DE69131038T2

DE69131038T2 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE69131038T2
Application number: DE69131038T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: EP0491381B1; EP0491381A2; DE69131038D1; US5215053A; EP0491381A3; JPH0552145A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2- 169834 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einer Zündkerze und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder, wobei bei einer niedrigen Motorlast eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs ausgeführt wird, d. h., daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung die gesamte einzuspritzende Kraftstoffmenge ungefähr während der letzten Hälfte des Kompressionshubs einspritzt, und wobei bei einer mittleren oder hohen Motorlast eine geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, d. h., daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen Teil einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge während eines Einlaßhubs einspritzt, und einen restlichen Teil der einzuspritzenden Kraftstoffmenge während einem Kompressionshub einspritzt.
Bei diesem Motor ändert sich eine Leistung des Motors beispielsweise ein Motordrehmoment, eine erzeugte NOx-Menge (Stickoxide) oder eine erzeugte Rauchmenge beträchtlich, wenn ein Regelmuster einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (d. h. einer Kraftstoffeinspritzung nur während eines Einlaßhubs, einer Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs, einer geteilten Kraftstoffeinspritzung während dem Einlaß und dem Kompressionshub) geändert wird. Demgemäß entsteht ein Problem, daß die volle Leistung des Motors nicht erhalten werden kann, wenn eine vorgegebene sich ändernde Motorlast (Ansprechmotorlast) nicht geeignet ermittelt wird, bei der das Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung geändert wird.
Wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, ist ein Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kraftstoffeinspritzung nur während des Kompressionshubs durch eine Kurve A gezeigt, und ein Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der geteilten Kraftstoffeinspritzung ist durch eine Kurve B gezeigt. Wenn die sich ändernde Motorlast gleich Qx ist, d. h. bei einer Motorlast in Übereinstimmung mit einem Punkt, bei dem sich die Kurve A mit der Kurve B schneidet, kann ein volles Motordrehmoment erhalten werden. Wenn die sich ändernde Motorlast gleich Qy ist, d. h. kleiner als Qx, entsteht jedoch ein Problem, daß das volle Motordrehmoment nicht erhalten werden kann zwischen Qy und Qx, weil das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kurve B kleiner als das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kurve A ist zwischen Qy und Qx. Ein ähnliches Problem entsteht auch dann, wenn die sich ändernde Motorlast gleich Qz ist, das größer ist als Qx.
Unter Bezugnahme auf den Stand der Technik offenbart das Dokument EP-A-369480 eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung dieser Art.
Diese bekannte Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung hat eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die Kraftstoff in die Zylinder gemäß einem vorgegebenen Regelmuster einspritzt, das repräsentiert wird durch eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs, eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Einlaßhubs oder eine definierte Kraftstoffeinspritzung sowohl während eines Einlaß- als auch eines Kompressionshubs. Dieses Regelmuster wird geregelt durch eine Regeleinrichtung, so daß ein erstes Regelmuster dann gewählt wird, wenn eine Motorlast kleiner als eine sich ändernde Motorlast ist, und ein zweites Regelmuster dann gewählt wird, wenn die Motorlast größer als die sich ändernde Motorlast ist. Das Dokument EP-A 369480 offenbart auch eine Änderungseinrichtung zum Ändern der vorgegebenen sich ändernden Motorlast, so daß ein optimales konstantes ansteigendes oder abnehmendes Drehmoment erhalten werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Krafstoffeinspritzregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, durch die das vorstehende Problem gelöst wird.

Erfindungsgemäß wird eine

Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen mit einem Zylinder, einem Kolben, der in den Zylinder eingeführt ist, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, wobei die Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung folgendes ausweist:
Eine Regeleinrichtung, die ein Regelmuster einer Kraftstoffeinspritzung regelt, die durch eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs, eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Einlaßhubs oder eine geteilte Kraftstoffeinspritzung sowohl während eines Einlaß- als auch eines Kompressionshubs repräsentiert wird, das ein erstes Regelmuster sein soll, wenn eine Motorlast kleiner als eine sich ändernde Motorlast ist, und ein zweites Regelmuster sein soll, wenn die Motorlast größer als die sich ändernde Motorlast ist und eine Änderungseinrichtung, die die sich ändernde Motorlast nahe zu einer vorgegebenen Ansprechmotorlast bringt, die durch den Schnittpunkt zwischen zwei Motordrehmomentkurven repräsentiert wird in Übereinstimmung mit dem ersten und zweiten Regelmuster, so daß eine optimale Leistung des Motors erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung kann besser verstanden werden aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der nachfolgend angeführten Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Bei den Zeichnungen:
Zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines 4-Zylinder- Benzinmotors für ein erstes Ausführungsbeispiel;
zeigt Fig. 2 eine Schnittseitenansicht des Motors, auf den das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt ist;
zeigt Fig. 3 ein Diagramm, das ein Regelmuster einer Kraftstoffeinspritzung des Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
zeigt Fig. 4 ein Diagramm, das eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung darstellt;
zeigen Fig. 5a bis 5d einen Betrieb des Ausführungsbeispiels;
zeigt Fig. 6 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Motorlast und einem Motordrehmoment darstellt, wenn jeweils eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs und wenn eine geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt werden;
zeigen Fig. 7a und 7b Ablaufdiagramme zum Ändern einer sich ändernden Motorlast Qa gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
zeigt Fig. 8 ein Diagramm, das eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung in Übereinstimmung mit jedem Zylinder in Beziehung auf i darstellt;
zeigt Fig. 9 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen T180&sub1;, T180&sub2; und T180&sub3; darstellt bei einem Motorbeschleunigungslaufzustand;
zeigt Fig. 10 eine schematische Ansicht eines 4-Zylinder- Benzinmotors, auf den das zweite und dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt sind;
zeigen Fig. 11a und 11b Ablaufdiagramme der Routine zum Ändern der sich ändernden Motorlast Qa gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
zeigt Fig. 12 ein Diagramm, das ein anderes Regelmuster der Krafstoffeinspritzung darstellt; und
zeigen Fig. 13a und 13b Ablaufdiagramme der Routine zum Ändern der sich ändernden Motorlast gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zylinderblock, 2 bezeichnet einen Zylinderkopf, 3 bezeichnet einen Kolben, 4 bezeichnet eine Zylinderkammer, 5 bezeichnet einen Einlaßkanal und 6 bezeichnet einen Auslaßkanal. Eine verbindungsfreie Drosselklappe 7 ist in dem Einlaßkanal 5 angeordnet und wird durch einen Schrittmotor 8 angetrieben, um im wesentlichen vollständig offen zu sein bei einem Motorlaufzustand, der anders ist als ein Leerlaufzustand oder ein Reduktionslaufzustand. Die Spitze einer Kraftstoffeinspritzreinrichtung 9 ist in die Zylinderkammer 4 hinein verlängert, und somit kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 Kraftstoff direkt in die Zylinderkammer 4 einspritzen. Jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 in Übereinstimmung mit jedem Zylinder ist mit einem gemeinsamen Speicherbehälter 10 verbunden, der mit Kraftstoff gefüllt ist, der diesem durch eine Kraftstoffpumpe 11 mit einem konstanten hohen Druck zugeführt wird. Eine Zündkerze 12 ist über einen Verteiler mit einer Zündeinrichtung 14 verbunden.
Die elektronische Regeleinheit 30 ist als ein digitaler Computer aufgebaut und umfaßt einen ROM (read only memory = nur Lesespeicher) 32, einen RAM (random access memory = flüchtiger Zugriffsspeicher) 33, eine CPU (Mikroprozessor etc.) 34, einen Eingabeanschluß 35 und einen Ausgabeanschluß 36. Der ROM 32, der RAM 33, die CPU 34, der Eingabeanschluß 35 und der Ausgabeanschluß 36 sind über einen bidirektionalen Bus 31 miteinander verbunden. Der Verteiler 13 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 25 versehen zum Erfassen einer Motordrehzahl; der Kurbelwinkelsensor 25 ist mit dem Eingabeanschluß 35 verbunden. Ein Gaspedalsensor 27 zum Erfassen eines Grads θA der Öffnung eines Gaspedals 26 ist auch über einen Analog-Digital-Umwandler 38 mit dem Eingabeanschluß 35 verbunden.
Der Ausgabeanschluß 36 ist mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9, der Zündeinrichtung 14 und dem Schrittmotor 8 jeweils über entsprechende Treiberschaltkreise 39, 40, 41 verbunden.
In Fig. 2 weist ein konkaver Brennraum 20, der an der Oberseite des Kolbens 3 ausgebildet ist, eine flache Vertiefung 21 und eine tiefe Vertiefung 22 auf, die ungefähr in der Mitte der flachen Vertiefung 21 ausgebildet ist, und die flache Vertiefung 21 hat einen größeren Durchmesser als die tiefe Vertiefung 22. Ein Einlaßanschluß ist als ein (nicht gezeigter) Drallanschluß ausgebildet, und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 hat eine Vielzahl von Düsenöffnungen. Der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzte Kraftstoff hat einen kleinen Ausbreitungswinkel und die Geschwindigkeit des eingespritzten Kraftstoffs entlang der Richtung der Kraftstoffeinspritzung ist relativ schnell. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 ist an der Oberseite der Zylinderkammer 4 angeordnet und abwärts geneigt. Die Richtung der Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffeinspritzzeitgebung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 sind festgelegt, um den von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoff zu dem Brennraum 20 zu richten. Die Zündkerze 12 ist in dem Brennraum 20 angeordnet, wenn sich der Kolben 3 am oberen Totpunkt befindet (OT).
Fig. 3 stellt ein Beispiel eines Regelmusters einer Kraftstoffeinspritzung dar. In Fig. 3 repräsentiert die horizontale Achse eine Motorlast, und die vertikale Achse repräsentiert eine einzuspritzende Kraftstoffmenge Q. Da die Motorlast der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entspricht, wird die Motorlast in Fig. 3 durch die einzuspritzende Kraftstoffmenge Q repräsentiert. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge Q wird berechnet aus der Grundlage einer Motordrehzahl Ne und einem Öffnungsgrad θA des Gaspedals 26.
Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich oder größer als die Kraftstoffmenge QIDLE für Leerlauf ist und kleiner als Qa, wird die ganze berechnete Kraftstoffmenge während eines Kompressionshubs eingespritzt, d. h. eine Kraftstoffeinspritzung nur während des Kompressionshubs wird ausgeführt. Dabei wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Kompressionshub von einer Kraftstoffmenge QIDLE für Leerlauf auf eine Kraftstoffmenge Qa für die mittlere Motorlast erhöht in Übereinstimmung mit dem Anstieg der Motorlast. Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich Qa ist, wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Kompressionshub plötzlich von Qa auf Qd reduziert, und eine während einem Einlaßhub einzuspritzende Kraftstoffmenge wird plötzlich von 0 auf Qp erhöht. Qa, die durch die folgende Gleichung berechnet wird, ist eine Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit einer mittleren Last.
Qa = QD + QP
Wobei Qd eine erste minimale einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Kompressionshub zum Bilden eines Luftkraftstoffgemisches repräsentiert, das durch die Zündkerze 12 gezündet werden kann, und QP eine zweite minimale einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub zum Bilden eines Luftkraftstoffgemisches repräsentiert, bei dem eine Flamme fortschreiten kann, selbst wenn der eingespritzte Kraftstoff gleichförmig in der Zylinderkammer 4 diffundiert. Die erste minimale Kraftstoffmenge QD zum Zünden ist beträchtlich kleiner als eine Kraftstoffmenge QIDLE für Leerlauf.
Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge größer als Qa ist, wird ein Teil der berechneten Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub eingespritzt und ein restlicher Teil der berechneten Kraftstoffmenge wird während dem Kompressionshub eingespritzt, d. h. daß eine geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird. Dabei ist die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Kompressionshub konstant bei Qd, und die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub erhöht sich in Übereinstimmung mit dem Anstieg der Motorlast.
Da Qa eine Motorlast zum Ändern des Regelmusters einer Kraftstoffeinspritzung ist, wird Qa eine sich ändernde Motorlast (Ansprechmotorlast) genannt.
Fig. 4 stellt eine Kraftstoffeinspritzperiode dar. In Fig. 4 wird eine Kraftstoffeinspritzung während dem Einlaßhub innerhalb einer durch DI gezeigten Periode ausgeführt. Diese Periode DI entspricht ungefähr einer ersten Hälfte des Einlaßhubs. Eine Kraftstoffeinspritzung während dem Kompressionshub wird innerhalb einer durch DC gezeigten Periode ausgeführt. Der Ausdruck DC entspricht ungefähr einer letzten Hälfte des Kompressionshubs. Der Ausdruck DI und der Ausdruck DC sind bezüglich der Linie symmetrisch, die in Fig. 4 den oberen Totpunkt mit dem unteren Totpunkt verbindet. Da Kraftstoff innerhalb dem Ausdruck DI oder DC eingespritzt wird, trifft der eingespritzte Kraftstoff nicht direkt auf die innere Seite des Zylinderblocks 1 auf, und deshalb haftet nur wenig eingespritzter Kraftstoff an der inneren Oberfläche des Zylinderblocks 1.
Wenn in Fig. 2 und 3 die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge kleiner als die sich ändernde Motorlast Qa ist, d. h. wenn die Motorlast niedrig ist, wird die ganze einzuspritzende Kraftstoffmenge in den Brennraum eingespritzt ungefähr während der letzten Hälfte des Kompressionshubs (Fig. 4). Wenn die Kraftstoffeinspritzzeitgebung verzögert ist, wird der meiste Kraftstoff in die tiefe Vertiefung 22 hinein eingespritzt. An der inneren Wand der tiefen Vertiefung 22 haftender Kraftstoff verdampft und wird ein Nebel, um ein Luftkraftstoffgemisch in dem Brennraum 20 zu bilden. Das Luftkraftstoffgemisch hat ein Luftkraftstoffverhältnis von fett nach mager, und deshalb existiert ein brennbares Luftkraftstoffgemisch. Dieses Luftkraftstoffgemisch wird durch die Zündkerze 12 gezündet und brennt am besten in der tiefen Vertiefung 22.
Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge Q größer als Qa ist, wird ein Teil der berechneten Kraftstoffmenge Q von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 in den Brennraum 20 eingespritzt ungefähr während der ersten Hälfte des Einlaßhubs (Fig. 5A). Der eingespritzte Kraftstoff F trifft hauptsächlich auf die flache Vertiefung 21 auf, ein Teil des auftreffenden Kraftstoffs wird zu der Zylinderkammer 4 reflektiert, und ein restlicher Teil des auftreffenden Kraftstoffs haftet an der inneren Wand der flachen Vertiefung 21 und verdampft und wird ein Nebel aufgrund der Wärme der inneren Wand der flachen Vertiefung 21. Der eingespritzte Kraftstoff diffundiert in der Zylinderkammer 4 durch einen Drall SW und eine turbulente Strömung R, so daß ein Luftkraftstoffvorgemisch P in der Zylinderkammer 4 gebildet wird (Fig. 5B). Das Luftkrafstoffverhältnis des Luftkraftstoffvorgemisches P ist derart, daß eine Flamme leicht voranschreiten kann. Wenn ein Drall SW stark ist, wird ein Luftkraftstoffvorgemisch derart ausgebildet, daß das Luftkraftstoffverhältnis des Luftkraftstoffvorgemisches in der Nähe der inneren Wand des Zylinderblocks 1 fett ist und das Luftkraftstoffverhältnis des Luftkraftstoffvorgemisches in der Nähe der Mitte der Zylinderkammer 4 mager ist.
Es soll beachtet werden, daß, wenn die Kraftstoffeinspritzzeitgebung vorverlegt wird, d. h. wenn Kraftstoff eingespritzt wird, wenn sich der Kolben 3 nahe dem oberen Totpunkt befindet, wird der meiste Kraftstoff in die tiefe Vertiefung 22 hinein eingespritzt und der eingespritzte Kraftstoff verdampft hauptsächlich in der tiefen Vertiefung 22.
Ein restlicher Teil der berechneten Kraftstoffmenge wird von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzt in die tiefe Vertiefung 22 hinein ungefähr während der letzten Hälfte des Kompressionshubs (Fig. 5C). An der inneren Wand der tiefen Vertiefung 22 anhaftender Kraftstoff wird verdampft durch die Wärme von der inneren Wand der tiefen Vertiefung 22 und durch ein komprimiertes Gas, und somit wird ein Luftkraftstoffgemisch in dem Brennraum 4 ausgebildet. Das Luftkraftstoffgemisch ist ungleichförmig und hat ein Luftkraftstoffverhältnis von fett nach mager, und somit existiert ein brennbares Luftkraftstoffgemisch. Dieses ungleichförmige Luftkraftstoffgemisch wird durch die Zündkerze 12 gezündet und somit verbrannt (Fig. 5D). Die Flamme B in der tiefen Vertiefung 22 schreitet zu dem Luftkraftstoffvorgemisch vor, und die Verbrennung breitet sich aus zu der Außenseite der tiefen Vertiefung 22 durch eine Umkehrmischströmung S.
Es soll beachtet werden, daß, wenn eine Kraftstoffeinspritzung während dem Kompressionshub vorverlegt wird, d. h. wenn Kraftstoff sowohl in die flache Vertiefung 21 als auch in die tiefe Vertiefung 22 eingespritzt wird, die Flamme verteilt wird über die flache Vertiefung 21 und die tiefe Vertiefung 22, und deshalb das Voranschreiten der Flamme zu dem Luftkraftstoffvorgemisch einfacher wird.
Es soll beachtet werden, daß, wie in Fig. 6 gezeigt ist, das Motordrehmoment sich ändert, wenn das Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung geändert wird, d. h. von der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub zu der geteilten Kraftstoffeinspritzung oder umgekehrt. In Fig. 6 ist das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub durch eine Kurve A gezeigt, und das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der geteilten Kraftstoffeinspritzung ist durch eine Kurve B gezeigt. Wenn die sich ändernde Motorlast gleich QX ist, d. h. eine Motorlast in Übereinstimmung mit einem Punkt, bei dem die Kurve A und die Kurve B sich schneiden, wird ein volles Motordrehmoment erhalten. Wenn die sich ändernde Motorlast gleich QY ist, d. h. kleiner als QX ist, entsteht jedoch ein Problem, daß ein Drehmomentstoß auftritt, wenn das Motordrehmoment von Ta auf Tb bei QY geändert wird, und das volle Motordrehmoment nicht zwischen QY und QX erhalten werden kann, weil das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kurve B kleiner als das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kurve A ist zwischen QY und QX. Es entsteht auch ein ähnliches Problem, wenn die sich ändernde Motorlast gleich QZ ist, das größer als QX ist.
Deshalb werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub und die geteilte Kraftstoffeinspritzung abwechselnd in der Zündfolge ausgeführt, das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub und das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit der geteilten Kraftstoffeinspritzung werden berechnet auf der Grundlage einer Zeit für eine Drehung um 180ºKW (Kurbelwinkel), und die sich ändernde Motorlast wird erneuert durch Vergleichen dieser Motordrehmomente. Infolgedessen wird die sich ändernde Motorlast nahe zu QX in Fig. 6 gebracht.
Fig. 7A und 7B stellen eine Routine zum Ändern der sich ändernden Motorlast Qa gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dar. Diese Routine wird verarbeitet durch sequentielle Unterbrechungen, die bei 180ºKW ausgeführt werden.
In Fig. 7A und 7B wird beim Schritt 50 die Zeit T180 für eine Drehung von 180ºKW berechnet auf der Grundlage des Ausgangssignal durch den Kurbelwinkelsensor 25, und wenn das Ergebnis bei 720ºKW ja ist, wird beim Schritt 51 beispielsweise das Ergebnis ja bei jedem OT (oberen Totpunkt) während dem Einlaßhub von Zylindernummer 1. Beim Schritt 52 wird ermittelt, ob eine Regelmarke F1 und eine Änderungsmarke F2 zurückgesetzt sind oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, geht die Routine zum Schritt 53 und es wird ermittelt, ob der folgende Ausdruck erfüllt ist oder nicht.
Qa - Δ ≤ Q ≤ Qa + Δ
Wobei Q eine berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge ist, und Δ beträchtlich kleiner als die sich ändernde Motorlast Qa ist.
Wenn Qa - Δ ≤ Q ≤ Qa + Δ gilt, d. h., daß Q im wesentlichen gleich Qa ist, geht die Routine zum Schritt 54, und die Regelmarke F1 wird auf 1 gesetzt. Dann wird beim Schritt 55 die einzuspritzende Kraftstoffmenge Q auf Qa fixiert in Übereinstimmung mit der sich ändernden Motorlast. Da Q gleich Qa gemacht wird, wenn Q im wesentlichen gleich Qa ist, ändert sich deshalb eine Abgabeleistung des Motors nicht stark. Beim Schritt 56 werden die einzuspritzende Kraftstoffmenge QS2 während dem Kompressionshub und die Kraftstoffeinspritzzeitgebung AS2 während dem Kompressionshub für die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub, die einzuspritzende Kraftstoffmenge Qd1 während dem Einlaßhub und die Kraftstoffeinspritzzeitgebung Ad1 während dem Einlaßhub für die geteilte Kraftstoffeinspritzung und die einzuspritzende Kraftstoffmenge Qd2 während dem Kompressionshub und die Kraftstoffeinspritzzeitgebung Ad2 während dem Kompressionshub für die geteilte Kraftstoffeinspritzung berechnet auf der Grundlage von Qa und einer Motordrehzahl Ne. Beim Schritt 57 wird i auf Null gesetzt, und beim Schritt 58 wird i alle 180ºKW um eins erhöht.
Wenn das Ergebnis bei einem der Schritte 51, 52 und 53 nein ist, werden die Schritte 54 bis Schritt 57 ausgelassen. Dann wird beim Schritt 59 ermittelt, ob die Regelmarke F1 auf 1 gesetzt ist oder nicht. Wenn F1 zurückgesetzt ist, springt die Routine zum Schritt 67. Wenn im Gegensatz dazu F1 eingerichtet ist, geht die Routine zum Schritt 60 und es wird ermittelt, ob i gleich 4 ist oder nicht. Da i gleich 1 ist, geht die Routine zunächst zum Schritt 61 und es wird ermittelt, ob i eine ungerade Zahl ist oder nicht, aber da i gleich 1 ist, geht die Routine zum Schritt 62. Beim Schritt 62 wird Qd1 als Qinj1 gespeichert, Ad1 wird gespeichert als Ainj1, Qd2 wird gespeichert als Qinj2 und Ad2 wird gespeichert als Ainj2. Dann wird die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt auf der Grundlage von Qinj1, Ainj1, Qinj2 und Ainj2 durch eine andere (nicht gezeigte) Routine.
Da bei dem nächsten Verarbeitungszyklus i gleich 2 ist, geht die Routine zum Schritt 63. Beim Schritt 63 wird Qinj auf Null gesetzt, QS2 wird gespeichert in Qinj2, und AS2 wird gespeichert in Ainj2. Dann wird die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt auf der Grundlage von Qinj2 und Ainj2 durch eine andere (nicht gezeigte) Routine.
Da bei dem nächsten Verarbeitungszyklus i gleich 3 ist, geht die Routine wieder zum Schritt 62, und die geteilte Kraftstoffeinspritzung wird dann ausgeführt. Da bei dem nächsten Verarbeitungszyklus i gleich 4 ist, ist das Ergebnis beim Schritt 60 ja, und die Routine geht zum Schritt 64. Beim Schritt 64 wird die Regelmarke F1 zurückgesetzt, beim Schritt 65 wird die Änderungsmarke F2 zurückgesetzt, und beim Schritt 66 wird die Fixierung von Q auf Qa aufgehoben. Demgemäß wird die geteilte Kraftstoffeinspritzung in Zylindernummer 1 ausgeführt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, dann wird die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub in Zylindernummer 3 ausgeführt, und dann wird die geteilte Kraftstoffeinspritzung in Zylindernummer 4 ausgeführt.
Beim Schritt 67 in Fig. 7b wird ermittelt, ob die Änderungsmarke F2 zurückgesetzt ist oder nicht. Wenn i gleich 1 bis 3 ist, da F2 zurückgesetzt ist, ist das Ergebnis beim Schritt 67 nein, und die Routine ist beendet. Wenn im Gegensatz dazu i gleich 4 ist, da F2 beim Schritt 65 eingerichtet ist, ist das Ergebnis beim Schritt 67 ja, und die Routine geht zum Schritt 68. Beim Schritt 68 wird T180 gespeichert in T180i-3, aber da i gleich 4 ist, wird T180 in T180&sub1; gespeichert. Es soll beachtet werden, daß T180 berechnet wird, wenn i gleich 4 ist, und die Zeit für eine Drehung um 180ºKW bezeichnet. Wenn i = 3, wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird eine Verbrennung ausgeführt in Zylindernummer 1 (ein Verbrennungshub in Zylindernummer 1). Demgemäß bezeichnet T180&sub1; die Zeit für eine Drehung um 180ºKW während dem Verbrennungshub in Zylindernummer 1, wenn die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde, d. h. daß durch die Verbrennung in Zylindernummer 1 erzeugte Drehmoment, wenn die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde. Auf ähnliche Weise bezeichnet T180&sub2; das durch die Verbrennung in Zylindernummer 3 erzeugte Drehmoment, wenn die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde, und T180&sub3; bezeichnet das durch die Verbrennung in Zylindernummer 4 erzeugte Drehmoment, wenn die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde.
Beim Schritt 69 wird ermittelt, ob i gleich 6 ist oder nicht. Wenn i gleich 4 oder 5 ist, ist das Ergebnis nein und die Routine ist abgeschlossen. Wenn im Gegensatz dazu i gleich 6 ist, geht die Routine zum Schritt 70, und ΔT wird berechnet aus der folgenden Gleichung.
ΔT = T180&sub2; - (T180&sub1; + T180&sub3;)/2
Wobei T180&sub2; T180 während des Verbrennungshubs in dem Zylinder bezeichnet, in dem die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde, und (T180&sub1; + T180&sub3;)/2 einen Mittelwert von T180 bezeichnet während dem Verbrennungshub in den Zylindern, in denen die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde.
Beim Schritt 71 wird ermittelt, ob ΔT gleich oder kleiner als Null ist. Wenn ΔT ≤ 0 gilt, d. h. T180&sub2; ≤ (T180&sub1; + T180&sub3;)/2, d. h. ein erstes Motordrehmoment während dem Verbrennungshub in dem Zylinder, indem die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde, ist größer als ein zweites Motordrehmoment während dem Verbrennungshub in dem Zylinder, in dem die geteilte Krafstoffeinspritzung ausgeführt wurde (wenn Qa kleiner als Qx in Fig. 6 ist), geht die Routine zum Schritt 72 und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q erhöht, das ausreichend klein ist, und ΔT ≤ 0, Qa wird erhöht um q bei jedem Verarbeitungszyklus, und wird somit nahe QX. Wenn im Gegensatz dazu ΔT > 0 gilt, d. h. T180&sub2; > (T180&sub1; + T180&sub3;)/2, d. h. das erste Motordrehmoment kleiner als das zweite Motordrehmoment ist (wenn Qa > als QX in Fig. 6 ist), geht die Routine zum Schritt 73, und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q reduziert, und wenn ΔT > 0 gilt, wird Qa um q reduziert bei jedem Verarbeitungszyklus, und wird somit nahe QX. Beim Schritt 74 wird die Änderungsmarke F2 zurückgesetzt.
Es soll beachtet werden, da T180&sub2; verglichen wird mit dem Mittelwert von T180&sub1; und T180&sub3;, das erste Motordrehmoment genau verglichen werden kann mit dem zweiten Motordrehmoment, selbst während einem Motorbeschleunigungs- oder Verzögerungslaufzustand. In Fig. 9 ist während dem Motorbeschleunigungslaufzustand T180&sub3; kleiner als T180&sub1;, und demgemäß kann der Durchschnittswert aus T180 und T180&sub3; verglichen werden mit T180&sub2;. Da in Fig. 9 T180&sub2; kleiner als (T180&sub1; + T180&sub3;)/2 ist, ist das erste Motordrehmoment größer als das zweite Motordrehmoment.
Es soll beachtet werden, daß ein Durchschnitt von T180 während dem Verbrennungshub in den Zylindern, in denen die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde, mit dem Durchschnittswert von T180 verglichen werden kann während dem Verbrennungshub in den Zylindern, in denen die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde.
Wie vorstehend erwähnt ist, da die sich ändernde Motorlast Qa nahe QX gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel werden kann, kann ein optimales Motordrehmoment erhalten werden, d. h. das volle Motordrehmoment kann erhalten werden.
Da darüberhinaus der Drehmomentunterschied bei der sich ändernden Motorlast kleiner gemacht werden kann, wird ein Drehmomentstoß verhindert, wenn das Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung geändert wird.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 beschrieben. In Fig. 10 werden die selben Teile durch die selben Bezugszeichen wie in Fig. 1 angezeigt, und somit wird deren Beschreibung unterlassen.
In Fig. 10 ist ein Drucksensor 28 zum Erfassen eines absoluten Drucks in der Zylinderkammer 4 mit dem Eingabeanschluß 35 über den Analog-Digital-Umwandler 37 verbunden.
Fig. 11A und 11B stellen eine Routine zum Ändern der sich ändernden Motorlast Qa dar. Diese Routine wird durch sequentielle Unterbrechungen verarbeitet, die bei 180ºKW ausgeführt werden. In Fig. 11A und 11B werden die selben Schritte durch die selben Schrittnummern wie in Fig. 7A und 7B angezeigt, und somit wird deren Beschreibung unterlassen.
In Fig. 11A und 11B wird beim Schritt 80 ein angezeigtes Drehmoment Ting berechnet auf der Grundlage der durch den Drucksensor 28 erfaßten Verbrennungsdrücke bei vorgegebenen Kurbelwinkeln, und beim Schritt 81 wird Ting in Ti-3 gespeichert. Wenn i gleich 4 ist, geht die Routine zum Schritt 81 zum ersten Mal, und Ting wird in T&sub1; gespeichert. Das berechnete Ting, wenn i = 4 das angezeigte Drehmoment bezeichnet, während dem i gleich 3 ist. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Periode, während der i gleich 3 ist, der Verbrennungshub in Zylinder 1, und somit bezeichnet T&sub1; das angezeigte Drehmoment, das durch die Verbrennung in Zylindernummer 1 erzeugt wird, wenn die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde. Auf ähnliche Weise bezeichnet T&sub2; das angezeigte Drehmoment, das durch die Verbrennung in Zylindernummer 3 erzeugt wird, wenn die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde.
Beim Schritt 82 wird ermittelt, ob i gleich 5 ist oder nicht. Wenn i = 4 gilt, ist die Routine abgeschlossen. Wenn im Gegensatz dazu i = 5 gilt, geht die Routine zum Schritt 83, und ΔT wird berechnet aus der folgenden Gleichung
ΔT = T - T&sub2;
Wobei T&sub1;: das angezeigte Drehmoment, das durch die Verbrennung in den Zylinder erzeugt wird, wenn die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde.
Wobei T&sub2;: das angezeigte Drehmoment, das durch die Verbrennung in dem Zylinder erzeugt wird, wenn die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde.
Beim Schritt 71 wird ermittelt, ob Δt < oder gleich 0 ist oder nicht. Wenn ΔT ≤ 0 (T&sub1; ≤ T&sub2;) gilt, d. h. das erste angezeigte Drehmoment während dem Verbrennungshub in dem Zylinder, in dem die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde, ist größer als das zweite angezeigte Drehmoment während dem Verbrennungshub in dem Zylinder, indem die geteilte Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wurde, die Routine geht zum Schritt 72, und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q erhöht. Wenn im Gegensatz dazu ΔT > 0 (T&sub1; > T&sub2;) gilt, d. h. das erste angezeigte Drehmoment ist kleiner als das zweite angezeigte Drehmoment, geht die Routine zum Schritt 73, und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q reduziert.
Wie vorstehend erwähnt ist, erhält das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine ähnliche Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel erhält.
Es soll beachtet werden, daß ein Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung nicht in Fig. 3 beschränkt ist, beispielsweise kann das Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung für das erste und zweite Ausführungsbeispiel verwendet werden, das in Fig. 12 gezeigt ist.
Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge in Fig. 12 größer als Qa ist und kleiner als Qb, wird ein Teil der berechneten Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub eingespritzt, und ein restlicher Teil der berechneten Kraftstoffmenge wird während dem Kompressionshub eingespritzt. Dabei ist die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Kompressionshub konstant bei QD, und die einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub wird erhöht in Übereinstimmung mit dem Anstieg der Motorlast.
Wenn die berechnete einzuspritzende Kraftstoffmenge größer als Qb ist, wird die ganze berechnete Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub eingespritzt, d. h. es wird nur eine Kraftstoffeinspritzung während dem Einlaßhub ausgeführt, weil ein durch den während dem Einlaßhub eingespritzten Kraftstoff gebildetes Luftkraftstoffvorgemisch fett genug ist, um gezündet zu werden. Während Qb eine minimale einzuspritzende Kraftstoffmenge während dem Einlaßhub zum Bilden eines Luftkraftstoffgemisches repräsentiert, das durch die Zündkerze 12 gezündet werden kann, selbst wenn der eingespritzte Kraftstoff in der Zylinderkammer 4 gleichförmig defundiert wird.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Änderung der sich ändernden Motorlast Qb angewandt werden.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 13A und 13B beschrieben.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die sich ändernde Motorlast Qa auf QX gesetzt, wenn eine zulässige Motorlast QOK in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen zulässigen Produktionsmenge von NOX größer als QX ist, und Qa wird nahe der zulässigen Motorlast QOK gesetzt, wenn QOK kleiner als QX ist.
Da eine erste Verbrennungsrate während der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub schneller als eine zweite Verbrennungsrate während der geteilten Kraftstoffeinspritzung ist, ist die während der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub erzeugte Menge an NOX mehr als die Menge an NOX, die während der geteilten Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird. Wenn demgemäß die sich ändernde Motorlast kleiner gemacht wird, d. h. der Bereich der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub enger gemacht wird, kann die Menge der erzeugten NOX reduziert werden. Wenn demgemäß die Menge der erzeugten NOX mehr ist als die vorgegebene zulässige Produktionsmenge, wird die sich ändernde Motorlast Qa kleiner gemacht, und somit wird die Menge der erzeugten NOX reduziert. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wenn jedoch die sich ändernde Motorlast Qa beträchtlich kleiner als QX wird, wird auch das Abgabedrehmoment kleiner, und ein beträchtlicher Drehmomentstoß kann gefühlt werden. Deshalb wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Menge der erzeugten NOX geringer gemacht als die vorgegebene zulässige Erzeugungsmenge. Das volle Abgabedrehmoment wird erhalten, und der Drehmomentstoß wird reduziert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Menge der erzeugten NOX durch ein Maximum (dP/dθ) max einer Änderungsrate eines Verbrennungsdrucks P repräsentiert, wobei A ein Kurbelwinkel ist. Wenn (dP/dθ) max groß ist, da die Verbrennungsrate schnell ist und die Verbrennungstemperatur hoch ist, wird die Menge der erzeugten NOX erhöht.
Das dritte Ausführungsbeispiel wird auf den in Fig. 10 gezeigten Motor angewandt.
Fig. 13A und 13B stellen eine Routine zum Ändern der sich ändernden Motorlast Qa gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel dar. Diese Routine wird durch sequentielle Unterbrechungen verarbeitet, die bei 180ºKW ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13A und 13B wird beim Schritt 90 ermittelt, ob die Regelmarke F1 zurückgesetzt ist oder nicht. Wenn die Regelmarke F1 zurückgesetzt ist, geht die Routine zum Schritt 91 und es wird ermittelt, ob der folgende Ausdruck erfüllt ist oder nicht.
Qa - Δ ≤ Q ≤ Qa + Δ
Wenn das Ergebnis nein ist, ist die Routine abgeschlossen. Wenn im Gegensatz dazu das Ergebnis ja ist, geht die Routine zum Schritt 92, und die Regelmarke F1 wird eingerichtet. Dann wird beim Schritt 93 die einzuspritzende Kraftstoffmenge Q auf Qa fixiert. Beim Schritt 94 werden die einzuspritzende Kraftstoffmenge QS2 während dem Kompressionshub und die Kraftstoffeinspritzzeitgebung AS2 während dem Kompressionshub für die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub berechnet auf der Grundlage von Qa und der Motordrehzahl Ne. Beim Schritt 95 wird i auf 0 gesetzt, und beim Schritt 96 wird i alle 180ºKW um 1 erhöht.
Wenn das Ergebnis beim Schritt 90 nein ist, werden die Schritte 91 bis 95 ausgelassen, und somit springt die Routine zum Schritt 96. Beim Schritt 97 wird ermittelt, ob i kleiner oder gleich als 4 ist oder nicht, und wenn i gleich 1 ist, geht die Routine zum Schritt 98. Beim Schritt 98 wird Qing1 auf Null gesetzt, QS2 wird in Qinj2 gespeichert, und AS2 wird in Ainj2 gespeichert. Dann wird die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt auf der Grundlage von Qinj2 und Ainj2 durch eine andere (nicht gezeigte) Routine. Die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub wird viermal ausgeführt, bis i gleich 4 wird. Wenn i gleich 5 wird, geht die Routine zum Schritt 99, und die Fixierung von Q bei Qa wird aufgehoben.
Beim Schritt 100 wird ermittelt, ob i kleiner oder gleich als 4 ist oder nicht, und gleich oder größer als 7. Wenn das Ergebnis nein ist, ist die Routine abgeschlossen. Wenn i gleich 4 wird, ist das Ergebnis ja, und die Routine geht zum Schritt 101. Beim Schritt 101 wird das Maximum (dP/dθ) max der Änderungsrate (dP/dθ) eines Verbrennungsdrucks P berechnet. Wenn i = 4 gilt, wird die (dP/dθ) max berechnet, während der i gleich 3 war.
Die Periode, während der i gleich 3 war, war der Verbrennungshub in Zylindernummer 1 (s. Fig. 8), und somit war die (dP/dθ) max, während der i gleich 3 war, die (dP/dθ) max im Zylindernummer 1, wenn die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausgeführt wurde. Wenn dann i gleich 5 bis 7 ist, wird jede der (dP/dθ) max in Übereinstimmung mit jedem Zylinder jeweils berechnet.
Beim Schritt 102 wird die (dP/dθ) max akkumuliert, und die kumulative (dP/dθ) max wird in F gespeichert. Beim Schritt 103 wird ermittelt, ob i gleich 7 ist oder nicht. Wenn das Ergebnis nein ist, ist die Routine abgeschlossen. Wenn im Gegensatz dazu i gleich 7 wird, geht die Routine zum Schritt 104, und F wird durch 4 geteilt, d. h. eine durchschnittliche (dP/dθ) max wird berechnet. Beim Schritt 105 wird ein zulässiger Wert Y in Übereinstimmung mit der vorgegebenen zulässigen Menge an produzierten NOX auf der Grundlage von Ne berechnet. Der zulässige Wert Y wird erhöht in Übereinstimmung mit dem Anstieg von Ne. Beim Schritt 106 wird ermittelt, ob F, d. h. die durchschnittliche (dP/dθ) max kleiner oder gleich als der zulässige Wert Y ist oder nicht. Wenn F ≤ Y gilt, geht die Routine zum Schritt 106, und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q erhöht. Wenn nämlich die Menge der erzeugten NOX geringer oder gleich als der zulässige Wert Y ist, wird der Bereich der Kraftstoffeinspritzung nur während des Kompressionshubs breiter gemacht. Wenn im Gegensatz dazu F > Y gilt, geht die Routine zum Schritt 107, und die sich ändernde Motorlast Qa wird um q reduziert. Wenn nämlich die Menge der produzierten NOX mehr ist als der zulässige Wert Y, wird der Bereich der Kraftstoffeinspritzung nur während des Kompressionshubs enger gemacht, und somit wird die Menge der erzeugten NOX reduziert. Demgemäß wird Qa derart geregelt, daß die durchschnittliche (dP/dθ) max gleich Y wird.
Beim Schritt 108 wird ermittelt, ob Qa > QX gilt oder nicht (s. Fig. 6). Wenn Qa > QX gilt, geht die Routine zum Schritt 109, und Qa wird auf QX gesetzt, und deshalb wird das Abgabedrehmoment größer gemacht, der Drehmomentstoß wird reduziert, und die Menge der erzeugten NOX wird reduziert. Wenn im Gegensatz dazu Qa ≤ QX gilt, wird der Schritt 109 ausgelassen, und Qa wird beibehalten. Dann wird beim Schritt 110 F1 zurückgesetzt.
Es soll beachtet werden, daß das Regelmuster der Kraftstoffeinspritzung, das in Fig. 12 gezeigt ist, für das dritte Ausführungsbeispiel angewandt werden kann. Das dritte Ausführungsbeispiel kann nämlich auf eine Änderung der sich ändernden Motorlast Qb angewandt werden. Dabei ist die Menge der erzeugten NOX während der geteilten Kraftstoffeinspritzung mehr als die Menge der erzeugten NOX während der Kraftstoffeinspritzung nur während dem Einlaßhub. Wenn demgemäß die sich ändernde Motorlast Qb kleiner gemacht wird, d. h. der Bereich der geteilten Kraftstoffeinspritzung enger gemacht wird, kann die Menge der erzeugten NOX reduziert werden. Wenn die Menge der erzeugten NOX mehr als die Vorgegebene zulässige Erzeugungsmenge ist, wird deshalb die sich ändernde Motorlast Qb kleiner gemacht, und somit wird die Menge der erzeugten NOX reduziert.
Des weiteren kann das dritte Ausführungsbeispiel zum Reduzieren der erzeugten Rauchmenge angewandt werden anstatt der Menge der erzeugten NOX. Dabei wird die erzeugte Rauchmenge durch einen optischen Rauchsensor erfaßt. Die sich ändernden Motorlasten Qa, Qb werden geändert, um nahe einer zulässigen Motorlast zu sein in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen zulässigen erzeugten Rauchmenge, wenn die zulässige Motorlast kleiner als QX ist. Die vorgegebene zulässige erzeugte Menge wird erhöht in Übereinstimmung mit einem Anstieg einer Motordrehzahl Ne.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel eine einzelne Einspritzeinrichtung sowohl die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Einlaßhub als auch die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausführt, können des weiteren zwei Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in einem Zylinder angeordnet werden, wodurch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Einlaßhub ausführen kann, und die andere Kraftstoffeinspritzeinrichtung die Kraftstoffeinspritzung nur während dem Kompressionshub ausführen kann. Dabei kann die eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nur während dem Einlaßhub in einem Einlaßanschluß angeordnet werden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder (1), einem Kolben (3), der in den Zylinder (1) eingeführt ist, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9), wobei die Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung folgendes aufweist:

Eine Regeleinrichtung (30), die ein Regelmuster einer Kraftstoffeinspritzung regelt, die durch eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Kompressionshubs, eine Kraftstoffeinspritzung nur während eines Einlaßhubs oder eine geteilte Kraftstoffeinspritzung sowohl während eines Einlaß- als auch eines Kompressionshubs repräsentiert wird, das ein erstes Regelmuster sein soll, wenn eine Motorlast (Q) kleiner als eine sich ändernde Motorlast (Qa) ist, und ein zweites Regelmuster sein soll, wenn die Motorlast (Q) größer als die sich ändernde Motorlast (Qa) ist, und eine Änderungseinrichtung, die die sich ändernde Motorlast (Qa) nahe zu einer vorgegebenen Ansprechmotorlast (Qx) bringt, die durch den Schnittpunkt zwischen zwei Motordrehmomentkurven (A, B) repräsentiert wird in Übereinstimmung mit dem ersten und zweiten Regelmuster, so daß eine optimale Leistung des Motors erhalten wird.

2. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) Kraftstoff direkt in den Zylinder (1) einspritzt.

3. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein konkaver Brennraum (20) an der Oberseite des Kolbens (3) ausgebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) Kraftstoff zu dem konkaven Brennraum (20) hin einspritzt.

5. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der konkave Brennraum (20) eine flache Vertiefung (21) und eine tiefe Vertiefung (22) aufweist, die ungefähr in der Mitte der flachen Vertiefung (21) ausgebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Regelmuster repräsentiert wird durch eine Kraftstoffeinspritzung nur während einem Kompressionshub, und das zweite Regelmuster repräsentiert wird durch eine geteilte Kraftstoffeinspritzung sowohl während dem Einlaßhub als auch dem Kompressionshub.

7. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Regelmuster repräsentiert wird durch eine geteilte Kraftstoffeinspritzung sowohl während dem Einlaßhub als auch dem Kompressionshub, und das zweite Regelmuster repräsentiert wird durch ein Kraftstoffeinspritzung nur während dem Einlaßhub.

8. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistung des Motors repräsentiert wird durch ein Motordrehmoment.

9. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei bei dem Schnittpunkt eines ersten Motordrehmoments, das durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, der durch das erste Regelmuster eingespritzt wird, gleich einem zweiten Motordrehmoment ist, das durch eine Verbrennung vom Kraftstoff erzeugt wird, der durch das zweite Regelmuster eingespritzt wird.

10. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) erhöht durch einen vorgegebenen Erhöhungswert, wenn das erste Motordrehmoment größer als das zweite Motordrehmoment ist, wenn eine einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Ansprechmotorlast (Qx), und die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) reduziert durch einen vorgegebenen Reduktionswert, wenn das erste Motordrehmoment kleiner als das zweite Motordrehmoment ist, wenn die einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Ansprechmotorlast (Qx).

11. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der vorgegebene Erhöhungswert gleich dem vorgegebenen Reduktionswert ist.

12. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Änderungseinrichtung einen ersten Durchschnittswert aus einer Vielzahl der ersten Motordrehmomente mit einem zweiten Durchschnittswert aus einer Vielzahl der zweiten Motordrehmomente vergleicht.

13. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die ersten Motordrehmomente und die zweiten Motordrehmomente abwechselnd in einer Zündfolge erfaßt werden.

14. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die ersten und die zweiten Motordrehmomente erfaßt werden auf der Grundlage einer Motordrehzahl.

15. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) nahe zu der sich ändernden Motorlast (Qa) bringt, wenn eine Motorlast nahe der vorgegebenen Ansprechmotorlast ist.

16. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Motordrehmoment erfaßt wird auf der Grundlage einer Motordrehzahl.

17. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Motordrehmoment erfaßt wird auf der Grundlage eines Verbrennungsdrucks in dem Zylinder (1).

18. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistung des Motors repräsentiert wird durch ein Motordrehmoment und eine Menge der erzeugten NoX.

19. Krafstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Menge der erzeugten NoX reduziert wird durch ein Maximum von dP/dθ.

Wobei P: ein Verbrennungsdruck in dem Zylinder

θ: Kurbelwinkel

20. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Menge der erzeugten NoX repräsentiert wird durch einen Durchschnitt aus einer Vielzahl des Maximums dP/dθ bei jedem der gesamten Anzahl der Zylinder (1), für die die dP/dθ max berechnet ist.

21. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) nahe bringt einer zulässigen Motorlast in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen zulässigen Menge der erzeugten NoX, wenn die zulässige Motorlast kleiner ist als eine kritische Motorlast, bei der ein erstes Motordrehmoment, das durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, der durch das erste Regelmuster eingespritzt wird, gleich einem zweiten Motordrehmoment ist, das durch eine Verbrennung vom Kraftstoff erzeugt wird, der durch das zweite Regelmuster eingespritzt wird.

22. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) erhöht durch einen vorgegebenen Erhöhungswert, wenn die Menge der durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugten Not, der in dem ersten Regelmuster eingespritzt wird, geringer ist als die vorgegebene zulässige Menge der erzeugten NoX, wenn eine einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Ansprechmotorlast (Qx), und die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) reduziert um einen vorgegebenen Reduktionswert, wenn die Menge der durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugten NoX, der in dem ersten Regelmuster eingespritzt wird, mehr als die vorgegebene zulässige Menge der NoX ist, die erzeugt wird, wenn die einzuspritzende Kraftstoffmenge gleich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Ansprechmotorlast.

23. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Q1) erhöht oder reduziert, wenn eine Motorlast nahe der vorgegebenen Ansprechmotorlast (Q1) ist.

24. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 22, wobei der vorgegebene Erhöhungswert gleich dem vorgegebenen Reduktionswert ist.

25. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die vorgegebene zulässige Menge der erzeugten NoX erhöht wird in Übereinstimmung mit einem Anstieg einer Motordrehzahl.

26. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) gleich macht der kritischen Motorlast, wenn die zulässige Motorlast größer als die kritische Motorlast ist.

27. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistung des Motors repräsentiert wird durch ein Motordrehmoment und eine erzeugte Rauchmenge.

28. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 27, wobei die erzeugte Rauchmenge erfaßt wird durch einen optischen Rauchsensor.

29. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Änderungseinrichtung die vorgegebene Ansprechmotorlast (Qx) nahe einer zulässigen Motorlast bringt in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen zulässigen erzeugten Rauchmenge, wenn die zulässige Motorlast kleiner als eine kritische Motorlast ist, bei der ein Motordrehmoment, das durch eine Verbrennung von Kraftstoff, der durch das erste Regelmuster eingespritzt wird, erzeugt wird, gleich ist einem zweiten Drehmoment, das durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, der durch das zweite Regelmuster eingespritzt wird.

30. Kraftstoffeinspritzregelvorrichtung nach Anspruch 29, wobei die vorgegebene zulässige erzeugte Rauchmenge erhöht wird in Übereinstimmung mit einem Anstieg einer Motordrehzahl.