Innendruck des Behälters 31 und eines Öffnungsbefehlswertes DPGR für das Steuerventil 35 berechnet.
  • Als nächstes wird ein Akkumulationswert des von der Einspritzvorrichtung 12 eingespritzten Kraftstoffes (Ein spritzmengenakkumulationswert SQINJ) auf Basis der folgenden Gleichung [13] berechnet (Schritt 420): SQINJ ← momentaner SQINJ + TQ [13]
  • In der obigen Gleichung [13] gibt die Menge TQ des eingespritzten Kraftstoffes pro Zeiteinheit die Gesamtmenge des von der Einspritzvorrichtung 12 pro vorgegebener Zeit (beispielsweise zehn Sekunden) eingespritzten Kraftstoffes wieder, wobei die vorgegebene Zeit durch die Unterbrechungszykluszeit des Programms fixiert ist. Somit wird der Einspritzmengenakkumulationswert SQINJ als Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung vom Zeitpunkt, bei dem das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wurde, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu ermöglichen, berechnet.
  • Als nächstes wird der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD auf Basis des Einspritzmengenakkumulationswertes SQINJ eingestellt (Schritt 425). Der Solldurchsatzakkumulationswert SPDH dient als Entscheidungswert, um zu bestimmen, ob der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA, d.h. die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30, für die spezielle Kraftstoffdampferzeugung ausreicht oder nicht.
  • Der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD nimmt zu, wenn der Einspritzmengenakkumulationswert SQINJ ansteigt. Wenn der Einspritzmengenakkumulationswert SQINJ relativ groß ist, wird davon ausgegangen, dass die Temperatur des Motors 10 und des Abgassystems infolge der Verbrennungswärme, die in der Verbrennungskammer 11 erzeugt wird, relativ hoch ist und dass auch die Temperatur des Kraftstoffes durch diese Wärme erhöht wurde, was dazu führt, dass im Kraftstoffzuführsystem mehr Kraftstoffdampf erzeugt wird. In diesem Fall muss daher der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 eine höhere Fähigkeit besitzen, so dass der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD auf einen relativ großen Wert eingestellt wird. Die Beziehung zwischen dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD und dem Einspritzmengenakkumulationswert SQINJ wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert.
  • Nach Berechnung des tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPHA und des Solldurchsatzakkumulationswertes SPHD wird festgestellt, ob die vorgegebene Bestimmungsperiode TG abgelaufen ist, nachdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde oder nicht (Schritt 427 in 11(b)).
  • Die Bestimmungsperiode TG wird auf der Basis der Umgebungstemperatur eingestellt. 12 ist eine Funktionskarte, die die Beziehung zwischen der Bestimmungsperiode TG und der Umgebungstemperatur zeigt. Wie in 12 gezeigt, nimmt die Bestimmungsperiode TG ab, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, d.h. wenn eine größere Menge an Kraftstoffdampf erzeugt wird. Die Beziehung zwischen der Bestimmungsperiode TG und der Außenlufttemperatur wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert.
  • Wenn festgestellt wird, dass die Bestimmungsperiode TG abgelaufen ist, nachdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde (JA in Schritt 427), wird das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt (Schritt 450). Somit wird bei dieser Ausführungsform eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten und der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung eingestellt, wenn die Bestimmungsperiode TG abgelaufen ist, nachdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, und zwar selbst dann, wenn die Bestimmungsperiode TK auf eine relativ lange Zeitdauer eingestellt wurde oder wenn die Zulassungsperiode TK verlängert wurde.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Bestimmungsperiode TG nicht abgelaufen ist (NEIN in Schritt 427), wird festgestellt, ob die Zulassungsperiode TK abgelaufen ist oder nicht, seitdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde (Schritt 430). Wenn festgestellt wird, dass die Zulassungsperiode TK abgelaufen ist (JA in Schritt 430), wird der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA mit dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD verglichen (Schritt 440). Wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD entspricht oder kleiner als dieser ist (JA in Schritt 440), mit anderen Worten, wenn die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 nicht für eine spezielle Kraftstoffdampferzeugung ausreicht (der Behälter 31 kein zusätzliches Kraftstoffadsorptionsvermögen besitzt), wird das Verbietungskennzeichnen XPGSJ auf EIN gesetzt, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu verbieten (Schritt 450).
  • Wenn festgestellt wird, dass der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA den Solldurchsatzakkumulationswert SPHD übersteigt, obwohl die Zulassungsperiode TK abgelaufen ist (NEIN in Schritt 440), d.h. wenn festgestellt wird, dass der Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 eine ausreichende Fähigkeit für eine spezielle Kraftstoffdampferzeugung besitzt und der Behälter 31 ein zusätzliches Kraftstoffadsorptionsvermögen aufweist, wird die Zulassungsperiode TK auf Basis der folgenden Gleichung [14] aktualisiert, um die Zulassungsperiode TK zu verlängern (Schritt 445) TK ← [momentaner TK] + ΔTK [14]
  • In der obigen Gleichung [14] wird die Verlängerungsperiode ΔTK auf Basis der Umgebungstemperatur eingestellt. 14 ist eine Funktionskarte, die die Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und der Verlängerungsperiode ΔTK, wie vorstehend beschrieben, zeigt. Wie in 14 dargestellt, nimmt die Verlängerungsperiode ΔTK ab, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, d.h. eine größere Menge an Kraftstoffdampf erzeugt wird, um zu verhindern, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 ihre Grenze innerhalb der verlängerten Zulassungsperiode TK erreicht. In entsprechender Weise wird die Verlängerungsperiode ΔTK auf eine relativ kürzere Periode als die Zulassungsperiode TK vor der Verlängerung eingestellt, um zu verhindern, dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 ihre Grenze innerhalb der Zulassungsperiode TK erreicht. Die Beziehung zwischen der Verlängerungsperiode ΔTK und der Umgebungstemperatur wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 gespeichert.
  • Es wird nunmehr wieder auf Schritt 410 in 11(a) Bezug genommen. Wenn festgestellt wird, dass das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf EIN gesetzt ist (NEIN in Schritt 410), werden der tatsächliche Kraftstoffakkumulationswert SPHA, der Kraftstoffmengenakkumulationswert SQINJ und der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD auf Null gesetzt (Schritte 460, 465, 470), und das Programm wird einstweilen beendet. Wenn in Schritt 430 festgestellt wird, dass die Zulassungsperiode TK nicht abgelaufen ist (NEIN in Schritt 430), wird das Programm einstweilen beendet, nachdem die Schritte 445, 450 durchgeführt worden sind.
  • Diese Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.
  • Der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA entsprechend dem tatsächlichen Leistungsvermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 wird mit dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD entsprechend dem Sollvermögen verglichen, und es wird eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten, wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD entspricht oder geringer als dieser ist. Somit werden die Gelegenheiten zur Ausführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung nicht unnötig beschränkt. Es ist daher möglich, so viele Gelegenheiten wie möglich zur Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Be schickung vorzusehen, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
  • Da das tatsächliche Vermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 über den tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPHA ausgewertet wird, wird die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 in geeigneterer Weise als bei der ersten Ausführungsform geschätzt.
  • Der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD zur Bestimmung, ob das Vermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 dem Sollvermögen entspricht oder nicht, wird auf der Basis des Einspritzmengenakkumulationswertes SQINJ eingestellt. Somit wird der Solldurchsatzakkumulationswert SPHD in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors 10 und des Abgassystems variiert, eingestellt. Daher ist das Ergebnis des Vergleiches zwischen dem Solldurchsatzakkumulationswert SPHD und dem tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPHA zuverlässiger.
  • Da der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA auf der Basis des Ansaugluftdrucks, des atmosphärischen Drucks und des Öffnungsbefehlswertes DPGR für das Steuerventil 35 berechnet wird, kann der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA selbst dann genau berechnet werden, wenn das Abgas durch den EGR-Mechanismus rückgeführt wird.
  • Nach dem Zulassen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung wird festgestellt, ob die Zulassungsperiode TK abgelaufen ist oder nicht, und wird verboten, dass der Verbrennungsmodus von einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umgeschaltet wird, wenn die Zulassungsperiode TK nicht abgelaufen ist. Ein überflüssiges Umschalten des Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung wird daher verhindert, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
  • Die Menge des adsorbierten Kraftstoffes im Behälter 3l wird geschätzt, wenn die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, und die Zulassungsperiode TK wird verringert, wenn die geschätzte Menge an adsorbiertem Kraftstoff zunimmt. Daher kann die Zulassungsperiode TK in Abhängigkeit von der Grenze des Kraftstoffadsorptionsvermögens im Behälter 31 eingestellt werden, so dass gleichzeitig die Abgabe von Kraftstoffdampf begrenzt und die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
  • Der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPGA wird für eine Periode vom Verbot der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Konzentrationslernwert FGPG kleiner wird als der Entscheidungswert JFGPG, berechnet. Auf der Basis des tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPGA wird die Menge des adsorbierten Kraftstoffes im Behälter 31, wenn die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, geschätzt, so dass die Menge des adsorbierten Kraftstoffes in geeigneter Weise geschätzt werden kann.
  • Da die Zulassungsperiode TK auf eine relativ kürzere Periode eingestellt wird, wenn die Umgebungstemperatur an steigt, wird die Zulassungsperiode TK in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf eingestellt.
  • Wenn der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPHA den Solldurchsatzakkumulationswert SPDH übersteigt, wird die Zulassungsperiode TK um eine Verlängerungsperiode ΔTK vergrößert. Wenn daher festgestellt wird, dass der Behälter 31 noch ein zusätzliches Kraftstoffadsorptionsvermögen besitzt, wird die Zulassungsperiode TK verlängert, indem zusätzliches Kraftstoffdampfbehandlungsvermögen vorgesehen wird, um den in der verlängerten Zulassungsperiode erzeugten Kraftstoffdampf aufzunehmen. Daher wird auch diesbezüglich ein überflüssiges Umschalten des Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung verhindert, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird, während eine Abgabe von Kraftstoffdampf an die Atmosphäre beschränkt wird.
  • Da die Verlängerungsperiode ΔTK auf eine kürzere Periode als die Zulassungsperiode TK vor der Verlängerung eingestellt wird, ist es möglich, ein Ansteigen der Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 über eine Grenzmenge innerhalb der verlängerten Zulassungsperiode TK zu verhindern, um die Abgabe von Kraftstoffdampf an die Atmosphäre zu beschränken.
  • Da die Verlängerungsperiode ΔTK auf eine kürzere Periode eingestellt wird, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, wird die Verlängerungsperiode ΔTK in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf eingestellt.
  • Eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung wird verboten, um den Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umzuschalten, wenn die Bestimmungsperiode TG abgelaufen ist, und zwar selbst dann, wenn die Zulassungsperiode TK auf eine relativ lange Periode eingestellt oder die Zulassungsperiode TK auf der Basis der Verlängerungsperiode ΔTK verlängert wurde. Selbst wenn daher eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung infolge einer fehlerhaften Überschätzung der Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus aufgrund einer Ungenauigkeit des berechneten tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPHA und des Solldurchsatzakkumulationswertes SPHD über eine Zeitdauer nicht verboten wurde, wird der Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umgeschaltet, wenn die Bestimmungsperiode TG abläuft. Hierdurch wird die Abgabe von Kraftstoffdampf an die Atmosphäre beschränkt.
  • Da die Bestimmungsperiode TG auf der Basis der Umgebungstemperatur eingestellt wird, wird die Bestimmungsperiode TG in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf eingestellt, so dass die Abgabe von Kraftstoffdampf an die Atmosphäre beschränkt und ein überflüssiges Umschalten des Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung verhindert wird.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Unterschiede zwi schen dieser Ausführungsform und der dritten Ausführungsform hervorgehoben werden. Bei der dritten Ausführungsform wird die Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31 auf der Basis des tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPGA geschätzt, wenn die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird. Die Menge an adsorbiertem Kraftstoff neigt jedoch dazu, in Korrelation mit dem Maximalwert des Konzentrationslernwertes FGP anders als mit dem tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPGA, wie vorstehend erwähnt, zu variieren. Wie in 9 gezeigt, neigen die Maximalwerte (FGPGMAX1, FGPGMAX2) des Konzentrationslernwertes FGPG zum Ansteigen, wenn die Menge an adsorbiertem Kraftstoff zunimmt.
  • Der Konzentrationslernwert FGPG verändert sich auf stabile Weise, bis er in die Nachbarschaft des Maximalwertes ansteigt, und entspricht direkt der Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird. Wenn im Gegensatz dazu der Konzentrationslernwert FGPG in die Nachbarschaft des Entscheidungswertes JFGPG fällt, neigt er dazu, auf unbeständige Weise zu variieren.
  • Beispielsweise kann selbst bei der gleichen Menge an adsorbiertem Kraftstoff im Behälter 31, wenn die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, der Konzentrationslernwert FGPG den Entscheidungswert JFGPG in einigen Fällen zu einem relativ frühen Zeitpunkt erreichen, wie durch die gestrichelte Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen in 9 angedeutet. In anderen Fällen kann im Gegensatz hierzu der Konzentrationslernwert FGPG, obwohl er in die Nachbarschaft des Entscheidungswertes JFGPG abfällt, mit einer geringeren Geschwindigkeit abfallen, so dass es eine lange Zeit dauert, bis der Entscheidungswert JFGPG erreicht wird. In diesen Situationen besteht die Gefahr, dass sich die Zuverlässigkeit des Schätzergebnisses der Menge des adsorbierten Kraftstoffes verschlechtert.
  • Um dieses Problem zu beseitigen, wird bei dieser Ausführungsform ein Maximalwert des Konzentrationslernwertes FGPG nach dem Verbot der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung detektiert und die Menge des adsorbierten Kraftstoffes auf Basis dieses detektierten Maximalwertes geschätzt.
  • Es folgt nunmehr eine Beschreibung des Programms zum Schätzen der Menge des adsorbierten Kraftstoffes im Behälter 31 auf der Basis des Maximalwertes des Konzentrationslernwertes FGPG anhand der 13 und 15.
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das nur die Schritte der 8(a) und 8(b) zeigt, die sich von denen der dritten Ausführungsform unterscheiden. Bei dem in diesem Ablaufdiagramm dargestellten Programm sind die Schritte der 13, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 8(a) und 8(b) versehen sind, gleich und werden nicht erneut beschrieben.
  • Nachdem der Konzentrationslernwert FGPG beschafft worden ist (Schritt 235), wird dieser Wert mit einem Maximalwert FGPGMAX von beschafften Konzentrationslernwerten FGPG ver glichen (Schritt 240). Wenn der momentane Konzentrationslernwert FGPG größer ist als der Maximalwert FGPGMAX (JA in Schritt 240), wird dann der momentan beschaffte Konzentrationslernwert FGPG aktualisiert und als neuer Maximalwert FGPGMAX eingesetzt (Schritt 245). Wenn andererseits der momentane Konzentrationslernwert FGPG dem Maximalwert FGPGMAX entspricht oder kleiner als dieser ist (NEIN in Schritt 240), wird der Maximalwert FGPGMAX nicht aktualisiert.
  • Wenn als nächstes festgestellt wird, dass der Konzentrationslernwert FGPG kleiner ist als der Entscheidungswert JFGPG und ein Durchschnittswert FAFVE eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist (JA in den Schritten 265, 275), wird eine Zulassungsperiode TK auf der Basis des Maximalwertes FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG und der Umgebungstemperatur berechnet (Schritt 277).
  • 15 ist eine Funktionskarte, die die Beziehung zwischen dem Maximalwert FGPGMAX und der Umgebungstemperatur sowie der Zulassungsperiode TK zeigt. Wie in 15 gezeigt, wird die Zulassungsperiode TK auf eine kürzere Periode eingestellt, wenn der Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG größer ist oder die Umgebungstemperatur ansteigt. Diese Einstellung basiert auf einem Grund, der dem entspricht, aus dem die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPGA und der Umgebungstemperatur sowie der Zulassungsperiode TK in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellt wurde.
  • Wenn insbesondere der Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG groß ist und es geschätzt wird, dass der Behälter 31 eine relativ große Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, ist der Zeitpunkt, bei dem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, spät. Daher wird die Zulassungsperiode TK reduziert, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu einem früheren Zeitpunkt zu verbieten. Wenn andererseits der Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG gering ist und es geschätzt werden kann, dass der Behälter 31 eine relativ geringe Menge an Kraftstoff adsorbiert hat, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, besteht die Neigung, dass der Zeitpunkt, an dem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, zu früh liegt. In diesem Fall wird daher die Zulassungsperiode TK erhöht. Die Beziehung zwischen dem Maximalwert FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG und der Umgebungstemperatur sowie der Zulassungsperiode TK wird durch Versuche vorgegeben und im Speicher 41 der ECU 40 als Funktionsdaten gespeichert.
  • Nach dem Berechnen der Zulassungsperiode TK wird das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt (Schritt 280) und der Prozess einstweilen beendet.
  • Diese Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.
  • Die maximale Periode FGPGMAX des Konzentrationslernwertes FGPG wird in einer Periode von dem Zeitpunkt, bei dem die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Konzentrationslernwert FGPG geringer wird als der Entscheidungswert JFGPG, detektiert. Auf der Basis des Maximalwertes FGPGMAX wird die Menge des Kraftstoffes, die im Behälter 31 adsorbiert wurde, als die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wurde, geschätzt, so dass die Menge an adsorbiertem Kraftstoff in geeigneter Weise geschätzt werden kann, während der nachteilige Einfluss einer unbeständigen Veränderung beschränkt wird.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.
  • Während bei der ersten und zweiten Ausführungsform die Fähigkeit des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 auf der Basis der Durchsatzakkumulationswerte ΣSP, SP(0) für das abgeführte Gas über die vorgegebene Periode ausgewertet wird, kann das Leistungsvermögen auch beispielsweise auf der Basis des Durchsatzes des abgeführten Gases selbst oder auf der Basis eines Durchschnittswertes des Durchsatzes des abgeführten Gases über die vorgegebene Zeitdauer ausgewertet werden. In entsprechender Weise kann bei der dritten und vierten Ausführungsform das Vermögen des Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus 30 auch auf der Basis des Durchsatzes des abgeführten Gases selbst oder eines Durchschnittswertes des Durchsatzes des abgeführten Gases über die vorgegebene Zeitdauer TK ausgewertet werden. Ferner kann die Zulassungsperiode TK verlängert werden, wenn der Durchschnittswert des Durchsatzes des abgeführten Gases größer ist als ein Entscheidungswert, der in Abhängigkeit von der Menge des erzeugten Kraftstoffdampfes eingestellt wird.
  • Während bei der ersten und zweiten Ausführungsform die entsprechenden Entscheidungswerte NP, NL auf der Basis des atmosphärischen Drucks zusätzlich zur Umgebungstemperatur und dem Lastakkumulationswert SL eingestellt werden, können diese Entscheidungswerte NP, NL auch nur auf der Basis der Umgebungstemperatur und des Lastakkumulationswertes SL eingestellt werden.
  • Bei der ersten und zweiten Ausführungsform wird der zweite Entscheidungswert NL nur auf der Basis des Lastakkumulationswertes SL und des atmosphärischen Drucks eingestellt. Alternativ dazu kann beispielsweise auch auf die Umgebungstemperatur bei der Einstellung des zweiten Entscheidungswertes NL Bezug genommen werden, so dass der zweite Entscheidungswert NL abnimmt, wenn die Außenlufttemperatur abnimmt und die Umgebungstemperatur der vorgegebenen Temperatur entspricht oder geringer als diese ist, in welchem Fall von der Annahme ausgegangen wird, dass die Kraftstofftemperatur an einem Ansteigen gehindert wird.
  • Bei der dritten und vierten Ausführungsform wird die Zulassungsperiode auf der Basis der Umgebungstemperatur zusätzlich zu dem tatsächlichen Durchsatzakkumulationswert SPGA berechnet. Alternativ dazu kann die Zulassungsperiode TK beispielsweise auch auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen anstelle der Umgebungstemperatur berechnet werden, beispielsweise auf der Basis eines Einspritzmengenakkumulationswertes über eine Periode vom Verbot der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung bis zu dem Zeitpunkt, bei dem diese wieder zugelassen wird. Des weiteren können die Verlängerungsperiode ΔTK und die Bestimmungsperiode TG beispielsweise auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen berechnet werden, wie beispielsweise dem Einspritzmengenakkumulationswert o.ä. Selbst bei einer derartigen Modifikation kann die Zulassungsperiode TK, die Verlängerungsperiode ΔTK und die Bestimmungsperiode TG in Abhängigkeit von der Menge an erzeugtem Kraftstoffdampf eingestellt werden, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors 10 und von dessen Abgassystem variieren kann.
  • Des weiteren kann die Zulassungsperiode TK, die Verlängerungsperiode ΔTK oder die Bestimmungsperiode TG in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck korrigiert werden. Auf diese Weise kann die Zulassungsperiode TK, die Verlängerungsperiode ΔTK oder die Bestimmungsperiode TG in Abhängigkeit von der Menge des erzeugten Kraftstoffdampfes eingestellt werden, die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der der Kraftstoffdampf verdampft, variieren kann. Alternativ dazu können diese Perioden TK, ΔTK oder TG auch als feste Perioden eingestellt werden.
  • Des weiteren wird bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf die vom Umgebungstemperatursensor 57 detektierte Umgebungstemperatur bei der Berechnung der entsprechenden Entscheidungswerte NP, NL, der Zulassungsperiode TK, der Verlängerungsperiode ΔTK und der Bestimmungsperiode TG Bezug genommen. Die Umgebungstemperatur kann aber auch beispielsweise durch die Ansauglufttemperatur im Ansaugluftkanal 14, die von einem Ansauglufttemperatursensor detektiert wird, ersetzt werden. In diesem Fall findet in wünschenswerter Weise die Ansauglufttemperatur zum Beginn des Startens des Motors oder eine minimale Ansauglufttemperatur während des Motorbetriebes als Ersatz für die Umgebungstemperatur Verwendung. Des weiteren kann die Umgebungstemperatur auch anstelle der Ansauglufttemperatur auf der Basis der Kühlwassertemperatur geschätzt werden, um die Schätztemperatur für die Umgebungstemperatur zu ersetzen.
  • Bei der dritten Ausführungsform wird die Zulassungsperiode TK auf der Basis des Durchsatzakkumulationswertes des abgeführten Gases (tatsächlichen Durchsatzakkumulationswertes SPGA) für eine Periode vom Verbot der Verbrennung bei schichtweiser Beschickung bis zum Zeitpunkt, bei dem der Konzentrationslernwert FGPG unter den Entscheidungswert JFGPG fällt, sowie der Umgebungstemperatur eingestellt. Anstelle des Durchsatzakkumulationswertes für das abgeführte Gas kann auch ein Durchschnittswert hiervon zur Einstellung der Zulassungsperiode TK berechnet werden.
  • Bei der ersten und zweiten Ausführungsform kann ähnlich wie bei der dritten und vierten Ausführungsform eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten werden, um den Verbrennungsmodus auf eine Verbrennung bei homogener Beschickung umzuschalten, wenn die vorgegebene Bestimmungsperiode nach dem Zulassen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung abgelaufen ist.
  • Während bei der dritten und vierten Ausführungsform die Verlängerungsperiode ΔTK nur auf der Basis der Umgebungs temperatur eingestellt wird, kann die Verlängerungsperiode ΔTK auch kürzer eingestellt werden, beispielsweise jedes Mal dann, wenn die Zulassungsperiode TK auf der Basis der Verlängerungsperiode ΔTK verlängert wird.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden sämtliche Bedingungen, wie die Bedingung (Bedingung 1), dass der Konzentrationslernwert FGPG unter dem vorgegebenen Entscheidungswert JFGPG liegt (Schritt 265 in 6(b)), die Bedingung (Bedingung 2), dass der tatsächliche Durchsatzakkumulationswert SPFA den Solldurchsatzakkumulationswert SPFD übersteigt (Schritt 270), und die Bedingung (Bedingung 3), dass der Durchschnittswert FAFAVE des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Koeffizienten FAF in der Nachbarschaft von 1,0 stabil ist (Schritt 275), als Bedingungen eingestellt, bei denen das Verbietungskennzeichen XPGSJ auf AUS gesetzt wird, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zuzulassen. Alternativ dazu kann auch jede beliebige Kombination von diesen Bedingungen ausgewählt werden, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zu ermöglichen, beispielsweise nur eine der Bedingungen 1 und 2, die Bedingungen 1 und 2, die Bedingungen 1 und 3 und die Bedingungen 2 und 3.
  • Während die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einen Motor voraussetzen, der das Kraftstoffeinspritztiming in der letzten Periode des Kompressionshubes einstellt, um eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung (volle Verbrennung bei schichtweiser Beschickung) durchzuführen, kann die Verbrennungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch bei einem Motor Anwendung finden, der Kraftstoff separat in einem Ansaughub und in einem Kompressionshub einspritzt, um die Größe der schichtweisen Beschickung (Verbrennung bei halber schichtweiser Beschickung) zusätzlich zu der erwähnten Verbrennung bei voller schichtweiser Beschickung zu reduzieren. Auch kann die Verbrennungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Motor Anwendung finden, der als Verbrennung bei homogener Beschickung eine Verbrennung mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausführt, das magerer eingestellt ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (magere Verbrennung bei homogener Beschickung), sowie eine Verbrennung mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausführt, die auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist (stöchiometrische Verbrennung bei homogener Beschickung).
  • Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind lediglich beispielhafter und keinesfalls einschränkender Natur. Die Erfindung ist nicht auf die hier wiedergegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfanges und Äquivalenzbereiches der Patentansprüche modifiziert werden.

Claims (26)

  1. Verbrennungssteuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (10) mit einem Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus (30), der einen Behälter (31) aufweist, welcher in einem Kraftstoffzuführsystem des Verbrennungsmotors (10) erzeugten Kraftstoffdampf adsorbiert, wobei der Behandlungsmechanismus (30) den vom Behälter (31) adsorbierten Kraftstoffdampf zusammen mit Luft zu einem Einlasssystem des Verbrennungsmotors (10) entfernt, wobei der Durchsatz des entfernten Gases in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors (10) eingestellt wird und der Verbrennungsmotor (10) in einem Verbrennungsmodus arbeitet, der aus einem Verbrennungsmodus bei schichtweiser Beschickung und einem Verbrennungsmodus bei homogener Beschickung ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: eine Berechnungseinrichtung (40) zum Berechnen des Durchsatzes (ΣSP, SP(0); SPHA) des vom Behälter (31) zum Einlasssystem des Verbrennungsmotors (10) entfernten Gases; eine Einstelleinrichtung (40) zum Einstellen eines Entscheidungswertes (NP, NL; SPHD) in Abhängigkeit von der Menge des im Kraftstoffzuführsystem erzeugten Kraftstoffdampfes; und eine Steuereinrichtung (40), die eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verbietet und bewirkt, dass der Verbrennungsmotor (10) eine Verbrennung bei homogener Beschickung durchführt, wenn der Durchsatz (ΣSP, SP(0); SPHA) geringer ist als der Entscheidungswert (NP, NL; SPHD).
  2. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Berechnungseinrichtung (40) einen akkumulierten oder durchschnittlichen Durchsatz des entfernten Gases über eine vorgegebene Zeitdauer berechnet und der Durchsatz (ΣSP, SP(0); SPHA) der akkumulierte oder durchschnittliche Durchsatz ist.
  3. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einstelleinrichtung (40) den Entscheidungswert (NP; SPHD) auf der Basis der Umgebungstemperatur einstellt.
  4. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einstelleinrichtung (40) den Ent scheidungswert (NL; SPHD) auf der Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (10) einstellt.
  5. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Einstelleinrichtung (40) den atmosphärischen Druck berücksichtigt, wenn sie den Entscheidungswert (NL) einstellt.
  6. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Behandlungsmechanismus (30) ein Steuerventil 835) aufweist, das in einem Reinigungskanal (33) angeordnet ist, der den Behälter (31) mit dem Einlasssystem verbindet, das Steuerventil (35) den Durchsatz des entfernten Gases reguliert und die Berechnungseinrichtung (40) den Durchsatz (ΣSP, SP(0); SPHD) auf der Basis des Drucks im Einlasssystem, des atmosphärischen Drucks und der Öffnungsgröße des Steuerventils (35) berechnet.
  7. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Durchsatz ein erster Durchsatz (ΣSP) ist und die Berechnungseinrichtung (40) den ersten Durchsatz (ΣSP) berechnet, indem sie den Durchsatz des entfernten Gases über eine vorgegebene erste Zeitdauer (3a) berücksichtigt, und einen zweiten Durchsatz (SP(0)) berechnet, indem sie den Durchsatz des entfernten Gases über eine zweite Zeitdauer (a) be rücksichtigt, die kürzer ist als die erste Zeitdauer (3a); der Entscheidungswert ein erster Entscheidungswert (NP) ist, der dem ersten Durchsatz (ΣSP) entspricht, und die Einstelleinrichtung (40) den ersten Entscheidungswert (NP) auf der Basis der Umgebungstemperatur einstellt sowie einen zweiten Entscheidungswert (NL) entsprechend dem zweiten Durchsatz (SP(0)) auf der Basis des Betriebszustan-des des Verbrennungsmotors (10) einstellt; und die Steuereinrichtung (40) eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verbietet, wenn mindestens ein Durchsatz des ersten und zweiten Durchsatzes (ΣSP, SP(0)) geringer ist als der entsprechende Entscheidungswert (NP, NL).
  8. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (40) die Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung ermöglicht, wenn eine vorgegebene Zeitdauer (TPGST) abgelaufen ist, nachdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten worden ist.
  9. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Steuereinrichtung (40) die Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung ermöglicht, wenn die Menge des vom Behälter (31) adsorbierten Kraftstoffes geringer ist als ein vorge gebener Wert; nachdem eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten worden ist.
  10. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Steuereinrichtung (40), während eine Verbrennung bei homogener Beschickung nach dem Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung durchgeführt wird, die Konzentration des Kraftstoffes (FGPG) im entfernten Gas auf der Basis einer Abweichung des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund des entfernten Gases berechnet und die Durchführung einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung ermöglicht, wenn die berechnete Kraftstoffkonzentration (FGPG) geringer ist als ein vorgegebener Wert (JFGPG).
  11. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Steuereinrichtung (40), während eine Verbrennung bei homogener Beschickung nach dem Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung durchgeführt wird, die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis kompensiert, während sie zeitweise die Gasentfernung vor der Berechnung der Kraftstoffkonzentration (FGPG) im entfernten Gas stoppt.
  12. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Steuereinrichtung (40), wenn das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis (FAFAVE) in der Nachbarschaft des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unbeständig ist, weiterhin die Verbrennung bei homogener Beschickung durchführt und eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verbietet.
  13. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Steuereinrichtung (40), bis eine vorgegebene Zulässigkeitsdauer (TK) nach dem Ermöglichen einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung abgelaufen ist, weiterhin eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung ermöglicht, unabhängig davon, ob der Durchsatz (SPHA) geringer ist als der Entscheidungswert (SPHD).
  14. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Steuereinrichtung (40) die Zulässigkeitsdauer (TK) auf der Basis von mindestens einem der beiden Werte Umgebungstemperatur und Betriebszustand des Verbrennungsmotors (10) einstellt.
  15. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Steuereinrichtung (40) die Zulässigkeitsdauer (TK) auf der Basis der vom Behälter (31) adsorbierten Kraftstoffmenge einstellt, wenn eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung verboten wird.
  16. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Steuereinrichtung (40), während eine Verbrennung bei homogener Beschickung nach dem Verbie ten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung durchgeführt wird, die Konzentration des Kraftstoffes (FGPG) im entfernten Gas auf der Basis einer Abweichung des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund des entfernten Gases berechnet und die Zulässigkeitsdauer (TK) einstellt, indem sie den Durchsatz (SPGA) des entfernten Gases bei Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung berücksichtigt, wenn die berechnete Kraftstoffkonzentration (FGPG) geringer ist als ein vorgegebener Wert (JFGPG).
  17. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Steuereinrichtung (40), während eine Verbrennung bei homogener Beschickung nach dem Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung durchgeführt wird, den Maximalwert (FGPGMAX) der Konzentration des Kraftstoffes im entfernten Gas auf der Basis einer Abweichung des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund des entfernten Gases berechnet und die Zulässigkeitsdauer (TK) auf der Basis des berechneten Maximalwertes (FGPGMAX) einstellt.
  18. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der die Steuereinrichtung (40), wenn der Durchsatz (SPHA) größer ist als der Entscheidungswert (SPHD) während der Zulässigkeits dauer (TK), die Zulässigkeitsdauer (TK) um eine vorgegebene Erweiterungsperiode (ΔTK) erweitert.
  19. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Steuereinrichtung (40) den Durchsatz (SPGA) des gereinigten Gases über die Zulässigkeitsdauer (TK) berücksichtigt, wenn sie den Durchsatz (SPHA) berechnet.
  20. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der die Erweiterungsperiode (ΔTK) kürzer ist als die Zulässigkeitsdauer (TK).
  21. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der die Steuereinrichtung (40) die Erweiterungsperiode (ΔTK) auf der Basis von mindestens einem Wert der Umgebungstemperatur und des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (10) einstellt.
  22. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (40), wenn eine vorgegebene Bestimmungsdauer (TG) abgelaufen ist, während eine Verbrennung bei schichtweiser Beschickung zugelassen wurde, den Verbrennungsmotor (10) dazu zwingt, eine Verbrennung bei homogener Beschickung durchzuführen.
  23. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Steuereinrichtung (40) die Bestimmungsdauer (TG) auf der Basis von mindestens einem Wert der Umgebungstemperatur und des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (10) einstellt.
  24. Verbrennungssteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (40), wenn der Verbrennungsmotor (10) mit einer relativ großen Menge an vom Behälter (31) adsorbiertem Kraftstoff gestartet wird, bewirkt, dass der Verbrennungsmotor (10) eine Verbrennung bei homogener Beschickung durchführt, bis die Menge an adsorbiertem Kraftstoff geringer wird als ein vorgegebner Wert.
  25. Verbrennungssteuervorrichtung nach Anspruch 24, bei der die Steuereinrichtung (40) bestimmt, dass der Verbrennungsmotor (10) mit einer relativ großen vom Behälter (31) adsorbierten Kraftstoffmenge gestartet wird, wenn die Steuereinrichtung (40) entweder entscheidet, dass der Zustand des Verbrennungsmotors (10) vor dem Starten dazu neigte, die Kraftstoffdampferzeugung zu fördern, oder entscheidet, dass die Verbrennung bei schichtweiser Beschickung beim letzten Mal, als der Verbrennungsmotor (10) gestoppt wurde, verboten wurde.
  26. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (10), der in einem Verbrennungsmodus arbeitet, der aus einem Verbrennungsmodus bei schichtweiser Beschickung und einem Verbrennungsmodus bei homogener Beschickung ausgewählt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Adsorbieren von Kraftstoffdampf, der in einem Kraftstoffzuführsystem des Verbrennungsmotors (10) von einem Behälter (31) eines Kraftstoffdampfbehandlungsmechanismus (30) erzeugt wird; Entfernen des vom Behälter (31) adsorbierten Kraftstoffdampfes zusammen mit Luft zu einem Einlasssystem des Verbrennungsmotors (10); und Einstellen des Durchsatzes des entfernten Gases in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors (10), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Berechnen des Durchsatzes (ΣSP, SP(0); SPHA) des vom Behälter (31) zum Einlasssystem des Verbrennungsmotors (10) entfernten Gases; Einstellen eines Entscheidungswertes (NP, NL; SPHD) in Abhängigkeit von der im Kraftstoffzuführsystem erzeugten Kraftstoffdampfmenge; und Verbieten einer Verbrennung bei schichtweiser Beschickung und Bewirken, dass der Verbrennungsmotor (10) eine Verbrennung bei homogener Beschickung durchführt, wenn der Durchsatz (ΣSP, SP(0); SPHA) geringer ist als der Entscheidungswert (NP, NL; SPHD).
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