-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine funkengezündete Brennkraftmaschine mit
Direkteinspritzung und ein Verfahren zum Betreiben von dieser.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Es
gibt eine bekannte funkengezündete Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung, in der ein Kraftstoff während einer späteren Hälfte eines
Verdichtungstakts direkt in jeden Zylinder der Maschine eingespritzt
wird. Dies kann ein feines, brennbares Kraftstoff-Luft-Gemisch bereitstellen,
das um eine Zündkerze
konzentriert ist, was eine schichtweise Ladungsverbrennung ermöglicht,
die eine Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches innerhalb des Zylinders
sicherstellt, während
ein gesamtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis des
Kraftstoff-Luft-Gemisches mager ist. In solch einer funkengezündeten Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung ist jeder der Zylinder mit einem Kraftstoffeinspritzventil
zum Einspritzen eines mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoffs
in einem Akkumulator in dem Zylinder bereitgestellt. Diese Anordnung
macht es möglich,
den Kraftstoff bei dem Luftdruck in den Zylinder einzuspritzen, der
in der späteren
Hälfte
des Verdichtungstaktes erhöht
ist.
-
Der
in dem Akkumulator gespeicherte Kraftstoff wird durch eine von der
Maschine angetriebene Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt. Jedoch
arbeitet die Hochdruckpumpe bei dem Anlassen der Maschine nicht
ausreichend, was darin resultiert, dass der Kraftstoff in dem Akkumulator
nicht ausreichend mit Druck beaufschlagt ist. Allgemein ist die funkengezündete Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung angeordnet, den Kraftstoff während eines Ansaugtakts
in jeden Zylinder einzuspritzen, um so bei dem Anlassen der Maschine
eine gleichförmige Verbrennung
auszuführen.
Da der Luftdruck in dem Zylinder während des Ansaugtakts niedriger
ist als während
der späteren
Hälfte
des Verdichtungstakts, ist diese Anordnung für die Kraftstoffeinspritzung
vorzuziehen. Jedoch ist der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator bei
dem Anlassen der Maschine zu niedrig, um erfolgreich eine erhöhte Menge
des Kraftstoffs in den Zylinder einzuspritzen, der bei dem Anlassen
der Maschine erforderlich ist. Als Ergebnis kann die erforderliche
Kraftstoffmenge nicht in jeden Zylinder eingespritzt werden, was
Fehlzündungen
und das Versagen, das gewünschte
Anlassen der Maschine zu realisieren, verursacht.
-
Die
Schrift JP-A-11-229926 offenbart eine funkengezündete Brennkraftmaschine mit
Direkteinspritzung, in der die Kraftstoffeinspritzung bei dem Anlassen
der Maschine nur zumindest bei einem ausgewählten Zylinder durchgeführt wird,
der so betrieben wird, bis das Anlassen der Maschine vollendet ist.
Gemäß dieser
Bauart von Brennkraftmaschine kann die erforderliche Kraftstoffmenge
in den ausgewählten
Zylinder für
eine vollständige
Verbrennung eingespritzt werden, was in einem guten Anlassen der
Maschine resultiert.
-
Bei
dem Anlassen der Maschine ist es allgemein erforderlich, eine in
dem Maschinenabgassystem vorgesehene Katalysatorvorrichtung so früh und so
schnell wie möglich
aufzuwärmen
und zu aktivieren. Um der voranstehend erwähnten Anforderung zu begegnen,
wird eine Abgastemperatur durch das Verzögern der Zündzeit erhöht. Jedoch kann die vorangehende
Aufwärmsteuerung
den Verbrennungszustand verschlechtern. Wenn der ausgewählte Zylinder
zum Anlassen der Maschine betrieben wird, kann die durch den Zylinder
erzeugte resultierende Leistung verschlechtert werden. Das kleine
Ansteigen der Maschinendrehzahl kann den Wirkungsgrad beim Anlassen
der Maschine verschlechtern.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist deswegen eine Aufgabe der Erfindung, eine funkengezündete Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung und ein Verfahren zum Betreiben von dieser
bereitzustellen, wodurch es möglich
wird, ein günstiges
Anlassen der Maschine durchzuführen, und
die Katalysatorvorrichtung in dem Maschinenabgassystem aufzuwärmen, ohne
die Leistung zu verschlechtern.
-
Dies
wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 und 13 erreicht.
-
Eine
funkengezündete
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung mit einer Vielzahl von
Zylindern und einer in einem Abgassystem der Maschine vorgesehenen
Katalysatorvorrichtung ist bereitgestellt, in der ein Kraftstoff
zumindest in einen ausgewählten
Zylinder eingespritzt wird, der aus der Vielzahl zu betreibender
Zylinder ausgewählt
ist, und folgend wird der Kraftstoff zu allen zu betreibenden Zylindern
eingespritzt. Eine Variable der Aufwärmsteuerung der Katalysatorvorrichtung
für den
ausgewählten
Zylinder ist kleiner als die verwendete, wenn alle Zylinder betrieben
werden. In der Maschine gemäß dem ersten
Gesichtspunkt der Erfindung wird die Aufwärmsteuerung der Katalysatorvorrichtung
in dem Maschinenabgassystem bei dem Anlassen der Maschine in einem
relativ frühen
Zustand ausgeführt. Außerdem ist
die gesteuerte Variable zum Aufwärmen
während
des Betriebs des ausgewählten
Zylinders auf einem kleinen Wert gehalten. Dies ist wirkungsvoll,
um die Verschlechterung der Leistung der Maschine zu beschränken, und
stellt somit ein günstiges
Anlassen der Maschine bereit.
-
In
einer funkengezündeten
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung mit einer Vielzahl von Zylindern
und einer in einem Abgassystem der Maschine vorgesehenen Katalysatorvorrichtung
wird ein Kraftstoff zumindest zu einem ausgewählten Zylinder eingespritzt,
der aus der Vielzahl von zu betreibenden Zylindern ausgewählt ist,
und der Kraftstoff folgend zu allen zu betreibenden Zylindern eingespritzt. Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird der Betrieb mit allen Zylindern
gestartet und die Aufwärmsteuerung
für alle
Zylinder gestartet, um die in dem Abgassystem vorgesehene Katalysatorvorrichtung
aufzuwärmen,
wenn ein Kraftstoffeinspritzdruck einen Sollwert überschreitet.
In der Maschine gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung ist die Aufwärmsteuerung der Katalysatorvorrichtung
in dem Maschinenabgassystem nicht während des Betriebs des ausgewählten Zylinders
ausgeführt.
Dies ist wirkungsvoll, um eine Verschlechterung der Maschinenleistung
zu beschränken,
und somit ist ein vorzuziehendes Anlassen der Maschine bereitgestellt.
Zusätzlich
kann dies eine zuverlässige
Kraftstoffeinspritzung mit hohem Druck mit einer reduzierten Abgabemenge
von schädlichen
Materialien realisieren, während
alle Zylinder betrieben werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
Die
vorangehende und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlicher werden, in
denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:
-
1 eine
schematische Ansicht in einem Längsschnitt
eines Maschinenzylinders einer funkengezündeten Brennkraftmaschine mit
Direkteinspritzung ist, die gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
-
2 eine
obere Draufsicht eines Kolbens der 1 ist;
-
3 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen einer Änderung einer gesteuerten Variablen
zum Aufwärmen
gemäß einem
Beispiel eines Steuerungsmusters zum Aufwärmen einer Katalysatorvorrichtung
ist;
-
4 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen einer Änderung einer gesteuerten Variablen
zum Aufwärmen
gemäß einem
anderen Beispiel eines Steuerungsmusters zum Aufwärmen der
Katalysatorvorrichtung ist; und
-
5 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen einer Änderung einer gesteuerten Variablen
zum Aufwärmen
gemäß noch einem
anderen Beispiel eines Steuerungsmusters zum Aufwärmen der
Katalysatorvorrichtung ist.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist
eine schematische Ansicht in einem Längsschnitt einer Vielzahl von
Zylindern für
eine funkengezündete
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung konstruiert ist. 2 ist eine obere
Draufsicht eines Kolbens, der in dem Maschinenzylinder der 1 verwendet
wird. Wie aus 1 und 2 ersichtlich
ist, ist eine Zündkerze 1 in
einem im wesentlichen zentralen Abschnitt des oberen Endes des Zylinders
vorgesehen. Ein Kraftstoffeinspritzventil 2 ist in einem
Randabschnitt des oberen Endes des Zylinders vorgesehen, um so eine direkte
Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder zu erlauben. Eine Höhlung 4 in
Form einer Aussparung ist in einer oberen Fläche eines Kolbens 3 ausgebildet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 2 ist auf der Seite einer
Einlassöffnung
angeordnet, bei der die Temperatur wegen der durch die Einlassöffnung fließenden Einlassluft
relativ niedrig gehalten wird, um so eine Verdampfung des Kraftstoffs
zu verhindern.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 2 weist bevorzugt ein schlitzartiges
Einspritzloch derart auf, dass der von dem Kraftstoffeinspritzventil 2 eingespritzte Kraftstoff
zu einem Nebel in einer im Wesentlichen fächerartigen Form wird, der
eine relativ kleine Dicke aufweist. Mit Bezug auf 1 wird
die schichtweise Ladungsverbrennung durch das Einspritzen des Kraftstoffs
während
der späteren
Hälfte
des Verdichtungstakts in die Höhlung 4 herbeigeführt, die
in der oberen Fläche
des Kolbens 3 ausgebildet ist. Der eingespritzte Kraftstoff
in dem flüssigen
Zustand wird verdampft, da er über
eine Bodenfläche 4a der
Höhlung
entlang fließt
und sich breit verteilt, um von dieser von dem weiten Bereich Wärme zu absorbieren. Der
somit verdampfte Kraftstoff fließt entlang einer Seitenwand 4b nach
oben.
-
Wie
aus 2 ersichtlich ist, weist die Seitenwand 4b eine
gebogene Form auf, wenn sie in der Draufsicht des Kolbens 3 betrachtet
wird. Der verdampfende, entlang der Seitenwand 4b entlang
fließende
Kraftstoff absorbiert außerdem
Wärme von dieser,
und wird vollständig
verdampft. Die gebogene Seitenwand 4b ist wirkungsvoll,
um den verdampften Kraftstoff in dem diametralen Zentralabschnitt
des Zylinders zu konzentrieren, und eine Masse eines brennbaren
Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Nähe der Zündkerze 1 bereitzustellen.
Das somit ausgebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch wird zum Ausführen der schichtweisen
Ladungsverbrennung gezündet.
-
In
der funkengezündeten
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der vorliegenden Ausführungsform
werden sowohl eine gleichförmige
Verbrennung als auch eine schichtweise Ladungsverbrennung ausgeführt. Die
gleichförmige
Verbrennung wird durch das Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder
während
eines Ansaugtakts realisiert, um so bei der Zündzeit das Innere des Zylinders
mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem stöchiometrischen Verhältnis zu
füllen.
Ungleich der schichtweisen Ladungsverbrennung, in der die Kraftstoffeinspritzzeit auf
die spätere
Hälfte
des Verdichtungstaktes beschränkt
ist, gestattet die gleichförmige
Verbrennung das Einspritzen einer großen Menge des Kraftstoffs, und
kann in einem Zustand der Maschine hoher Geschwindigkeit und hoher
Last ausgeführt
werden.
-
Inzwischen
ist das Kraftstoffeinspritzventil 2 mit einem Akkumulator
zum Speichern des mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoffs derart
verbunden, dass der Kraftstoff in der späteren Hälfte des Verdichtungstakts
in den mit hohem Druck beaufschlagten Zylinder geliefert werden
kann. Allgemein wird der Druck des in dem Akkumulator gespeicherten
Kraftstoffs unter Verwendung einer Hochdruckpumpe erhöht, die
durch die Maschine angetrieben wird. Entsprechend kann die Hochdruckpumpe
bei einem Anlassen der Maschine nicht zufrieden stellend betrieben
werden, was zu einer unzureichenden Erhöhung des Kraftstoffdrucks in
dem Akkumulator führt.
-
In
der funkengezündeten
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
wird die Maschine betrieben, um die gleichförmige Verbrennung auszuführen, die
das Einspritzen des Kraftstoffs bei dem Anlassen der Maschine bei
relativ niedrigem Druck erlaubt. Da jedoch der Druck des Kraftstoffs
in dem Akkumulator bei dem Anlassen der Maschine ausgesprochen niedrig ist,
ist es sogar in der gleichförmigen
Verbrennung schwierig, nachfolgend eine ausreichende Menge des Kraftstoffs
in den entsprechenden Zylinder zu liefern. Falls die gleichförmige Verbrennung
in dem zuvor erwähnten
Zustand der Maschine ausgeführt wird,
kann wegen der unzureichenden Kraftstoffzufuhr in einigen Zylindern
eine Fehlzündung
auftreten. Als Ergebnis wird eine große Menge von nicht verbranntem
Kraftstoff von den Zylindern abgegeben. Zusätzlich versagen die übrigen Zylinder,
in denen die gleichförmige
Verbrennung ausgeführt
wird, wegen einer unzureichenden Kraftstoffzufuhr, eine ausreichende
Kraft auszugeben. Dies macht es schwierig, ein gewünschtes
Anlassen der Maschine zu realisieren.
-
Gemäß der funkengezündeten Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoff
bei dem Anlassen der Maschine nur zu mindestens einem ausgewählten Zylinder
(zum Beispiel zu der Hälfte
der Zylinder, deren Zündzeiten
nicht aufeinander folgen) geliefert, um so die Maschine durch das
Betreiben der (des) ausgewählten
Zylinder(s) anzulassen. Wie oben beschrieben wurde, kann die erforderliche Kraftstoffmenge
nur bei dem Anlassen der Maschine zu dem (den) ausgewählten Zylinder(n)
eingespritzt werden. Dies ermöglicht
es, eine gute Verbrennung auszuführen,
ohne Fehlzündungen
zu verursachen, die auf einer nicht ausreichenden Kraftstoffzufuhr
zu diesen beruht.
-
Bei
einem Anlassen der Maschine ist es allgemein erforderlich, in einem
frühen
Zustand eine in einem Abgassystem der Maschine vorgesehene Katalysatorvorrichtung 50 derart
aufzuwärmen
und zu aktivieren, dass das schädliche
Materialien enthaltende Abgas gereinigt wird. Deswegen ist die Brennkraftmaschine
der Erfindung angeordnet, bei ihrem Anlassen eine Aufwärmsteuerung
für die
Katalysatorvorrichtung 50 durchzuführen. Die Aufwärmsteuerung
für die
Katalysatorvorrichtung 50 wird durchgeführt, um das Verschlechtern
der Zylindertemperatur zu verhindern, das auf der Kraftstoffeinspritzung
beruht, und die Kraftstoffverbrennung vollständig durchzuführen. Eine
derartige Steuerung wird zum Beispiel durch das Verzögern einer
Zündzeit
durchgeführt, um
die Abgastemperatur zu erhöhen,
oder durch das Steuern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses des Gemischs, dass
es magerer ist als das theoretische Kraftstoff-Luft-Verhältnis.
-
Die
voranstehend beschriebene Aufwärmsteuerung
für die
Katalysatorvorrichtung 50 kann die Verbrennung zu einem
bestimmten Ausmaß verschlechtern.
Wenn die zuvor erwähnte
Aufwärmsteuerung
während
des Betriebs der (des) ausgewählten Zylinder(s)
durchgeführt
wird, wird die dadurch erzeugte Maschinenleistung gesenkt. Die Steigerungsrate
der Maschinendrehzahl ist somit relativ klein, was es unmöglich macht,
ein gutes Anlassen der Maschine zu realisieren.
-
Um
dieses Problem zu lösen,
kann die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung angeordnet
sein, die Aufwärmsteuerung
während
des Betriebs der (des) ausgewählten
Zylinder(s) bei einem Anlassen der Maschine gemäß eines Aufwärmsteuerungsmusters
durchzuführen,
wie es aus dem Diagramm in 3 ersichtlich
ist. In diesem Steuerungsmuster wird eine Variable zum Steuern des
Aufwärmens
für den
ausgewählten
Zylinder allmählich von
Null erhöht,
bis die tatsächliche
Maschinendrehzahl eine Sollmaschinendrehzahl NE1 erreicht. Die Sollmaschinendrehzahl
NE1 bezeichnet das Vollenden des Anlassens der Maschine, von dem
Zeitpunkt, wenn der Kraftstoff in alle zu betreibenden Zylinder
eingespritzt wird. Zu dieser Zeit (der Zeit, wenn die Sollmaschinendrehzahl
NE1 erreicht ist), wird die gesteuerte Variable plötzlich auf
einen normalen Wert erhöht.
Es ist anzumerken, dass die zum Aufwärmen gesteuerte Variable einen
Verzögerungsgrad
(Menge) in dem Fall darstellt, bei dem die Aufwärmsteuerung durch das Verzögern der
Zündzeit durchgeführt wird.
Alternativ kann die zum Aufwärmen
gesteuerte Variable in dem Fall eine Höhe eines mageren Kraftstoffs
sein, bei dem die Aufwärmsteuerung
durch das Steuern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
des Gemischs auf eine magere Höhe
ausgeführt
wird. In diesem Fall wird das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in
einem fetten Zustand bei dem Anlassen der Maschine in den mageren
Zustand gebracht, da die zum Aufwärmen gesteuerte Variable erhöht wird.
-
Wie
aus der vorangehenden Beschreibung zu verstehen ist, ist die gesteuerte
Variable während des
Betriebs der (des) ausgewählten
Zylinder(s) kleiner gehalten als ihr Wert während des Betriebs von allen
Zylindern. Diese Anordnung ist wirkungsvoll, um eine unerwünschte Reduktion
der Leistung der Maschine während
des Betriebs der (des) ausgewählten
Zylinder(s) zu verhindern. Dies kann zu einem relativ plötzlichen
Erhöhen
der Maschinendrehzahl führen, und
ein gewünschtes
Verhalten beim Anlassen der Maschine sicherstellen.
-
Die
gestrichelte Linie der 3 bezeichnet die Änderung
einer gesteuerten Variablen von dem Rest der Zylinder, nämlich von
den nicht betriebenen Zylindern. Wie aus der strichlierten Linie
der 3 verstanden wird, wird die gesteuerte Variable
für die nicht
betriebenen Zylinder direkt nach dem Start des Betriebs mit allen
Zylindern plötzlich
erhöht.
In dem Betrieb mit allen Zylindern wird die Anzahl der zu betreibenden
Zylinder erhöht.
Sogar falls die Maschinenleistung durch das Erhöhen der zum Aufwärmen gesteuerten
Variablen erhöht
wird, kann ein Stehenbleiben der Maschine oder ähnliches verhindert werden.
Da die Aufwärmsteuerung
bei dem Anlassen der Maschine während
des Betriebs des ausgewählten Zylinders
begonnen wurde, kann die Katalysatorvorrichtung 50 des
Abgassystems der Maschine in einem relativ früheren Zustand aktiviert werden.
-
Verglichen
mit dem Fall, bei dem die Aufwärmsteuerung
zu einer Zeit zum Betrieb des ausgewählten Zylinders begonnen wurde,
kann die funkengezündete
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der vorliegenden Ausführungsform
unter Betrachtung der Kapazität
zum Aufwärmen
der Katalysatorvorrichtung schlechter sein. Jedoch ist das zuvor
erwähnte
Problem während
des Betriebs mit dem ausgewählten
Zylinder bei dem Anlassen der Maschine vernachlässigbar. Dies deswegen, da
die nicht betriebenen Zylinder dazu dienen, eine gesamte Emission
des Abgases und entsprechend von schädlichen Materialien zu verringern.
Außerdem wird
die Unterdruckhöhe
in dem Einlasskrümmer durch
den Betrieb des ausgewählten
Zylinders erhöht,
und der Kraftstoffdruck innerhalb des Akkumulators wird auf eine
höhere
Höhe erhöht. Deswegen wird
der in jeden der Zylinder eingespritzte Kraftstoff unter dem Unterdruck wünschenswert
verdampft, was die Menge von nicht verbrannten Kraftstoffbestandteilen
bemerkenswert reduziert, die bei dem Anlassen der Maschine von dem
Zylinder abgegeben werden. Deswegen kann in der Maschine der Erfindung
die sich ergebende Verschlechterung der Kapazität zum Aufwärmen der Katalysatorvorrichtung
ausreichend kompensiert sein.
-
4 zeigt
ein Diagramm, das eine Änderung
der zum Aufwärmen
gesteuerten Variablen eines anderen Beispiels des Aufwärmsteuerungsmusters
zeigt, die in der funkengezündeten
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführt
wird. Gemäß diesem Beispiel
wird die Aufwärmsteuerung
während
des Betriebs des ausgewählten
Zylinders angehalten. Dann wird die Aufwärmsteuerung begonnen, wenn der
Maschinenbetrieb von dem Betrieb des ausgewählten Zylinders auf den Betrieb
mit allen Zylindern umgeschaltet wird. Wie aus dem Diagramm der 4 ersichtlich
ist, wird die zum Aufwärmen
gesteuerte Variable für
alle Zylinder plötzlich
in einem größeren Verhältnis erhöht. Dies
kann das Abfallen der Maschinenleistung während des Betriebs des ausgewählten Zylinders
ausschließen.
Verglichen mit dem durch das aus dem in 3 gezeigten
Diagramm bezeichneten Steuerungsmuster kann der plötzliche Anstieg
der Maschinendrehzahl außerdem
zusätzlich das
Verhalten beim Anlassen der Maschine verbessern.
-
Mit
Rückbezug
auf das die Änderung
der gesteuerten Variablen darstellende Steuerungsmuster, das aus 3 ersichtlich
ist, wird der Maschinenbetrieb von dem Betrieb des ausgewählten Zylinders zum
Betrieb aller Zylinder umgeschaltet, wenn die Maschinendrehzahl
die Solldrehzahl NE1 erreicht. Alternativ kann der Maschinenbetrieb
von dem Betrieb des ausgewählten
Zylinders zu dem Betrieb aller Zylinder umgeschaltet werden, wenn
die Maschinendrehzahl pro Zeiteinheit kleiner wird als ein vorbestimmter
Wert, da berücksichtigt
ist, dass kein weiteres Ansteigen der Maschinendrehzahl erwartet
wird. Der Maschinenbetrieb kann außerdem geschaltet werden, wenn
ein vorbestimmter Zeitraum oder eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen
von dem Beginn des Kurbelns der Maschine verstrichen ist, da berücksichtigt
wird, dass das Anlassen der Maschine vollendet ist. Es ist bevorzugt,
dass der Unterdruck innerhalb des Einlasskrümmers zum Betreiben aller Zylinder
in einem ausgezeichneten Zustand auf eine relativ höhere Höhe erhöht wird.
Entsprechend kann der Maschinenbetrieb umgeschaltet werden, wenn der
Druck innerhalb des Einlasskrümmers
einen Sollunterdruck erreicht.
-
Mit
Rückbezug
auf das durch das Diagramm der 4 gezeigte
Steuerungsmuster wird der Maschinenbetrieb von dem Betrieb des ausgewählten Zylinders
zu dem Betrieb aller Zylinder umgeschaltet, wenn der Kraftstoffdruck
in dem Akkumulator den Solldruck P1 erreicht. Dieses Muster gestattet
während
des Betriebs mit allen Zylindern eine bevorzugte Kraftstoffeinspritzung
in die entsprechenden Zylinder, und reduziert somit die Abgabemenge
von schädlichen
Materialien wie zum Beispiel von nicht verbrannten Kraftstoffbestandteilen.
Deswegen kann die Erfindung die Katalysatorvorrichtung durch die Aufwärmsteuerung
ausreichend aktivieren, die bei dem Betrieb von allen Zylindern
ausgeführt
wird, und die Menge der in die Atmosphäre abgegebenen schädlichen
Materialien ausreichend reduzieren.
-
5 zeigt
ein Diagramm, das eine Änderung
der zum Aufwärmen
gesteuerten Variablen von noch einem anderen Beispiel des Aufwärmsteuerungsmusters
zeigt, das in der funkengezündeten Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
Das in 5 gezeigte Aufwärmsteuerungsmuster ist von
dem in 3 gezeigten Aufwärmsteuerungsmuster unterschiedlich,
wie im Folgenden beschrieben wird. In dem in 5 gezeigten
Steuerungsmuster wird die Aufwärmsteuerung
während
des Betriebs der (des) ausgewählten
Zylinder(s) begonnen, nachdem ein vorbestimmter Zeitraum oder eine
vorbestimmte Anzahl von Zyklen von dem Beginn des Kurbelns der Maschine
verstrichen ist. Außerdem
wird die Aufwärmsteuerung
für die
nicht ausgewählten
Zylinder während
des Betriebs von allen Zylindern begonnen, nachdem ein vorbestimmter
Zeitraum oder eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen von dem Beginn
des Betriebs mit allen Zylindern verstrichen ist.
-
In
dem obigen Fall wird während
eines nicht stabilen Zustands der ersten Verbrennung die Aufwärmsteuerung
angehalten, die die Leistung der Maschine senkt. Als Ergebnis kann
das Verhalten beim Anlassen der Maschine weiter verbessert werden.
-
Das
in 5 gezeigte Aufwärmsteuerungsmuster kann auf
das in 4 gezeigte Steuerungsmuster angewendet werden.
Die Aufwärmsteuerung während des
Betriebs mit allen Zylindern kann nämlich nach einem vorbestimmten
Parameter begonnen werden, zum Beispiel nach einem vorbestimmten Zeitraum
oder einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, die von dem Beginn des
Betriebs mit allen Zylindern verstrichen sind. Es ist anzumerken,
dass das Verzögern
der Anlasszeit der Aufwärmsteuerung
das Anlassen der Maschine verbessern kann. Im Gegensatz dazu kann
es jedoch das Aufwärmverhalten
der Katalysatorvorrichtung verschlechtern. Zwei in dem Diagramm
der 5 gezeigte Modifikationen werden berücksichtigt,
um dem zuvor erwähnten
Problem zu begegnen. In jeder dieser Modifikationen wird die zum
Aufwärmen
gesteuerte Variable plötzlich
mit Bezug auf alle Zylinder erhöht,
nachdem die erste Verbrennung aller Zylinder vollendet ist. Die
Katalysatorvorrichtung kann somit in dem früheren Zustand aufgewärmt werden.
-
Mit
Bezug auf das Diagramm der 5 wird in
der Modifikation (1) die zum Aufwärmen gesteuerte Variable mit
Bezug auf alle Zylinder plötzlich
erhöht, nachdem
ein vorbestimmter Zeitraum oder eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen
von dem Beginn des Betriebs mit allen Zylindern verstrichen ist.
Nach dem Beibehalten des zuvor erwähnten Zustands für einen vorbestimmten
Zeitraum wird die zum Aufwärmen gesteuerte
Variable auf den normalen Wert verringert.
-
In
der Modifikation (2) wird die zum Aufwärmen gesteuerte Variable mit
Bezug auf alle Zylinder plötzlich
erhöht,
und wird dann allmählich
auf den normalen Wert verringert.
-
In
der Modifikation (3) wird die Aufwärmsteuerung für den Rest
der Zylinder auf gleiche Weise ausgeführt wie in der Modifikation
(2). Die Aufwärmsteuerung
für die
(den) ausgewählten
Zylinder wird begonnen, nachdem ein vorbestimmter Wert von dem Beginn
des Kurbelns verstrichen ist. Die zum Aufwärmen gesteuerte Variable wird
während
des Betriebs der (des) ausgewählten
Zylinder(s) allmählich
erhöht,
und plötzlich
erhöht,
nachdem ein vorbestimmter Wert von dem Beginn des Betriebs mit allen Zylindern
verstrichen ist, wie in dem Fall der nicht ausgewählten Zylinder.
-
Die
funkengezündete
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der Erfindung ist angeordnet, um
eine gleichmäßige Verbrennung
während
des Betriebs mit allen Zylindern folgend auf den Betrieb mit dem
(den) ausgewählten
Zylinder(n) auszuführen. Sie
kann angeordnet sein, eine schichtweise Ladungsverbrennung auszuführen, falls
der Kraftstoffdruck innerhalb des Akkumulators ausreichend hoch genug
ist, um in einer späteren
Hälfte
des Verdichtungstakts eine Kraftstoffeinspritzung zu erlauben, wenn
der Maschinenbetrieb von dem Betrieb der (des) ausgewählten Zylinder(s)
auf den Betrieb mit allen Zylindern umgeschaltet wird. In der gleichmäßigen Verbrennung
ist es wahrscheinlich, dass ein Teil des in der letzten Stufe des
Ansaugtakts in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs an der Zylinderbohrung anhaftet.
Der bei relativ niedriger Temperatur an der Zylinderbohrung anhaftende
Kraftstoff wird weniger wahrscheinlich verdampft und als unverbrannte Kraftstoffbestandteile
abgegeben. Inzwischen ist es bei der schichtweisen Ladungsverbrennung
weniger wahrscheinlich, dass der Kraftstoff an der Zylinderbohrung
anhaftet, da der Kraftstoff in einer letzten Hälfte des Verdichtungstakts
eingespritzt wird. Da die Abgabemenge der sich ergebenden unverbrannten Kraftstoffbestandteile
kleiner ist als die der gleichförmigen
Verbrennung, ist die schichtweise Ladungsverbrennung unter Betrachtung
der Abgasemissionen wirkungsvoller für das Anlassen der Maschine. Da
die schichtweise Ladungsverbrennung weniger Kraftstoff erfordert
als die gleichmäßige Verbrennung,
ist es außerdem
unter Betrachtung des Kraftstoffverbrauchs weiter vorteilhaft.
-
Die
Kraftstoffeinspritzung gemäß der Erfindung,
wie sie oben beschrieben wurde, zum Beispiel gemäß einem der Zeitdiagramme,
die in den 3 bis 5 dargestellt
sind, wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100 gesteuert,
die in 1 dargestellt ist. Die ECU hat zum Beispiel eine
CPU, ein ROM, ein RAM, Eingabe- und Ausgabeschnittstellen und ist
(elektrisch) mit den Kraftstoffeinspritzern 2 und den Zündkerzen 1 von
jedem Zylinder gekoppelt, also mit anderen Bauteilen des Fahrzeugs, wie
Fachleute erkennen werden.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
ist die Steuerung (die elektrische Steuereinheit 100) als
ein programmierter allgemeiner Universalrechner implementiert. Es
wird durch Fachleute erkannt werden, dass die Steuerung unter Verwendung
eines einzelnen spezialzweck-integrierten Schaltkreises (zum Beispiel
ASIC) implementiert sein kann, der einen Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt
für gesamte, Systemhöhensteuerung,
und getrennte Abschnitte aufweist, die dem Durchführen von
verschiedenen unterschiedlichen spezifischen Berechnungen, Funktionen
und anderen Prozessen unter Steuerung des Zentralprozessorabschnitts
gewidmet sind. Die Steuerung kann eine Vielzahl von getrennt dediziert
oder programmierbar integrierten oder anderen elektronischen Schaltkreisen
oder Vorrichtungen (zum Beispiel hartverdrahtete elektronische oder
logische Schaltkreise wie zum Beispiel diskrete Elementeschaltkreise
oder programmierbare logische Vorrichtungen wie zum Beispiel PLDs,
PLAs, PALs oder ähnliches)
sein. Die Steuerung kann unter Verwendung eines geeignet programmierten
allgemeinen Universalrechners implementiert sein, zum Beispiel eines
Mikroprozessors, Mikrocontrollers oder einer anderen Prozessorvorrichtung
(CPU oder MPU), entweder alleine oder in Zusammenhang mit einem
oder mehreren Rand-(zum Beispiel integrierter Schaltkreis-)datum/daten
und Signalverarbeitungsvorrichtungen. Allgemein kann jede beliebige
Vorrichtung oder Baugruppe von Vorrichtungen, auf denen eine finite
Zustandsmaschine, die in der Lage ist, die hierin beschriebenen
Vorgänge
zu implementieren, als Steuerung verwendet werden. Eine verteilte
Verarbeitungsarchitektur kann für
eine maximale Daten- /Signalverarbeitungsfähigkeit
und -geschwindigkeit verwendet werden.
-
Während die
Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde,
ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen
oder Konstruktionen beschränkt
ist.
-
In
einer funkengezündeten
Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung mit einer Vielzahl von Zylindern
und einer Katalysatorvorrichtung (50), die in einem Abgassystem
der Maschine vorgesehen ist, wird ein Kraftstoff zu mindestens einem
ausgewählten
Zylinder eingespritzt, der aus der Vielzahl von zu betreibenden
Zylindern ausgewählt
ist, und folgend der Kraftstoff zu allen zu betreibenden Zylindern
eingespritzt. Zu dieser Zeit ist eine zum Aufwärmen gesteuerte Variable für zumindest
den einen ausgewählten
Zylinder kleiner als die zum Aufwärmen gesteuerte Variable, die
verwendet wird, wenn alle Zylinder betrieben werden. In der funkengezündeten Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung wird der Betrieb mit allen Zylindern begonnen
und die Aufwärmsteuerung
für alle
Zylinder begonnen, um die Katalysatorvorrichtung (50) aufzuwärmen, die
in dem Abgassystem der Maschine vorgesehen ist, bevorzugt, wenn
ein Kraftstoffeinspritzdruck einen Sollwert (P1) übersteigt.