DE60215428T2

DE60215428T2 - Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60215428T2
Application number: DE60215428T
Authority: DE
Inventors: Ritsuo Yokohama-shi Sato; Masahiko Yokohama-shi Yuya; Hiroshi Yokohama-shi Katoh; Takahisa Yokohama-shi Koseki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: US20030034013A1; JP4309079B2; EP1284354A2; JP2003056382A; DE60215428D1; US6568371B2; EP1284354A3; EP1284354B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritz-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine) sowie ein Kraftstoff-Einspritz-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor.
Tokkai 2000-45841, veröffentlicht durch das japanische Patentamt in 2000, offenbart die gleichzeitige Kraftstoff-Einspritzung in alle Zylinder eines Motors, unmittelbar nachdem das Zündschluss in die AN-Position geschaltet worden ist.
In einem Ottomotor, welcher Kraftstoff nach und nach in den Ansaugstutzen einspritzt, haftet Kraftstoff, eingespritzt während des Kurbelns des Motors, an der Wandoberfläche des Ansaugstutzens und tendiert dazu, einen Fluss entlang der Wand auszubilden. Dieses Phänomen wird im Folgenden als "Wandfluss (wall flow)" bezeichnet. Dementsprechend ist einige Zeit nötig, damit der Kraftstoff die Verbrennungskammer erreicht und die bevorzugte Stabilität der Verbrennung während des Kurbelns des Motors kann nicht erhalten werden. Die Technik aus dem Stand der Technik zielt darauf ab, einen Wandfluss im Voraus auszubilden als ein Ergebnis des Einspritzens von Kraftstoff zur gleichen Zeit in alle Zylinder, unmittelbar nachdem das Zündschloss in die AN-Position geschaltet worden ist. Als ein Ergebnis fließt Kraftstoff, eingespritzt nach und nach in die entsprechenden Zylinder, danach gleichmäßig in die Verbrennungskammer, ohne an der Wandfläche des Ansaugstutzens anzuhaften.
Funkenzündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in jedem Zylinder erfolgt im Allgemeinen in der Umgebung des Todpunktes der Kompression. Jedoch sollte festgehalten werden, dass jeder Zylinder entsprechend unterschiedliche Kolbenhübe vornimmt, wenn eine simultane Einspritzung in alle Zylinder durchgeführt wird. Des Weiteren werden in dem Zeitraum nach der gleichzeitigen Einspritzung in alle Zylinder bis zur ursprünglichen Funkenzündung für jeden Zylinder einige Zylinder einer nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung unterzogen, während andere keiner nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung unterzogen werden.
Als ein Ergebnis wird eine Abweichung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftstoffmischung bei der initialen Funkenzündung in jedem Zylinder erzeugt. Bei einem Zylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann dies zur Fehlzündung führen. In Zylindern mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann unvollständige Verbrennung resultieren. Sowohl Fehlzündung als auch unvollständige Verbrennung haben einen nachteiligen Effekt auf die Stabilität des Motors und auf die Abgas-Emissions-Komponenten.
Das Dokument aus dem Stand der Technik, US 5690075 ist auf ein Verfahren sowie einen Apparat zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzung in einen Verbrennungsmotor gerichtet. Insbesondere lehrt dieses Dokument aus dem Stand der Technik ein Verfahren, welches einen Apparat zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzung in einen Verbrennungsmotor einsetzt, welcher magere Fehlzündungen und den Ausstoß an unverbranntem Kohlenwasserstoff zum Zeitpunkt und nach dem Start des Motors verhindert. Besagter Motor ist ein 8-Zylindermotor, welcher eine Motorsteuerung umfasst, welche den Zeitpunkt der ersten Injektion innerhalb der Start- oder Kurbelprozedur des Motors detektiert. Im Fall der ersten Einspritzung muss eine Zeitgebung durchgeführt werden, eine so genannte asynchrone Kraftstoff-Einspritzung muss durchgeführt werden, wobei spezifische Zylinder, welche im Einlasstakt befindlich sind, auf der Basis des identifizierten Zylinders am oberen Todpunkt ausgewählt werden. Zusätzlich zu besagter asynchroner Kraftstoff-Einspritzung wird eine so genannte synchrone Kraftstoff-Einspritzung durchgeführt zu einem speziellen Zeitpunkt für einen ausgewählten Zylinder, welcher sich im Auslasshub befindet. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffes für besagte synchrone Einspritzung wird berechnet auf der Basis der Motortemperatur, repräsentiert durch die Temperatur des Kühlwassers.
Das Dokument aus dem Stand der Technik, US 5934259 lehrt ein Verfahren und ein Steuergerät zum Versorgen von Kraftstoff für Zylinder eines Viel-Zylinder-Verbrennungsmotors. Gemäß dieser Lehre, welche dem Dokument des Standes der Technik entnommen werden kann, wird Kraftstoff asynchron und/oder synchron in dem Motor eingespritzt. Abhängend von dem Temperaturzustand wird der erste Zylinder, bei dem die Verbrennung einsetzen soll, identifiziert und eine synchrone Einspritzung wird entsprechend durchgeführt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoff-Einspritz-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor sowie ein Kraftstoff-Einspritz-Steuerverfahren für ei nen Verbrennungsmotor mit einer hohen Stabilität der Verbrennung in jedem Zylinder, wenn ein Motor gestartet wird, zur Verfügung zu stellen.
Gemäß dem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die Kraftstoff-Einspritz-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß dem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung wird besagte Aufgabe auch gelöst durch ein Kraftstoff-Einspritz-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor entsprechend dem unabhängigen Anspruch 13.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung illustriert und erläutert werden mit Hilfe von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 ist ein schematisches Diagramm eines Verbrennungsmotors, auf welchen die vorliegende Lehre angewandt wird.
2 ist ein Blockdiagramm, welches die Steuerfunktion eines Steuergeräts gemäß dieser Lehre beschreibt.
3 ist ein Flussdiagramm, welches eine hauptsächliche Routine, durchgeführt durch das Steuergerät zum Durchführen der Kraftstoff-Einspritzung und zum Berechnen der Menge des eingespritzten Kraftstoffes beim Anlassen des Motors beschreibt.
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine zum Durchführen der Kraftstoff-Einspritzung, durchgeführt durch das Steuergerät, beschreibt.
5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine zum Durchführen der Kraftstoff-Einspritzung in einem normalen und in einem niederen Temperaturbereich, durchgeführt durch das Steuergerät, beschreibt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine zum Durchführen der Kraftstoff-Einspritzung in einem extrem niedrigen Temperaturbereich, durchgeführt durch das Steuergerät, beschreibt.
7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch das Steuergerät zum Durchführen der Kraftstoff-Einspritzung, basierend auf dem letztendlichen Kraftstoff-Einspritzungs-Timing durchgeführt wird.
8 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch das Steuergerät für das Berechnen des letztendlichen Timings der Kraftstoff-Einspritzung durchgeführt wird.
9 ist ähnlich wie 8, zeigt jedoch eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung in Bezug auf die Berechnung des letztendlichen Timings der Kraftstoff-Einspritzung.
10 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch das Steuergerät für das Berechnen der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite durchgeführt wird.
11 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch das Steuergerät für das Berechnen einer Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite bei der initialen Eingabe eines Signals durchgeführt wird.
12 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch ein Steuergerät für das Berechnen einer Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite bei der initialen Eingabe eines Zylinderhub-Identifikationssignals durchgeführt wird.
13 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch das Steuergerät für das Berechnen einer Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite nach einer nachfolgenden Eingabe des Zylinderhub-Identifikationssignals durchgeführt wird.
14 ist ein Flussdiagramm, welches eine Subroutine beschreibt, welche durch ein Steuergerät zum Berechnen einer Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite in einem normalen Betriebszeitraum durchgeführt wird.
15A–15N sind Ablaufdiagramme, welche ein Muster der Kraftstoff-Einspritzung in einem niedrigen Temperaturbereich beschreiben, welches aus der Kraftstoff-Einspritz-Steuerung durch das Steuergerät resultiert.
16A–16N sind Ablaufdiagramme, welche ein Muster der Kraftstoff-Einspritzung in einem extrem niedrigen Temperaturbereich beschreiben, welches aus der Kraftstoff-Einspritz-Steuerung durch das Steuergerät resultiert.
17A–17N sind Ablaufdiagramme, welche ein Muster der Kraftstoff-Einspritzung in dem normalen Temperaturbereich beschreiben, welches aus der Kraftstoff-Einspritz-Steuerung durch das Steuergerät resultiert.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Während diese Erfindung auf verschiedene Typen von Motoren anwendbar ist, wird hier die Anwendung auf einen Vier-Zylinder-Motor beschrieben werden. Es wird nun Bezug genommen auf 1 der Zeichnungen, wo ein Vier-Zylinder-Ottomotor 2 für ein Auto zur Verfügung gestellt wird mit einem Luftansaugrohr 3 und einem Abgasrohr 17. Nur ein Zylinder ist in 1 gezeigt.
Das Luftansaugrohr 3 ist verbunden mit dem Luftansaugstutzen 7 für jeden Zylinder durch einen Verteiler. Ein Kraftstoff-Einspritzventil (Kraftstoff-Einspritzer, Benzineinspritzdüse) 8 und ein Luftansaugventil 18 werden zur Verfügung gestellt in dem Luftansaugstutzen, um Kraftstoff in jeden Zylinder einzuspritzen. Eine Verbrennungskammer 6, in welcher die Verbrennung der gasartigen Mischung an Kraftstoff, eingespritzt durch den Kraftstoff-Einspritzventil 8, und Luft, angesaugt von dem Luftansaugrohr 3 auftritt, bildet sich oberhalb eines Kolbens 21 in jedem Zylinder aus. Der Kraftstoff-Einspritzventil 8 spritzt Kraftstoff als Antwort auf ein Eingabe-Einspritzpuls-Signal ein. Die Menge an Luft, angesaugt von dem Luftansaugrohr 3, wird durch eine Drossel 5 reguliert, welche in dem Luftansaugrohr 3 zur Verfügung gestellt wird. Das Verbrennungsgas, umfassend eine gasartige Kraftstoffmischung, verbrannt in der Verbrennungskammer 6, wird als Abgas aus dem Abgasrohr 17 durch ein Abgasventil 19 und einen Abgasstutzen 20 abgeleitet.
Der Motor 2 ist ein Vier-Hub-Motor, in welchem jeder Zylinder #1–#4 den Zyklus der Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Ausstoßhübe pro alle zwei Rotationen einer Kurbelwelle 10 wiederholt. Der Zyklus wird wiederholt in der Sequenz von #1–#3–#4–#2. Diese Sequenz korrespondiert mit der Befeuerungsreihenfolge, in welcher die Verbrennung in den Zylindern initiiert wird. Während dem Gleichgewichtsbetrieb wird Kraftstoff von einem Kraftstoff-Einspritzventil 8 injiziert in den Ausstosshub eines jeden Zylinders als ein Ergebnis der Eingabe eines Pulssignals in das Kraftstoff-Einspritzventil eines jeden Zylinders von einem Steuergerät 1.
Eine Zündkerze 14 wird zur Verfügung gestellt, welche der Verbrennungskammer 6 gegenüber liegt, um das gasartige Kraftstoffgemisch in der Verbrennungskammer zu zünden. Die Zündkerze 14 erzeugt einen Funken in der Umgebung des Kompressions-Todpunktes eines jeden Zylinders als Antwort auf eine Zündsignaleingabe auf eine Zündspule 14A.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der gasartigen Kraftstoffmischung wird auf ein vorbestimmtes Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch das Steuergerät 1 eingestellt. Um diese Steuerung zu ermöglichen, wird das Steuergerät 1 mit Signaleingaben versorgt, welche on einem Luftdurchflussmesser 4, welcher die Menge an angesaugter Luft in dem Luftansaugrohr 3 detektiert, einem Wassertemperatur-Sensor 15, welcher die Temperatur des Kühlwassers in dem Motor als Maß für die Motortemperatur detektiert, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 16, welcher das Verhältnis von Luft-Kraftstoff der gasartigen Kraftstoffmischung, basierend auf dem Sauerstoffanteil in dem Abgas bestimmt, einem Kurbelwinkel-Sensor 9, welcher die Rotationsposition der Kurbelwelle 10 des Motors 2 bestimmt, bzw. einem Nockenpositions-Sensor 11, welcher die charakteristische Rotationsposition der Nocke 12 bestimmt, welche das Entlüftungsventil 19 für jeden Zylinder steuert, stammen sowie einem Zündschalter 13.
Der Zündschalter (das Zündschloss) 13 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs betrieben. In einem ersten Betriebsschritt werden ein Steuergerät 1 und eine Kraftstoffpumpe, wel che Kraftstoff in das Kraftstoff-Einspritzventil 8 fördert, gestartet. In einem zweiten Betriebsschritt wird ein Startermotor, welcher den Motor 2 kurbelt, gestartet.
Ein Signal IGN, welches anordnet, dass die Kraftstoffpumpe und das Steuergerät 1 gestartet werden und ein Signal STSG, welches anordnet, dass der Startermotor gestartet wird, werden entsprechend in das Steuergerät 1 von dem Zündschalter 13 eingegeben.
Als Nächstes wird die Beziehung zwischen der Rotationsposition der Nocke, bestimmt durch den Nockenpositions-Sensor 11, und dem Kurbelwinkel-Sensor 9 beschrieben werden.
Der Kurbelwinkel-Sensor 9 bestimmt eine charakterstische Rotationsposition der Kurbelwelle 10, welche mit einem Punkt vor einem vorbestimmten Winkel für den Kompressions-Todpunkt eines jeden Zylinders korrespondiert. Als ein Ergebnis wird ein REF-Signal in das Steuergerät 1 eingegeben. In einem Vier-Zylinder-Motor 2 wird das REF-Signal, welches eine spezifische Rotationsposition der Kurbelwelle 10 angibt oder eine Referenzposition eines Kurbelwinkels, in das Steuergerät 11 in einem Intervall von 180 Grad eingegeben. Der Kurbelwinkel-Sensor 9 gibt ein POS-Signal in das Steuergerät 1 ein, wenn die Kurbelwelle 10 beispielsweise über ein Grad rotiert.
Der Nocken-Positions-Sensor 11 bestimmt eine charakteristische Rotationsposition der Nocke 12, welche das Abgasventil 19 eines jeden Zylinders steuert, und gibt ein Signal "PHASE" in das Steuergerät 1 ein. Jedes PHASE-Signal wird mit einem Zylinder in einer spezifischen Position in einem spezifischen Hub identifiziert. Für einen Vier-Zylinder-Motor rotiert die Nocke einmal für zwei Rotationen der Kurbelwelle 10 des Motors 2. Folglich wird in diesem Motor 2 das PHASE-Signal in das Steuergerät 1 in der Sequenz #1, #3, #4, #2 für jede 180 Grad-Rotation der Kurbelwelle 10 des Motors eingegeben. Das PHASE-Signal wird verwendet, um den Hub eines jeden Zylinders zu identifizieren durch Bestimmen, welchen Hub jeder Zylinder ausführt, wenn das REF-Signal eingegeben wird. In der folgenden Beschreibung wird die Kombination des PHASE-Signals und des REF-Signals als Zylinder-Hub-Identifikationssignal bezeichnet. Das Steuergerät 1 identifiziert die Hub-Position eines jeden Zylinders, basierend auf dem Zylinder-Hub-Identifikationssignal.
Das Steuergerät 1 umfasst einen Mikrocomputer, bereitgestellt mit einer Central Processing Unit (CPU), einem Read Only Memory (ROM), einem Random Access Memory (RAM) und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (I/O-Interface). Das Steuergerät kann eine Vielzahl von Mikrocomputern umfassen.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen und die Funktionen des Steuergerätes 11, welche sich auf die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung beziehen, werden beschrieben werden. Das Steuergerät 1 wird mit einer Kurbelwellenstart-Bestimmungseinheit 101 ausgestattet, einer Zylinder-Hub-Identifikationseinheit 102, einer Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 103, einer Einspritz-Pulsbreiten-Berechnungseinheit 104, einer Steuersignal-Erzeugungseinheit 105 und einer Einspritzstartzeitgebungs-Berechnungseinheit 106. Es sollte festgehalten werden, dass diese Einheiten in erster Linie virtuelle Einheiten sind, welche die Funktion des Steuergerätes 11 beschreiben und keine physikalische Existenz aufweisen.
Die Kurbelwellenstart-Bestimmungseinheit 101 bestimmt den Start des Kurbelns des Motors 2 nach Aufnahme des Signals STSG aus dem Zündschalter 13. Die Zylinder-Hub-Identifikationseinheit 102 bestimmt den Hub und die Position der jeweiligen Zylinder basierend auf dem Zylinder-Hub-Identifikations-Signal und dem POS-Signal. Die Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 103 berechnet die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 2 basierend auf der Eingabe-Anzahl der POS-Signale pro Einheit an Zeit. Einspritzpulsbreiten-Berechnungseinheit 104 berechnet die grundlegende Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TP durch Nachschlagen eines im Vorhinein gespeicherten tabellarischen Werts, basierend auf der Menge der angesaugten Luft Qc, bestimmt durch das Luftdurchflussmeter 4 und die Rotationsgeschwindigkeit des Motors Ne. Verschiedene Typen an Korrekturen werden hinzugefügt, basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F der Luft-Kraftstoff-Mischung, bestimmt durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 16 und die Kühlwassertemperatur Tw, bestimmte durch den Wassertemperatur-Sensor 15. Auf diese Art und Weise wird ein Einspritzmengen-Sollwert bestimmt, welcher in das Kraftstoff-Einspritzventil 8 ausgegeben werden soll. Die Einspritzstart-Zeitgebungs-Berechnungseinheit 106 bestimmt die Start-Zeitgebung der Kraftstoff-Einspritzung gemäß den Kraftstoff-Einspritz-Bedingungen. Die Steuersignal-Erzeugungseinheit 105 gibt ein Einspritzpulssignal an das Kraftstoff Einspritzventil 8, basierend auf dem Einspritzmengen-Sollwert und der Einspritzstartzeitgebung.
Als Nächstes wird die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung beschrieben werden, welche durch ein Steuergerät 1 beim Kurbeln des Motors 2 durchgeführt wird.
Das Steuergerät 1 führt die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung abhängig von der Zeit durch, welche nach dem Start des Kurbelns des Motors 2 verstrichen ist. Dies geschieht aus dem Grund, dass jeder Zylinder eine stabile Verbrennung der gasartigen Kraftstoffmischung bei der ersten Zündung durchführen soll.
Um die Beschreibung zu erleichtern, werden drei charakteristische Zeiträume definiert, welche einen "Anlauf-Zeitraum", bis das Steuergerät 11 die erste Identifikation an Zylinder-Hüben durchgeführt hat, einen "Start-Zeitraum" nach dem Anlauf-Zeitraum und bevor eine vorbestimmte Anzahl an Identifikationssignal in das Steuergerät 11 eingegeben wird, und einen "Normalbetriebs-Zeitraum", nachdem die sekundäre Periode abgelaufen ist, darstellen. Das Steuergerät 1 führt die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung, welche mit diesen drei unterschiedlichen Zeiträumen korrespondiert, durch. Die vorbestimmte Anzahl korrespondiert mit der Anzahl der Zylinder und ist in dieser Ausführungsform vier.
Des Weiteren führt das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung entsprechend der Wassertemperatur durch. Genauer gesagt verändert das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung, abhängend von den charakteristischen Temperaturbereichen der Wassertemperatur. Die drei Temperaturbereiche werden zur Verfügung gestellt, von welchen die Kraftstoff-Einspritz-Steuerung abhängt. Sie sind wie folgt: ein "normaler Temperaturbereich", nicht geringer als 10°C, ein "niedriger Temperaturbereich" von –15°C bis 10°C und ein "extrem niedriger Temperaturbereich" von weniger als –15°C. Eine Temperatur von –15°C korrespondiert mit einer ersten vorbestimmten Temperatur und 10°C korrespondiert mit einer zweiten vorbestimmten Temperatur. Folglich ist das Einspritzmuster für unterschiedliche Temperaturbereiche unterschiedlich.
Falls die Wassertemperatur sich in dem niedrigen Temperatur- bzw. dem extrem niedrigen Temperaturbereich befindet, führt das Steuergerät 1 die gleichzeitige Kraftstoff-Einspritzung in alle vier Zylinder durch, bevor die erste Zylinder-Hub-Identifizierung ausgeführt wird. Auf diese Art und Weise wird die Bewegung des eingespritzten Kraftstoffs in die Verbrennungskammer 6 durch Ausbilden des Wandflusses im Vorhinein relativ zu einer nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung erleichtert, wie in einem konventionellen Beispiel beschrieben wird. Die gleichzeitige Kraftstoff-Einspritzung in alle Zylinder wird nicht im normalen Temperaturbereich durchgeführt. Im Folgenden wird diese gleichzeitige Kraftstoff-Einspritzung in alle Zylinder vor dem ersten Ausführen der Zylinder-Hub-Identifizierung als eine "vorläufige Kraftstoff-Einspritzung" bezeichnet.
Falls die Wassertemperatur in dem normalen Temperaturbereich oder in dem niedrigen Temperaturbereich ist, gibt das Steuergerät 1 einen Kraftstoff-Einspritzbefehl an das Kraftstoff-Einspritzventil dieser Zylinder in einem Ausstoßhub und einem Ansaughub aus, wenn die Zylinder-Hub-Identifizierung zum ersten Mal durchgeführt wird. Anschließend befiehlt das Steuergerät 1 den Kraftstoff-Einspritzventilen, nach und nach Kraftstoff in einen Zylinder in einem Ausstoßhub einzuspritzen, d.h. eine sequenzielle Kraftstoff-Einspritzung synchron mit den Ausstoß-Hüben durchzuführen. Im Gegensatz dazu gibt, falls die Wassertemperatur in dem extrem niedrigen Temperaturbereich liegt, das Steuergerät 1 einen Kraftstoff-Einspritzbefehl nur an das Kraftstoff-Einspritzventil für den Zylinder, welcher einen Ansaughub durchführt, wenn die Zylinder-Hub-Identifizierung zum ersten Mal durchgeführt wird. Anschließend befiehlt das Steuergerät 1 den Kraftstoff-Einspritzventilen, sequenziell Kraftstoff in einen Zylinder in einem Ansaughub einzuspritzen, d.h. eine sequenzielle Kraftstoff-Einspritzung durchzuführen, wenn das Steuergerät 1 die erste Zylinder-Hub-Identifikation durchführt als eine "primäre Kraftstoff-Einspritzung" bezeichnet werden.
In dem extrem niedrigen Temperaturbereich gibt das Steuergerät 1 einen Kraftstoff-Einspritzbefehl an das Kraftstoff-Einspritzventil für einen Zylinder aus, welcher sich in einem Ansaughub befindet, bis die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 2 eine vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit überschreitet. Danach gibt das Steuergerät einen Kraftstoff-Einspritzbefehl für das Kraftstoff-Einspritzventil für einen Zylinder aus, welcher sich in einem Ausstoßhub befindet. Die Steuerroutine, wie oben beschrieben, wird im weiteren Detail nun unter Verweis auf die Flussdiagramme in den 3 bis 14 beschrieben werden.
3 zeigt die hauptsächliche Routine der Kraftstoff-Einspritz-Steuerung. Das Steuergerät 1 führt diese Routine in 10 Millisekunden-Intervallen durch einen Unterbrechungsprozess durch, solange der Zündschalter 13 in der AN-Position ist.
Als Erstes vergleicht in einem Schritt S1 das Steuergerät 1 die vergangene Zeit TMFPON nach der ersten Eingabe eines Signals IGN mit einem Referenzzeitraum FPONTM. Solange die vergangene Zeit TMFPON nicht größer ist als der Referenzzeitraum FPONTM, beendet das Steuergerät 1 die Routine unmittelbar ohne Durchführen von nachfolgenden Schritten.
Der Referenzzeitraum FPONTM korrespondiert mit dem Zeitraum vom Start der Kraftstoffpumpe (Benzinpumpe) bis der Kraftstoffdruck einen Gleichgewichtsdruck erreicht. Das heißt sozusagen, dass Kraftstoffinjektion in keiner Form durchgeführt wird, solange als der Kraftstoffdruck der Benzinpumpe nicht den Gleichgewichtsdruck erreicht hat. Dies dient dazu, Abweichungen in der Menge an eingespritztem Kraftstoff zu vermeiden, welche von einem unzureichenden Kraftstoffdruck herrühren.
Wenn die vergangene Zeit TMFPON größer ist als der Referenzzeitraum FPONTM, bestimmt in einem Schritt S2 das Steuergerät 1, ob das Zylinder-Hub-Identifikationssignal oder das REF-Signal eingegeben worden sind, seit die Routine für das unmittelbar vorangegangenen Ereignis durchgeführt worden ist.
Der Schritt S2 hat in erster Linie die Funktion zu bestimmen, ob Kraftstoff-Einspritzung durchgeführt werden wird während des Ausführens der Routine für dieses Ereignis. Diese Routine wird zu mehreren Zeiten durchgeführt, während der Motor einer einfachen Rotation unterzogen wird, da die Rotationsgeschwindigkeit des Motors während dem Kurbeln gering ist. Folglich ist es nicht notwendig, diese Bestimmung bei jedem Ereignis, zu welchem die Routine durchgeführt wird, durchzuführen, da das Exekutionsintervall der Kraftstoff-Einspritzung merklich größer ist als das Exekutionsintervall der Routine.
Wenn die Bedingungen in dem Schritt 2 erfüllt sind, führt das Steuergerät 1 die Subroutine für einen Schritt S3 aus, wie in 4 gezeigt, um die Kraftstoff-Einspritzung durchzuführen. Die Bestimmung in dem Schritt S2 wird unabhängig vom Temperaturbereich durchgeführt. Folglich ist der Prozess in dem Schritt S3 allen drei Temperaturbereichen gemeinsam.
Wenn die Bedingung in dem Schritt S2 nicht erfüllt ist, wird die Kraftstoffinjektion nicht durchgeführt während des Durchführens der Routine für dieses Ereignis. In diesem Fall berechnet das Steuergerät statt dessen die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite in einer Subroutine eines Schrittes S4, welcher in 10 beschrieben wird. Darüber hinaus wird die Zündungsteuerung in dem Schritt S5 durchgeführt. Da die Zündsteuerung nicht mit dem hauptsächlichen Problem, adressiert in dieser Lehre, verwandt ist, wird die Beschreibung hierfür weggelassen werden. Nachdem der Prozess in dem Schritt S4 und dem Schritt S5 durchgeführt worden ist, beendet das Steuergerät 1 die Routine.
Es sollte festgehalten werden, dass im Schritt S3 nur die Auswahl des Zylinders für die Kraftstoff-Einspritzung und die Bestimmung des Startzeitraums für die Einspritzung (Injektion) durchgeführt werden. Die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite wurde berechnet für das frühere Ereignis, wofür der Schritt S4 durchgeführt worden ist.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die Subroutine des Schrittes S3 zur Kraftstoff-Einspritz-Steuerung, durchgeführt durch das Steuergerät 1, beschrieben werden.
Zuerst bestimmt in einem Schritt S6 das Steuergerät 1, ob die aufsummierte Anzahl an REF-Signal-Eingaben kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl von vier. Genauer gesagt wird bestimmt, ob die Kurbelwelle 10 um einen vorbestimmten Winkel rotiert worden ist seit dem Start des Kurbelns oder nicht. Dieser Schritt bestimmt, ob der Startzeitraum beendet ist oder nicht, also mit anderen Worten bestimmt, ob das REF-Signal für eine Anzahl von Wiederholungen eingegeben worden ist, welche gleich der Anzahl der Zylinder ist. Folglich hängt die vorbestimmte Anzahl von der Anzahl der Zylinder ab, mit welchen der Motor versorgt ist.
In dem Schritt S6 wird, wenn die aufsummierte Anzahl an REF-Signal-Eingaben nicht kleiner ist als vier, bestimmt, dass der Startzeitraum beendet worden ist und der normale Betriebszeitraum begonnen hat. In diesem Fall führt das Steuergerät 1 eine Kraftstoff-Einspritz-Steuerung, die auf der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung basiert, und zwar durch Durchführen der Subroutine in einem Schritt S10, beschrieben in 7. Das Steuergerät 1 setzt die Einspritz-Start-Zeitgebung für die nachfolgende Injektion unter Verwendung der Injektions-End-Zeitgebung als eine Referenz, um die Injektions-End-Zeitgebung gegen Verzögerung aufgrund des raschen Anstiegs der Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu bewahren.
Wenn in dem Schritt S6 die aufsummierte Anzahl an REF-Signaleingaben kleiner als vier ist, schreitet die Routine zu einem Schritt S7 voran, wo das Steuergerät 1 die Wassertemperatur TWINT, bestimmt durch den Wassertemperatur-Sensor 15, vergleicht, wenn das Kurbeln des Motors gestartet worden ist oder wenn das Signal STSG eingegeben worden ist, mit der ersten vorbestimmten Wassertemperatur von –15°C.
Wenn die Wassertemperatur TWINT geringer ist als –15°C, führt das Steuergerät 1 eine Kraftstoff-Einspritz-Steuerung für den extrem niedrigen Temperaturbereich durch entsprechend der Subroutine eines Schritts S9, dargestellt in 6.
Wenn die Wassertemperatur TWINT nicht geringer ist als –15°C, führt das Steuergerät 1 eine Kraftstoff-Einspritz-Steuerung für den normalen/niedrigen Temperaturbereich durch, durch Ausführen der Subroutine in einem Schritt S8, wie in 5 gezeigt.
Nach Durchführen des Prozesses in den Schritten S8, S9 oder S10 beendet das Steuergerät 1 die Subroutine des Schrittes S3.
Als Nächstes wird auf 5 verwiesen und eine Kraftstoff-Einspritzsteuer-Subroutine für vorläufigen und Start-Zeitraum in dem normalen/niedrigen Temperaturbereich, durchgeführt durch das Steuergerät 1 in einem Schritt S8 von 4 werden beschrieben werden. Zuerst bestimmt in einem Schritt S11 das Steuergerät 1, ob das Signal, bestimmt im Schritt S2 von 3, das erste REF-Signal, erkannt durch das Steuergerät 1 nach dem ersten Durchführen der Hauptroutine, war oder nicht.
Diese Bedingung ist nur erfüllt, wenn das vorliegende Ereignis im vorläufigen Zeitraum liegt. Wenn die Bedingung erfüllt ist, führt das Steuergerät 1 die Kraftstoffinjektion für alle der Zylinder gleichzeitig in einem Schritt S12 durch. Dieser Prozess korrespondiert mit der gleichzeitigen Einspritzung für #1 bis #4, dargestellt in 15I–15L. Die Einspritz-Pulsbreite für die Kraftstoff-Einspritzung, durchgeführt in diesem Schritt, ist der Wert, der zuvor im Schritt S4 der Hauptroutine berechnet worden ist.
Wenn die Bedingung in dem Schritt S11 nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass das vorliegende Ereignis im Start-Zeitraum liegt, und dass das Zylinder-Hub-Identifizierungssignal eingegeben worden ist nach dem unmittelbar vorangegangenen Ereignis, wenn die Subroutine durchgeführt worden ist. In diesem Fall bestimmt in einem Schritt S13 das Steuergerät 1, ob das Signal, bestimmt im Schritt S2 von 3, das erste Zylinder-Hub-Identifizierungssignal war oder nicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis in dem Schritt S13 positiv ist, bedeutet dies, dass eine Zeitgebung der primären Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum vorliegt. In diesem Fall führt im Schritt S14 das Steuergerät 1 unmittelbar die Einspritzung für den Zylinder, welcher einem Ansaughub unterworfen ist und den Zylinder, welcher einem Ausstoßhub unterworfen ist, gleichzeitig durch. Dies vermindert die verstrichene Zeit bis zum Auftreten der initialien Verbrennung und minimiert zur gleichen Zeit die negativen Effekte der Kohlenwasserstoff-Emissionen. Dieser Betrieb wird durch die zweite Injektion für Zylinder #1 und #3 in 15I und 15K nach der simultanen Einspritzung für #1 bis #4 gezeigt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in dem Schritt S13 negativ ist, bedeutet dies, dass eine Zeitgebung vorliegt der sekundären Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum. Die sekundäre Kraftstoff-Einspritzung wird hier definiert als Einspritzung nach der primären Einspritzung in dem Startzeitraum. In diesem Fall initiiert in einem Schritt S15 das Steuergerät 1, dass die Kraftstoff-Einspritzdüse 8 mit dem Kraftstoff-Einspritzen für den Zylinder beginnt, welcher einem Ausstoßhub zu einer Zeitgebung eines vorbestimmten Zeitraumes VDINJ1, versetzt von der Eingabe des REF-Signals, unterzogen wird. Folglich wird nach der primären Kraftstoff-Einspritzung eine sequenzielle Kraftstoff-Einspritzung für die Zylinder #1–#4 in der Reihenfolge von #4–#2–#1–#3 durchgeführt.
Dieser Prozess korrespondiert mit der sekundären Injektion, durchgeführt für Zylinder #4 und der sekundären Injektion, durchgeführt für Zylinder #2 nach der primären Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum, wie in den 15L und 15J gezeigt. Im Schritt S12 und S14 initiiert das Steuergerät 1, dass die Kraftstoff-Einspritzdüse 8 die Kraftstoff-Einspritzung unmittelbar nach Eingabe des REF-Signals beginnt. Jedoch initiiert im Schritt S15 das Steuergerät 1, dass die Benzineinspritzdüse 8 mit der Benzineinspritzung zu einer Zeitgebung beginnt, versetzt von der Eingabe des REF-Signals. Nachdem der Prozess in irgendeinem der Schritte S12, S14 oder S15 durchgeführt wird, beendet das Steuergerät die Subroutine.
Als Nächstes wird auf 6 Bezug genommen und die Kraftstoff-Einspritz-Steuer-Subroutine für den vorläufigen und den Startzeitraum in dem extrem niedrigen Temperaturbereich, durchgeführt durch das Steuergerät 1 im Schritt S9 von 4 wird beschrieben werden.
Zunächst bestimmt in einem Schritt S16 das Steuergerät 1, ob das Signal, bestimmt im Schritt S2 von 3 das erste REF-Signal, erkannt durch das Steuergerät 1 nach der ersten Durchführung der Hauptroutine war oder nicht. Diese Bestimmung ist identisch zu derjenigen des Schrittes S11 von 5.
Folglich ist die Bedingung nur erfüllt, wenn das laufende Ereignis sich im vorläufigen Zeitraum befindet. Wenn die Bedingung erfüllt ist, führt das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritzung für alle der Zylinder gleichzeitig in einem Schritt S17 durch. Dieser Prozess ist dargestellt durch die simultane Einspritzung für #1 bis #4, dargestellt in 16I bis 16L. Die Einspritz-Pulsbreite für die Kraftstoff-Einspritzung, durchgeführt in diesem Schritt, ist der Wert, der zuvor im Schritt S4 der Hauptroutine berechnet worden ist.
Wenn die Bedingung im Schritt S16 nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass das vorliegende Ereignis in dem Startzeitraum liegt, und dass das Zylinder-Hub-Identifizierungssignal eingegeben worden ist nach dem unmittelbar vorangegangenen Ereignis, wenn die Subroutine durchgeführt worden ist. In diesem Fall bestimmt in einem Schritt S18 das Steuergerät 1, ob das Signal, bestimmt in Schritt S2 von 3 das erste Zylinder-Hub-Identifizierungssignal war oder nicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis in dem Schritt S18 positiv ist, bedeutet dies, dass eine Zeitgebung einer primären Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum vorliegt. In diesem Fall führt in einem Schritt S19 das Steuergerät 1 unmittelbar die Kraftstoff-Einspritzung nur für den Zylinder durch, welcher einem Ansaughub unterzogen wird, wodurch das Anhaften des Kraftstoffs oder von Kohlenstoff an der Zündspule verhindert wird. Dieser Betrieb wird durch die zweite Einspritzung für den Zylinder #1 in 15I nach der simultanen Einspritzung für #1–#4 gezeigt.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S18 negativ ist, bedeutet dies, dass eine Zeitgebung vorliegt der sekundären Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum. In diesem Fall initiiert in einem Schritt S20 das Steuergerät 1, dass das Kraftstoff-Einspritzventil 8 die Kraftstoff-Einspritzung für einen Zylinder, welcher dem Ansaughub unterzogen wird, zu einer Zeitgebung, einem vorbestimmten Zeitraum VDINJ2, versetzt von der Eingabe des REF-Signals, initiiert. Folglich wird nach der primären Kraftstoff-Einspritzung die nachfolgende Kraftstoff-Einspritzung für die Zylinder #1–#4 in der Sequenz von #3–#4–#2–#1 durchgeführt.
Dieser Prozess korrespondiert mit der sekundären Einspritzung, durchgeführt im Zylinder #3 und der sekundären Einspritzung, durchgeführt im Zylinder #4, wie dies in 16K und 16L gezeigt wird. In den Schritten S17 und S19 initiiert das Steuergerät 1, dass das Kraftstoff-Einspritzventil die Kraftstoff-Einspritzung unmittelbar nach der Eingabe des REF-Signals beginnt. Jedoch initiiert in dem Schritt S20 das Steuergerät 1, dass das Kraftstoff-Einspritzventil 8 mit der Kraftstoff-Einspritzung zu einer Zeitgebung beginnt, welche versetzt von der Eingabe des REF-Signals ist.
Nachdem der Prozess in irgendeinem der Schritte S17, S19 oder S20 durchgeführt worden ist, beendet das Steuergerät die Subroutine.
Als Nächstes wird auf 7 Bezug genommen und die Kraftstoff-Einspritz-Steuer-Subroutine in dem normalen Betriebszeitraum, durchgeführt durch das Steuergerät 1 in dem Schritt S10 von 4 wird beschrieben werden. In dieser Subroutine bestimmt das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritzung-Start-Zeitgebung auf der Basis der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung.
Als Erstes liest das Steuergerät 1 in einem Schritt S21 die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite. Der Wert, welcher ausgelesen wird, ist ein Wert, berechnet in dem Schritt S4 von 3 des letzten Ereignisses.
Als Nächstes wird in einem Schritt S22 eine Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung berechnet durch Durchführen einer Subroutine, welche in 8 gezeigt wird.
In einem nächsten Schritt S23 wird die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 2 berechnet, basierend auf dem REF-Signal oder dem POS-Signal.
In einem nächsten Schritt S24 wird die Kraftstoff-Einspritz-Start-Zeitgebung berechnet auf der Basis der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite, der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung und der Motor-Rotationsgeschwindigkeit.
Nach dem Prozess des Schrittes S24 beendet das Steuergerät 1 die Routine.
Es wird nun auf 8 Bezug genommen und die Berechnungs-Subroutine für die Kraftstoff-Einspritzungs-End-Zeitgebung, durchgeführt im Schritt S22 von 7 wird beschrieben werden. Die Steuerung der Kraftstoff-Einspritz-Operation, basierend auf der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung, wird nur durchgeführt im normalen Operationszeitraum, wie klar durch den Prozess gezeigt wird, welcher in 4 oben dargestellt wird. Folglich wird diese Subroutine nur auf Kraftstoff-Einspritzung im normalen Operations-Zeitraum angewandt.
Als Nächstes vergleicht im Schritt S25 das Steuergerät 1 die Wassertemperatur TWINT, bestimmt durch den Wassertemperatur-Sensor 15, wenn das Kurbeln begonnen wurde, mit einer ersten vorbestimmten Temperatur von –15°C. Wenn TWINT geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur, wird die Motor-Rotationsgeschwindigkeit Ne mit einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit in einem Schritt S26 verglichen. Hier ist die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit ein Wert, der geeignet ist zum Bestimmen, ob der Motor 2 eine vollständige Verbrennung durchgeführt hat oder nicht. In dieser Subroutine ist die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit auf 1000 rpm eingestellt.
Wenn die Motor-Rotationsgeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit im Schritt S26 wird die Ziel-Kraftstoff-Einspritzungs-End-Zeitgebung auf eine vorbestimmte Zeitgebung in einem Ansaughub in einem Schritt S27 eingestellt. Die End-Zeitgebung der Kraftstoff-Einspritzung in dem Ansaughub während des normalen Betriebszeitraums, wie in 16I–16L dargestellt, ist die Zeitgebung, eingestellt in diesem Schritt S27.
Wenn die Wassertemperatur TWINT nicht geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur in dem Schritt S25, oder wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit Ne nicht geringer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit in dem Schritt S26, setzt das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung in einem Schritt S28 auf eine Zeitgebung in dem Ausstoßhub (d.h. in dem Zeitraum, wenn das Luftansaugventil geschlossen ist) entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Motors Ne, und zwar durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, welche im Vorhinein in dem Speicher gespeichert worden ist. Die End-Zeitgebung der Kraftstoff-Einspritzung in dem Ausstoßhub während des normalen Betriebszeitraums, dargestellt in den 15I–15L bzw. 16I–16L, ist die Zeitgebung, welche in dem Schritt S28 eingestellt wird. Das Setzen der End-Zeitgebung in dem Ausstoßhub resultiert in einer Verminderung von Kohlenstoff-Emission. Der Anstieg der Motor-Rotationsgeschwindigkeit Ne führt zur Zunahme der Temperatur des Motors, was das Anhaften von Kraftstoff oder Kohlenstoff an der Zündspule verhindert. Dementsprechend ist es bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten des Motors nicht notwendig, die End-Zeitgebung der Kraftstoff-Einspritzung im Ansaughub zu setzen.
Nachdem der Prozess in den Schritten S27 oder S28 durchgeführt worden ist, beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
Als Nächstes wird auf 9 Bezug genommen und eine weitere Ausführungsform mit Blick auf die Berechnung der Subroutine der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung wird beschrieben werden.
Der Prozess, durchgeführt in den Schritten S25, S27 und S28 ist der gleiche wie diejenigen, durchgeführt in der Subroutine von 8.
Das Steuergerät 1 führt den Prozess der Schritte S70 und S71 anstelle des Schrittes S26 durch, wenn die Wassertemperatur TWINT beim Kurbelstart geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur in dem Schritt S25.
In dem Schritt S71 wird die akkumulierte Anzahl von REF-Signaleingaben verglichen mit einem Referenzwert NREFH. Im Folgenden ist die akkumulierte Anzahl an REF-Signaleingaben der Wert, welcher im Schritt S6 von 4 verwendet wird.
Der Referenzwert NREFH ist der Wert, berechnet in dem vorangegangenen Schritt S70, der geeignet ist zum Bestimmen, ob die Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung umgeschaltet werden soll vom Ansaughub zum Ausstoßhub. Die Berechnung wird durchgeführt durch Nachschlagen eines im vorhinein gespeicherten tabellarischen Werts in einem Speicher für die Wassertemperatur TWINT beim Kurbelstart. Wie in 9 gezeigt, nimmt der Referenzwert NREFH zu, wenn die Wassertemperatur TWINT abnimmt.
Wenn die akkumulierte Anzahl an REF-Signaleingaben geringer ist als der Referenzwert NREFH in dem Schritt S71, wird der Prozess des Schrittes S27 durchgeführt. Auf der anderen Seite wird, wenn die akkumulierte Anzahl an REF-Signaleingaben nicht geringer ist als der Referenzwert NREFH, der Prozess des Schrittes S28 durchgeführt.
Nach Durchführen des Prozesses in den Schritten S27 oder S28 beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
In der Subroutine in 8 wird, nachdem die Rotationsgeschwindigkeit des Motors Ne die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit erreicht ist, unabhängig von der Wassertemperatur TWINT am Kurbelstart, die Kraftstoffinjektions-End-Zeitgebung umgeschaltet von dem Ansaughub zum Ausstoßhub. In dieser Subroutine wird jedoch das Umschalten der Kraftstoff-Einspritzungs-End-Zeitgebung von dem Ansaughub zu dem Ausstoßhub verzögert, je geringer die Wassertemperatur TWINT am Kurbelstart ist.
Da die Kraftstoff-Einspritzung in dem Ausstoßhub in dem Zustand durchgeführt wird, wo das Ansaugventil geschlossen ist, besteht eine Tendenz, dass der eingespritzte Brennstoff am Ventilkörper anhaftet und den Wandfluss erhöht. Folglich ist es, wenn die Wassertemperatur am Kurbelstart gering ist, bevorzugt, das Umschalten der Kraftstoff-Einspritzungs-End-Zeitgebung von dem Ansaughub zu dem Ausstoßhub zu verzögern, um den Betrieb des Motors zu stabilisieren. Die Subroutine von 9 wurde entwickelt, um diesen Anforderungen zu genügen.
Es wird nun Bezug genommen auf 10, die Subroutine zum Berechnen der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite, durchgeführt durch das Steuergerät 1 in dem Schritt S4 von 3 wird beschrieben werden.
Zuerst bestimmt in einem Schritt S29 das Steuergerät 1, ob das erste REF-Signal nach dem Kurbelstart eingegeben worden ist. Wenn das erste REF-Signal nach dem Kurbelstart nicht eingegeben worden ist, wird die Einspritz-Pulsbreite für die simultane Kraftstoff-Einspritzung in alle der Zylinder während des vorläufigen Zeitraums in einem Schritt S35 durch eine Subroutine, dargestellt in 11, berechnet.
Wenn das erste REF-Signal nach dem Kurbelstart bereits eingegeben worden ist, bestimmt in einem Schritt S30 das Steuergerät, ob das erste Zylinder-Hub-Identifizierungssignal eingegeben worden ist oder nicht. Wenn das erste Zylinder-Hub-Identifizierungssignal nicht eingegeben worden ist, wird in einem Schritt S34 die Pulsbreite für die primäre Kraftstoffinjektion durch eine Subroutine, gezeigt in 12, berechnet.
Im Gegensatz dazu bestimmt das Steuergerät 1, wenn das erste Zylinder-Hub-Identifizierungssignal bereits eingegeben worden ist, ob die Kraftstoff-Einspritzung während des Startzeitraums in einem Schritt S31 vollständig abgelaufen ist oder nicht. Diese Bestimmung ist die gleiche wie die Bestimmung, durchgeführt im Schritt S6 von 4.
Wenn die Kraftstoff-Einspritzung während des Startzeitraums noch nicht vollständig abgelaufen ist, berechnet in einem Schritt S32 das Steuergerät 1 die Pulsbreite für die sekundäre Kraftstoff-Einspritzung durch eine Subroutine, dargestellt in 13.
Auf der anderen Seite berechnet, wenn die Kraftstoff-Einspritzung während des Startzeitraums vollständig abgelaufen ist, in einem Schritt S32 das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite für den normalen Betriebszeitraum durch eine Subroutine, dargestellt in 14.
Nachdem die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite von irgendeinem der Schritte S32 bis S35 berechnet worden ist, beendet das Steuergerät 1 die Routine.
Nun wird auf 11 Bezug genommen und die Routine zum Berechnen der Pulsbreite für die gleichzeitige Kraftstoff-Einspritzung während des vorläufigen Zeitraums, welcher im Schritt S35 von 10 durchgeführt wird, wird beschrieben.
Zuerst liest in einem Schritt S36 das Steuergerät 1 Korrektur-Koeffizienten, verwandt mit der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite. Die Korrektur-Koeffizienten schließen einen Atmosphärendruck-Korrektur-Koeffizienten TATM zur Korrektur der Variation in der Masse an Luft ein, welche aus der Variation des atmosphärischen Druckes resultiert, einen Ansaugdruck-Korrektur-Koeffizienten KBST, welcher die Variation in den Unterschieden zwischen dem Kraftstoffdruck der Benzinpumpe und dem Düsendruck des Kraftstoff-Einspritzventils 8, resultierend aus der Druckvariation, in dem Ansaugrohr 3 reflektiert sowie einen Zeit-Korrektur-Koeffizienten KTST zum Korrigieren der Variation in dem Kraftstoff-Verdampfungs-Verhältnis, resultierend aus der Temperaturvariation in dem Ansaugventil 18 entsprechend der abgelaufenen Zeit nach dem Kurbelstart.
Als Nächstes berechnet in einem Schritt S37 das Steuergerät 1 den Ausgangswert TST1 für die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, welcher in dem Speicher im vorhinein für die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart gespeichert ist. Wie in der Figur gezeigt, nimmt der Ausgangswert TST1 zu, wenn die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart abnimmt.
Es sollte festgehalten werden, dass wenn die Wassertemperatur TWINT beim Kurbelstart nicht geringer ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur von 10°C, der Ausgangswert TST1 einen Wert von null einnimmt.
In dem niedrigen Temperaturbereich oder dem extrem niedrigen Temperaturbereich ist die Menge an eingespritztem Kraftstoff, benötigt zur Kraftstoff-Einspritzung, in dem Startzeitraum so groß, dass die Menge an eingespritztem Kraftstoff, welcher während des Startzeitraums eingespritzt werden kann, nicht diese Anforderungen erfüllen kann. Die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung hat einen Zweck der Versorgung vmit Kraftstoff, um die Knappheit an Kraftstoff zu verhindern, wenn die erste Verbrennung durchgeführt wird, und gleichzeitig einen Wandfluss auszubilden.
Aufgrund der oben genannten Gründe wurde der tabellarische Wert für TST1 so angeordnet, dass der Ausgangswert TST1 einen größeren Wert einnimmt, je größer die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart ist. Die Tabelle wird erzeugt durch einen Vergleich der benötigten Menge an eingespritzten Kraftstoff in dem niedrigen und in extrem niedrigen Temperaturbereichen mit einem physikalischen Limit des Kraftstoff-Einspritzventils 8 mit Blick auf die Menge an eingespritztem Kraftstoff.
In einem nächsten Schritt S38 berechnet das Steuergerät 1 eine Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 für die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung durch Multiplizieren des Ausgangswertes TST1 mit den oben genannten Koeffizienten.
In einem nächsten Schritt S39 wird ein Minimum-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TEMIN gelesen. Die Minimum-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TEMIN repräsentiert den minimalen Wert der Pulsbreite, welcher durch das Kraftstoff-Einspritzventil 8 gehandhabt werden kann.
In einem Schritt S40 wird die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 für die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung verglichen mit der Minimum-Pulsbreite TEMIN. Wenn die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 kleiner ist als die Minumum-Pulsbreite TEMIN bedeutet dies, dass die Menge an eingespritztem Kraftstoff zu gering ist, um durch das Kraftstoff- Einspritzventil 8 gehandhabt zu werden. Folglich speichert das Steuergerät 1 die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 als einen gespeicherten Wert TIST1M in einem Schritt S41 und in einem nachfolgenden Schritt S42 wird die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 auf null gesetzt. Der gespeicherte Wert TIST1M wird zur Kraftstoffinjektions-Pulsbreite bei der nächsten Gelegenheit, bei der die Kraftstoff-Einspritzung durchgeführt wird, addiert. Nach dem Prozess des Schrittes S42 führt das Steuergerät 1 den Prozess in einem Schritt S43 aus.
In dem Schritt S40 verwirft, wenn die Kraftstoff-Einspritzungs-Pulsbreite TIST1 nicht kleiner ist als die Minimum-Pulsbreite TEMIN, das Steuergerät 1 den Prozess der Schritte S41 und S42 und schreitet zum Prozess des Schrittes S43 voran.
In dem Schritt S43 wird die vorläufige Brennstoffinjektions-Pulsbreite gleich der Pulsbreite TIST1 gesetzt. Nach diesem Prozess beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
Gemäß dieser Subroutine variiert der Wert TIST1 als Antwort auf die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart. Wenn die Wassertemperatur TWINT am Kurbelstart höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur, nimmt TIST1 einen Wert von null ein. Als ein Ergebnis wird, wenn die Wassertemperatur TWINT beim Kurbelstart höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur von 10°C, die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung, d.h. die simultane Kraftstoff-Einspritzung in alle der Zylinder, in dem vorläufigen Zeitraum nicht durchgeführt, wie dies in 17I–17L gezeigt wird.
Es wird nun auf 12 Bezug genommen und die Routine zum Berechnen der primären Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite in dem Startzeitraum, welche durchgeführt wird in dem Schritt S34 von 10 wird beschrieben werden.
Zuerst liest in einem Schritt S44 das Steuergerät 1 die Ziel-Brennstoff-Injektionspulsbreite TIPS, welche für die ursprüngliche Verbrennung benötigt wird, welche in einer anderen Routine berechnet wurde, basierend auf dem Ziel-Äquivalenzverhältnis TFBYA, und die Ausgangs-Einspritz-Pulsbreite TP. Da die Berechnung der Ausgangs-Einspritz-Pulsbreite TP, das Ziel-Äquivalenzverhältnis TFBYA und die Berechnung der Ziel-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIPS, basierend auf diesen zwei Werten, bekannt sind aus US-Patent 5,615,660, wird der Berechnungsprozess dieser Werte in dieser Beschreibung weggelassen werden.
In einem nächsten Schritt S45 werden der Atmopshärendruck-Korrektur-Koeffizient TATM, der Luftansaugrohrdruck-Korrektur-Koeffizient KBST und der Zeit-Korrektur-Koeffizient KBST, wie oben beschrieben, gelesen.
In einem nächsten Schritt S46 berechnet das Steuergerät 1 einen Ausgangswert TST2 für die primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite in dem Startzeitraum durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, welcher zuvor in dem Speicher gespeichert worden ist, basierend auf der Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart. Der Ausgangswert TST2 nimmt größere Werte ein, je größer die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart, wie in der Figur gezeigt, ist.
In einem nächsten Schritt S47 berechnet das Steuergerät 1 die primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST2 für den Startzeitraum durch Multiplizieren des Ausgangswertes TST2 mit den oben genannten Koeffizienten.
In einem nächsten Schritt S48 wird bestimmt, ob die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TST1, eingestellt in der Subroutine von 11, einen Wert von null aufweist oder nicht.
Wenn die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TST1 null ist, wird in einem Schritt S49 der gespeicherte Wert TIST1M, gesetzt in dem Schritt S41 in 11, zu dem Wert für TIST2 addiert und der resultierende Wert wird als die primäre Kraftstofinjektions-Pulsbreite TIST2 für den Startzeitraum gesetzt. Nach dem Prozess des Schrittes S49 führt das Steuergerät 1 den Prozess von Schritt S50 durch.
Wenn auf der anderen Seite die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 nicht null ist, wird der Schritt S49 verworfen und der Prozess im Schritt S50 wird durchgeführt.
In dem Schritt S50 vergleicht das Steuergerät 1 die primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST2 für den Startzeitraum mit einem Wert, erhalten durch Subtrahieren der primären Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 von der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIPS, gelesen in dem Schritt S44. Die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 ist der Wert, berechnet in der Subroutine von 11. Nach dem Vergleich wird der größere der beiden Werte als primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite für den Startzeitraum gesetzt.
Der Prozess in dem Schritt S50 hat die folgende Bedeutung.
Die primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST2 für den Startzeitraum hängt nicht von der Aufnahme-Luftmenge des Motors 2 ab, wie klar durch seinen Prozess der Bestimmung gezeigt ist. Auf der anderen Seite muss, wenn die Menge an Ansaugluft des Motors 2 variiert, die Kraftstoff-Einspritzungs-Menge variiert werden, um ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung beizubehalten. Folglich fluktuiert, wenn die Ansaugluftmenge des Motors 2 variiert worden ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung, falls die Kraftstoffinjektion nur entsprechend dem Wert für TIST2 durchgeführt wird. Konsequenterweise resultieren nachteilige Effekte mit Blick auf die Stabilität der Verbrennung oder der Abgas-Emissions-Komponenten des Motors 2.
In dem Schritt S50 wird eine Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite, benötigt für die laufende Kraftstoff-Einspritzung, berechnet, durch Subtrahieren der Einspritz-Pulsbreite TIST1, welche bereits durch die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung injiziert worden ist von der Ziel-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIPS, eingestellt als Antwort auf die Menge an Ansaugluft und anschließend wird die primäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST2 in dem Startzeitraum so adaptiert, dass sie nicht unterhalb die berechnete Pulsbreite fällt.
Nach dem Prozess im Schritt S50 beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
Es wird nun auf 13 Bezug genommen und die Subroutine zum Berechnen der sekundären Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite für das Ereignis der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum, welche durchgeführt wird im Schritt S33 von 10, wird beschrieben werden.
Zuerst wird in einem Schritt S51 die Ziel-Kraftstoff Einspritz-Pulsbreite TIPS in der gleichen Art und Weise gelesen wie in dem Schritt S44 der 12.
In einem nächsten Schritt S52 werden der Atmosphärendruck-Korrektur-Koeffizient TATM, der Ansaugluft-Rohrdruck-Korrektur-Koeffizient KBST und der Zeit-Korrektur- Koeffzient KTST in der gleichen Art und Weise gelesen, wie in dem Schritt S45 von 12.
In einem nächsten Schritt S53 bestimmt das Steuergerät 1 einen Ausgangswert TST3 für die sekundäre Kraftstoff-Einspritzpulsbreite für das Ereignis der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, der im vorhinein in dem Speicher gespeichert wurde, basierend auf der Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart. Der Ausgangswert TST3 nimmt größere Werte ein, je geringer die Wassertemperatur TSINT zum Kurbelstart ist, wie in der Figur gezeigt wird.
In einem nächsten Schritt S54 berechnet das Steuergerät 1 die sekundäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST3 für den Startzeitraum durch Berechnen des Ausgangswertes TST3 aus den verschiedenen Koeffizienten oben.
In einem nächsten Schritt S55 wird bestimmt, ob die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1, gesetzt in der Subroutine von 11, einen Wert von null einnimmt oder nicht.
Wenn die vorbestimmte Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 null ist, wird in einem Schritt S56 der gespeicherte Wert TIST1M, gesetzt in dem Schritt S41 von 11 zu dem Wert für TIST3 hinzuaddiert und der resultierende Wert wird als die sekundäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST3 zur zweiten oder nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzgelegenheit für den Startzeitraum gesetzt. Nach dem Prozess des Schrittes S46 führt das Steuergerät den Prozess im Schritt S57 durch.
Wenn auf der anderen Seite die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 nicht null ist, wird der Schritt S56 verworfen und der Prozess in dem Schritt S57 wird durchgeführt.
In dem Schritt S57 vergleicht das Steuergerät 1 die sekundäre Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST3 mit einem Wert, erhalten durch Subtrahieren der vorläufigen Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 von der Ziel-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIPS, gelesen in dem Schritt S51. Die vorläufige Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST1 ist ein Wert, berechnet in der Subroutine von 11. Der größere der beiden Werte wird dann als se kundäre Kraftstoffinjektions-Pulsbreite für das Ereignis der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoff-Einspritzung in dem Startzeitraum gesetzt.
Nach Durchführen des Prozesses des Schrittes S50 beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
Nun wird auf 14 Bezug genommen und die Subroutine zum Berechnen der Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite für den normalen Betriebszeitraum, durchgeführt in dem Schritt S32 von 10 wird beschrieben werden. Die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite in dem normalen Betriebszeitraum wird im Folgenden nun bezeichnet als normale Kraftstoffinjektions-Pulsbreite.
Zunächst liest in einem Schritt S58 das Steuergerät 1 die Ziel-Kraftstoffinjektions-Pulsbreite CTI für jeden Zylinder. Die Ziel-Kraftstoffinjektions-Pulsbreite CTI für jeden Zylinder ist ein Wert, welcher bestimmt wird als Antwort auf die Menge an Ansaugluft Qc in der gleichen Art und Weise wie die Ziel-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIPS, wie oben beschrieben. Die Berechnung der Ziel-Injektions-Pulsbreite CTI für jeden Zylinder ist bekannt aus dem US-Patent 5,404,862.
In einem nächsten Schritt S59 werden der Atmosphärendruck-Korrektur-Koeffizient TATM, der Ansaugluft-Rohrdruck-Korrektur-Koeffizient KBST und der ZeitKorrektur-Koeffizient KTST in der gleichen Art und Weise wie in dem Schritt S45 von 12 ausgelesen.
In einem nächsten Schritt S60 liest das Steuergerät 1 die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 2.
In einem nächsten Schritt S61 wird der Rotationsgeschwindigkeits-Korrektur-Koeffizient KNST berechnet durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, welcher zuvor in dem Speicher gespeichert worden ist, bestimmt, basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Motors 2. Der Rotationsgeschwindigkeits-Korrektur-Koeffizient KNST ist ein Koeffizient, welcher Effekte der Variation in der Motor-Rotationsgeschwindigkeit auf die Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite korrigiert.
In einem Schritt S62 berechnet das Steuergerät 1 einen Ausgangswert TST4 für die normale Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite durch Nachschlagen eines tabellarischen Werts, welcher zuvor in dem Speicher gespeichert worden ist, basierend auf der Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart. Der Ausgangswert TST4 nimmt größere Werte ein, je kleiner die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart ist, wie in der Figur gezeigt.
In einem nächsten Schritt S63 berechnet das Steuergerät 1 die normale Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite TIST4 durch Multiplizieren des Ausgangswerts TIST4 mit den verschiedenen Koeffizienten oben.
In einem nächsten Schritt S64 wird die Ziel-Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite CTI verglichen mit der normalen Kraftstoffinjektions-Pulsbreite TIST4 und der größere der beiden Werte wird als die normale Kraftstoff-Einspritz-Pulsbreite gesetzt. Nach dem Schritt S64 beendet das Steuergerät 1 die Subroutine.
Das Ergebnis der oben genannten Steuerroutine, durchgeführt durch das Steuergerät 1 ist, dass die vorläufige Kraftstoff-Einspritzung für alle die Zylinder zum ersten Mal durchgeführt wird, wenn das erste REF-Signal eingegeben wird und die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart nicht größer ist als die zweite vorbestimmte Temperatur von 10°C. In dem normalen Temperaturbereich, in welchem die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart nicht geringer ist als die zweite vorbestimmte Temperatur, wird die vorläufige Kraftstoffinjektion nicht durchgeführt.
Als Nächstes wird, wenn das erste Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird, falls die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart nicht geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C, die Kraftstoffinjektion simultan für den Zylinder durchgeführt, welcher den Ansaughub durchführt und den Zylinder, welcher den Ausstoßhub durchführt, wenn das Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird. In dem extrem niedrigen Temperaturbereich, in welchem die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart geringer ist als die vorbestimmte Temperatur von –15°C, wird die Kraftstoffinjektion nur für die Zylinder durchgeführt, welche dem Ausstoßhub unterzogen werden.
Anschließend wird die Kraftstoffinjektion nach und nach bei jedem Ereignis durchgeführt, bei welchem ein Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird, bis die akkumulierte Anzahl an REF-Signalen einen Wert von 4 erreicht. Jedoch, wenn die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart nicht geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C, wird die Brennstoffinjektion für den Zylinder, welcher einem Ausstoßhub unterzogen wird, durchgeführt, wenn das Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird. In dem extrem niedrigen Temperaturbereich, in welchem die Wassertemperatur zum Kurbelstart geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C, wird die Brennstoffinjektion für den Zylinder, welcher dem Ansaughub unterzogen wird, durchgeführt, wenn ein Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird.
Wenn die akkumulierte Anzahl an REF-Signal-Eingaben den Wert von 4 erreicht, wird die Kraftstoff-Einspritzung für den normalen Betriebszeitraum nach und nach für jeden Zylinder durchgeführt. In dieser Kraftstoff-Einspritzung werden zunächst die Kraftstoff-Einspritzungs-End-Zeitgebung und die Einspritz-Pulsbreite für jeden Zylinder bestimmt. Anschließend wird die Kraftstoff-Einspritz-Startzeitgebung bestimmt durch Abziehen der Einspritz-Pulsbreite von der Kraftstoff-Einspritz-End-Zeitgebung.
Diese Kraftstoff-Einspritzung wird für jeden Zylinder durchgeführt, welcher sich in dem Ausstoßhub befindet, wenn die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart nicht geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C. In dem extrem niedrigen Temperaturbereich, in welchem die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelstart geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C, wird jedoch die Kraftstoff-Einspritzung als Antwort auf die Motor-Rotationsgeschwindigkeit durchgeführt. Das heißt mit anderen Worten, wenn die Motor-Rotationsgeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, wird die Kraftstoff-Einspritzung für den Zylinder durchgeführt, welcher einem Ansaughub unterzogen wird. Nachdem die Motor-Rotationsgeschwindigkeit die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit erreicht, wird die Kraftstoffinjektion für den Zylinder durchgeführt, welcher einem Ausstoßhub unterzogen wird in der gleichen Art und Weise, als wenn die Wassertemperatur TWINT zum Kurbelzeitpunkt nicht geringer ist als die erste vorbestimmte Temperatur von –15°C.
Nun wird Bezug genommen auf 15I–15L, 16I–16L und 17I–17L; die erste Verbrennung findet in dem Zylinder #1 statt. Wenn das erste Zylinder-Hub-Identifikationssignal in das Steuergerät 1 eingegeben wird, wird der Zylinder #1 dem Ansaughub unterzogen. Falls die primäre Kraftstoff-Einspritzung nicht für den Zylinder durchgeführt wird, welcher dem Ansaughub unterzogen wird, wird nur der Brennstoff, injiziert in der primären Kraftstoff-Einspritzung, durch die erste Verbrennung in dem Zylinder #1 ver brannt. Dies kann in einem extrem schlanken Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung führen und die Verbrennung unstabil machen.
Gemäß dieser Lehre wird jedoch die primäre Kraftstoffinjektion für den Zylinder in dem Ansaughub in jeglichem Temperaturbereich durchgeführt, so dass jeder Zylinder der Kraftstoff-Einspritzung, verschieden von der vorläufigen Kraftstoff-Einspritzung unterzogen wird, bevor er die erste Verbrennung durchführt. Als ein Ergebnis wird eine unzureichende Menge an Kraftstoff in einem spezifischen Zylinder zum Kurbeln des Motors verhindert und die Stabilität der Verbrennung des Motors 2 während des Ankurbelns wird vergrößert werden. Als ein Ergebnis kann die Zeit, benötigt zum Kurbeln, verringert werden und die toxischen Komponenten in dem Abgas, ausgestoßen aus dem Motor 2 während der Startphase, werden auch vermindert.
Des Weiteren wird, da die vorläufige Brennstoffinjektion für alle die Zylinder in dem niedrigen Temperaturbereich und in dem extrem niedrigen Temperaturbereich durchgeführt wird, bevor das erste Zylinder-Hub-Identifikationssignal eingegeben wird, die Kraftstoffinjektionsmenge, benötigt für die erste Verbrennung in jedem Zylinder sichergestellt, unabhängig von der Wassertemperatur beim Kurbelstart.

Claims

Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Motor eine Kurbelwelle (10, eine Vielzahl von Zylindern (#1–#4), die sequenziell eine Verbrennung von Kraftstoff durchführen, und einen Anlasser umfasst, der den Motor startet, wobei jeder der Zylinder einen Ansaugkanal (7) und ein Kraftstoffeinspritzventil (8) hat, das Kraftstoff in den Ansaugkanal einspritzt, und sequenziell einen Ansaughub, einen Verdichtungshub, einen Arbeitshub und einen Ausstoßhub durchführt, und die Vorrichtung umfasst: einen ersten Sensor (9, 11), der einen Zylinder an einer bestimmten Position während eines bestimmten Hubs identifiziert und ein entsprechendes Signal erzeugt; einen zweiten Sensor (15), der eine Motortemperatur erfasst; und eine Steuerung (1), die in Funktion: feststellt, ob die Motortemperatur höher ist als eine erste vorgegebene Temperatur oder nicht; eine Zylinderhub-Identifizierung ausführt, die einen aktuellen Hub jedes Zylinders auf Basis des durch den ersten Sensor erzeugten Signals identifiziert; die Kraftstoffeinspritzventile (8) bei einer ersten Ausführung der Zylinderhub-Identifizierung anweist, simultan eine Primär-Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder in dem Ausstoßhub und für einen Zylinder in dem Ansaughub durchzuführen, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur; die Kraftstoffeinspritzventile (8) bei der ersten Ausführung der Zylinderhub-Identifizierung anweist, die primäre Kraftstoffeinspritzung nur für einen Zylinder in dem Ansaughub durchzuführen, wenn die Motortemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur; und die Kraftstoffeinspritzventile (8) vor der ersten Ausführung der Zylinderhub-Identifizierung anweist, eine Kraftstoffeinspritzung für alle Zylinder gleichzeitig durchzuführen, wenn die Motortemperatur niedriger ist als eine zweite vorgegebene Temperatur, wobei die zweite vorgegebene Temperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge für die gleichzeitige Einspritzung in alle Zylinder so eingestellt ist, dass sie mit der Differenz der Kraftstoffmenge, die für anfängliche Verbrennung erforderlich ist, und der Kraftstoffmenge für die primäre Kraftstoffeinspritzung übereinstimmt.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen dritten Sensor (9) umfasst, der ein Signal erzeugt, das eine bestimmte Drehposition der Kurbelwelle anzeigt, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: die Kraftstoffeinspritzventile (8) anweist, sequenzielle Kraftstoffeinspritzung während des Ansaughubs jedes Zylinders nach der primären Kraftstoffeinspritzung zu einem Zeitpunkt durchzuführen, der um einen vorgegebenen Zeitraum nach der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor liegt, wenn die Motortemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: eine Häufigkeit der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor (9) zählt; eine Anfangszeit der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung mit einem Prozess festlegt, bei dem zunächst eine Endzeit und ein Einspritzzeitraum bestimmt werden und dann der Einspritzzeitraum von der Endzeit subtrahiert wird, wenn die Häufigkeit der Erzeugung des Signals größer ist als oder genauso groß wie eine vorgegebene Häufigkeit; und die Anfangszeit der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung auf eine Zeit festlegt, die um einen vorgegebenen Zeitraum nach der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor liegt, wenn die Häufigkeit der Erzeugung des Signals geringer ist als die vorgegebene Häufigkeit.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorgegebene Häufigkeit von der Anzahl der Zylinder abhängt.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen vierten Sensor (9) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors umfasst, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: die Kraftstoffeinspritzventile (8) anweist, sequenzielle Kraftstoffeinspritzung während des Ansaughubs durchzuführen, bis die Drehzahl des Motors eine vorgegebene Drehzahl erreicht, wenn die Motortemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: die Kraftstoffeinspritzventile (8) anweist, die sequenzielle Kraftstoffeinspritzung während des Ausstoßhubs durchzuführen, nachdem die Drehzahl des Motors die vorgegebene Drehzahl erreicht hat.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen dritten Sensor (9) umfasst, der ein Signal erzeugt, das eine bestimmte Drehposition der Kurbelwelle anzeigt, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: eine Häufigkeit der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor (9) zählt; und die Kraftstoffeinspritzventile (8) anweist, sequenzielle Kraftstoffeinspritzung während des Ansaughubs durchzuführen, bis die Häufigkeit der Erzeugung des Signals eine vorgegebene Häufigkeit erreicht, wenn die Motortemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur, wobei die vorgegebene Häufigkeit entsprechend der Motortemperatur festgelegt wird.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Zylinder mit einem Ansaugventil (18) versehen ist, das, wenn es geöffnet wird, den Zylinder mit dem Ansaugkanal verbindet und, wenn es geschlossen wird, den Zylinder von dem Ansaugkanal trennt, und die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: die Kraftstoffeinspritzventile (8) so steuert, dass sie sequenzielle Kraftstoffeinspritzung nach der primären Kraftstoffeinspritzung durchführen, während das Ansaugventil geschlossen ist, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: die Kraftstoffeinspritzventile (8) anweist, sequenzielle Kraftstoffeinspritzung während des Ausstoßhubs nach der primären Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 9, die des Weiteren einen dritten Sensor (9) umfasst, der ein Signal erzeugt, das eine bestimmte Drehposition der Kurbelwelle anzeigt, wobei die Steuerung (1) in Funktion des Weiteren: eine Anfangszeit der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung auf eine Zeit festlegt, die um einen vorgegebenen Zeitraum nach der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor liegt.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung nach Anspruch 9, die des Weiteren einen dritten Sensor (9), der ein Signal erzeugt, das eine bestimmte Drehposition der Kur belwelle anzeigt, sowie einen fünften Sensor umfasst, der ein Starten des Anlassers erfasst, wobei die Steuerung in Funktion des Weiteren: bestimmt, ob die Kurbelwelle (10) seit dem Starten des Anlassers um einen vorgegebenen Winkel gedreht worden ist oder nicht; eine Anfangszeit der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung mit einem Prozess bestimmt, bei dem zuerst eine Endzeit und ein Einspritzzeitraum bestimmt werden und dann der Einspritzzeitraum von der Endzeit subtrahiert wird, wenn die Kurbelwelle seit dem Starten des Anlassermotors um den vorgegebenen Winkel gedreht worden ist; und die Anfangszeit der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung auf eine Zeit festlegt, die um einen vorgegebenen Zeitraum nach der Erzeugung des Signals durch den dritten Sensor liegt, wenn die Kurbelwelle seit dem Starten des Anlassers nicht um den vorgegebenen Winkel gedreht worden ist.
Kraftstoffeinspritz-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Motor eine Kurbelwelle (10), eine Vielzahl von Zylindern (#1–#4), die sequenziell eine Verbrennung von Kraftstoff durchführen, und einen Anlasser umfasst, der den Motor startet, wobei jeder der Zylinder einen Ansaugkanal (7) und ein Kraftstoffeinspritzventil (8) hat, das Kraftstoff in den Ansaugkanal einspritzt, und sequenziell einen Ansaughub, einen Verdichtungshub, einen Arbeitshub und einen Ausstoßhub durchführt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines Signals, das mit einem Zylinder an einer bestimmten Position in einem bestimmten Hub identifiziert wird; Erfassen einer Motortemperatur; Bestimmen, ob die Motortemperatur höher ist als eine erste vorgegebene Temperatur oder nicht; Ausführen einer Zylinderhub-Identifizierung, die einen aktuellen Hub jedes Zylinders auf Basis des erzeugten Signals identifiziert; bei einer ersten Ausführung der Zylinderhub-Identifizierung Anweisen der Kraftstoffeinspritzventile, gleichzeitig eine primäre Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder in dem Ausstoßhub und für einen Zylinder in dem Ansaughub durchzuführen, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur; bei der ersten Ausführung der Zylinder-Identifizierung Anweisen des Kraftstoffeinspritzventils, die primäre Kraftstoffeinspritzung nur für einen Zylinder in dem Ansaughub durchzuführen, wenn die Motortemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur; vor der ersten Ausführung der Zylinderhub-Identifizierung Anweisen der Kraftstoff-Einspritzventile (8), eine Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig für alle Zylinder durchzuführen, wenn die Motortemperatur niedriger ist als eine zweite vorgegebene Temperatur, wobei die zweite vorgegebene Temperatur höher ist als die erste vorgegebene Temperatur.