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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Benzindampf-Spülsystem
entsprechend des Oberbegriffabschnittes von Anspruch 1 und ein Benzindampf-Spülverfahren
entsprechend des Oberbegriffabschnittes von Anspruch 9, und im Wesentlichen
eine Verdampfungsemissionssteuerungen (EEC) von Kraftfahrzeugen,
die durch Brennkraftmaschinen angetrieben werden, die das Entweichen
von Benzindämpfen
aus dem Kraftstoffbehälter
und dem Kraftstoffzuführungssystem,
ob der Motor in Betrieb ist, oder nicht, verhindern. Noch genauer
betrifft die vorliegende Erfindung ein Benzindampf-Spülsystem
zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine des Benzin-Direkt-Einspritzungstyps.
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Zum
Verhindern des Austritts von Benzindämpfen aus dem Kraftstoffzuführungsabschnitt,
z. B. einem Kraftstofftank oder dergleichen, verwenden die meisten
der während
dieser Tage gebauten Fahrzeuge einen Aktivkohlekanister, um die
Dämpfe
aufzufangen, wenn der Motor abgeschaltet ist. Während des erneuten Startens
spült ein
Strom von gefilterter Luft die Dämpfe
aus der Kohle durch den Kanister. Das Gemisch geht durch ein Dampfspülrohr, das
in einen Einlassabschnitt des Motors führt, und wird in dem Motor
verbrannt.
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In
einem durch die Japanese Patent First Provisional Publication 7-42588
gezeigten Benzindampf-Spülsystem
wird ein Spül-Steuerventil
verwendet, um die Dampfströme
in dem Dampfspülrohr in Übereinstimmung
mit einer Betriebsbedingung des Motors zu steuern. D. h., in dem
herkömmlichen Dampfspülsystem
wird eine Dampfspülrate
(nämlich ein
Zielöffnungsgrad
des Spül-Steuerventiles)
in Übereinstimmung
mit der Luftströmungsgeschwindigkeit
(nämlich
der Einlassluft) in den Motor eingeführt.
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Bisher
ist jedoch das Dampfspülsystem durch
eine Brennkraftmaschine einer Art, das zwischen einem sogenannten „stöchiometrischen
Verbrennungsmodus",
wobei der Motor bei einem Gemisch von einem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis arbeitet,
und einem sogenannten „mageren
Verbrennungsmodus",
wobei der Motor bei einem Gemisch von höherem (oder magerem) Luft-/Kraftstoffverhältnis arbeitet,
kaum bekannt. D. h., um dem Motor zu gestatten, in dem mageren Verbrennungsmodus
zu arbeiten, ist es notwendig, die Strömungsgeschwindigkeit der Einlassluft
durch Erhöhen
des Öffnungsgrades
eines Drosselventiles zu erhöhen. Somit
wird, wenn die Ziel-Dampf spülrate
in Übereinstimmung
mit der Strömungsgeschwindigkeit
der Einlassluft ähnlich
des Falls der Veröffentlichung 7-42588
bestimmt wird, der magere Verbrennungsmodus gezwungen, ein übermäßiges Dampfspülen einzuleiten,
was dazu tendiert, die Verbrennungsfähigkeit des Gemischs in den
Brennkammern zu vermindern.
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In
Brennkraftmaschinen, die mit Benzin arbeiten, gibt es einen sogenannten „Benzin-Direkteinspritzungstyp", wobei Kraftstoff
(nämlich
Benzin) direkt in die Brennkammern eingespritzt wird. Die Motoren
solch einer Art, gezeigt durch die Japanese Patent First Provisional
Publications 62-191622 und 2-169834 haben zwei Verbrennungsmodi
von früher und
später
Kraftstoffeinspritzung. D. h., die Einspritzung in der Nähe des Einlasshubes
erzeugt ein homogenes Gemisch für
Hochlast-Bedingungen, während
die späte
Verbrennung das Ereignis bis in die Nähe des Endes des Verdichtungshubes
verzögert, um
ein geschichtetes Gemisch für
die Niedriglast-Bedingungen zu erzeugen. Das geschichtete Gemisch besteht
im wesentlichen aus einer ersten Schicht von fetterem Gemisch, das
durch eine Zündkerze
leicht gezündet
werden kann, und eine zweite Schicht aus magererem Gemisch, das
durch das Verbrennen der ersten Schicht des Gemisches gezündet wird.
Die Verbrennung des geschichteten Gemischs verwirklicht die ultra-magere
Verbrennung und bringt eine Verbesserung in der Kraftstoffökonomie
infolge der Pumpverluste zu Stande.
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Wie
jedoch bekannt ist, ist die Verbrennung des geschichteten Gemischs
gegenüber
einer Veränderung
in dem Luft-/Kraftstoffverhältnis
sehr empfindlich und wird somit durch das vorerwähnte Dampfspülen und
die Abgasrückführung (EGR)
leicht beeinflusst. D. h., wenn sich das geschichtete Gemisch bildet,
um eine äußere Schicht
zu haben, dessen Luft-/Kraftstoffverhältnis infolge der Beeinträchtigung durch
das Dampfspülen
und/oder der Abgasrückführung (EGR)
zu hoch ist (nämlich
zu mager), wird ein angemessene Verbrennung der äußeren Schicht nicht erhalten,
was die Möglichkeit
erhöht,
das unverbrannte Substanzen in den Brennkammern verbleiben. Währenddessen,
wenn das geschichtete Gemisch insgesamt ein zu geringes Luft-/Kraftstoffverhältnis hat
(nämlich
ein zu fettes Gemisch), wird auch keine angemessene Verbrennung
des Gemischs erhalten, was eine Möglichkeit des merklichen Ausströmens von
Rauch und folglich den Kraftstoffverbrauch erhöht.
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Um
die oben genannten Probleme zu lösen, kann
eine Maßnahme
ausgedacht werden, wobei während
der Verbrennung des geschichteten Gemischs das Dampfspülen verhindert
oder zumindest vermindert wird. In diesem Fall wird jedoch die Leistung
des Benzindampf-Spülsystems
per se geopfert. D. h., der Kraftstoff (nämlich die Benzindämpfe); der durch
den Kohlekanister gefangen ist, kann nicht vollständig aus
dem Kohlekanister während
des Betriebs des Motors gespült
werden, so dass er dazu neigt aufzutreten, da, wenn der Motor gestoppt
wird, der Kanister seine Sättigungszustand
in den Adsorptionsdämpfen
zeigt. In diesem Fall kann der Benzindampf, der danach erzeugt wird,
nicht länger
durch den Kanister gefangen werden, was das Austreten von Dampf
in die Atmosphäre
erlaubt.
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Das
US 4,867,162 zeigt ein Benzindampf-Spülsteuersystem
mit einem elektromagnetischen Verhältnissteuerventil, angeordnet
zwischen einem Kohlekanister, verbunden mit einem Kraftstoffbehälter und
einem Einlassanschlussöffnung
in ein Einlassrohr des Ausgleichsbehälters des Motors, wobei der
Motor die Kraftstoff-Einspritzventile aufweist, die in die Einlassanschluss
Kraftstoff einspritzen. Die Menge des in den Einlasskanal eingeführten verdampften
Kraftstoffgases wird in Abhängigkeit
von dem eingespritzten Kraftstoffbetrag variiert, wobei die Kraftstoff-Einspritzmenge
auf der Grundlage der Menge der in den Motor eingesaugten Luft und
der Drehzahl des Motors berechnet wird, und in Bezug auf das stöchiometrische
Luft-/Kraftstoffverhältnis, der
Temperatur des Kühlwassers,
der Temperatur der in den Motor gezogenen Luft und der Veränderung
der Spannung der Batterie korrigiert wird.
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Es
ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Benzindampf-Spülsystem
und ein – Verfahren,
wie oben angezeigt, zu schaffen, dass eine Leistung beim Dampfspülen hat, die
nicht durch eine Veränderung
in einem Verbrennungsmodus der Brennkraftmaschine beeinflusst wird.
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Für den Vorrichtungsaspekt
wird diese Aufgabe durch ein Benzindampf-Spülsystem gelöst, das die Merkmale von Anspruch
1 hat.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
des erfundenen Benzindampf-Spülsystems
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Für den Verfahrensaspekt
wird diese Aufgabe durch ein Benzindampf-Spülverfahren gelöst, das die
Merkmale von Anspruch 9 hat.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiel
derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
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1 eine schematische Darstellung
eines Benzindampf-Spülsystems
entsprechend eines Ausführungsbeispieles
ist;
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2 ein Ablaufdiagramm ist,
das programmierte Betätigungsschritte
zeigt, die durch eine Steuereinheit zum Ableiten einer Ziel-Spülrate ausgeführt werden;
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3 einer der Datenpläne ist,
die verwendet werden, um die Ziel-Spülrate zu bestimmen, die ein
Verhältnis
zwischen einer Motordrehzahl, eine Menge von eingespritztem Kraftstoff
und einer Ziel-Spülrate
zeigt;
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4 ein Ablaufdiagramm ähnlich zu
der 2 ist, das aber
das andere Verfahren zum Ableiten der Ziel-Spülrate zeigt; und
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5 eine Ablauftabelle ist,
die Arbeitsschritte zeigt, ausgeführt durch eine Steuereinheit, um
verschiedene Ziel-Spülraten
zu bestimmen.
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Bezugnehmend
auf die 1 der Zeichnungen
ist dort, nur schematisch, ein Benzindampf-Spülsteuersystem eines Ausführungsbeispieles
gezeigt, das mit einer Brennkraftmaschine 11 vom benzin-Direkteinspritzungstyp
verbunden ist.
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In
einem stromaufwärtigen
Einzelleitungsteil eines Lufteinlassabschnittes 12 des
Motors 11 sind ein Luftströmungsmesser 13 und
ein Drosselventil 14 montiert, das, wie gezeigt, stromab
des Luftströmungsmessers 13 positioniert
ist. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, ist ein Luftfilter
mit einem stromaufwärtigen
Ende des Einzelleitungsteils des Einlassabschnittes 12 verbunden,
durch den die in den Lufteinlassabschnitt 12 eingeleitete
Luft gereinigt wird. Der Lufteinlassabschnitt 12 hat einen
Einlassverteiler, der ein vereintes Teil aufweist, das das stromaufwärtige Einzelleitungsteil
und eine Mehrzahl von Verzweigungen bildet, die sich von dem Einzelleitungsteil
zu den Einlassanschlüssen
von den jeweiligen Brennkammern erstreckt. Der Luftströmungsmesser 13 misst
die Strömungsrate „Qa" der Einlassluft,
d. h., die Menge der Einlassluft pro Zeiteinheit. Das Drosselventil 14 steuert
folglich die Strömungsrate „Qa" der Einlassluft.
Die elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzer 16 sind so
angeordnet, um direkt dosierten Kraftstoff in die jeweiligen Brennkammern
des Motors 11 einzuspritzen. Jeder Kraftstoffeinspritzer 16 wird
durch eine Steuereinheit 17 gesteuert, die darin installiert
einen Mikrorechner hat. D. h., durch das Verarbeiten verschiedener
Informationssignale, die aus den verschiedenen Sensoren darauf angewandt
werden, gibt die Steuereinheit 17 ein Anleitungsimpulssignal
zu jedem der Kraftstoffeinspritzern 16 aus, um den in die
entsprechende Brennkammer eingespritzten Kraftstoffbetrag zu steuern.
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Eine
Drosselventil-Steuereinrichtung 15 ist vorgesehen, die
den Öffnungsgrad
des Drosselventils 14 in Übereinstimmung mit einem darauf
von der Steuereinheit 17 angewandten Anleitungssignale elektronisch
steuern kann. Für
diese Steuerung wird auch ein Informationssignal von einem Beschleunigersensor 26 in
die Steuereinheit 17 zugeführt. D. h., durch die Drosselventil-Steuervorrichtung 15 wird
der Öffnungsgrad
des Drosselventiles 14 in Übereinstimmung mit der Motorbetriebsbedingung
auf der Grundlage der Informationssignale aus den Sensoren bestimmt.
Zum Erfassen des Öffnungsgrades des
Drosselventiles 14 ist ein Drosselsensor 14A vorgesehen,
der die Steuereinheit 17 mit einem Informationssignal speist,
das den Öffnungsgrad
des Drosselventiles 14 repräsentiert. An Stelle des Drosselsensors 14A kann
ein Leerlaufsensor verwendet werden.
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In
einem Abgaskanal 18 des Motors 11 ist ein Sauerstoffsensor 19 installiert,
von dem Informationssignale zu der Steuereinheit 17 zugeführt werden.
Noch genauer, der Sauerstoffsensor 19 ist in einem vereinten
Teil von Verzweigungen des Abgasverteilers 18A installiert.
Wie bekannt ist, durch Messen der Sauerstoffkonzentration in dem
Abgas durch den Sauerstoffsensor 19 wird ein Luft-/Kraftstoffverhältnis des
in dem Motor 11 zugeführten
Gemischs erfasst. Somit ist der Sauerstoffsensor 19 auch
als ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor
bekannt.
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Ein
Kurbelwinkelsensor 20 ist in einem Verteiler (nicht gezeigt)
installiert, der ein Kurbelwinkelsignal synchron mit der Motordrehzahl
ausgibt. Durch das Zählen
der Spitzen der Signale in einer Zeiteinheit, oder durch das Erfassen
der Zeitdauer des Basiskurbelwinkels, wird die Motordrehzahl „Ne" erfasst. Außerdem ist
ein Temperatursensor 21 vorgesehen, der die Temperatur „Tw" des Kühlwassers
des Motors 11 erfasst.
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Das
Informationssignal von dem Beschleunigersensor 26 repräsentiert
einen Niederdrückgrad „APS", durch den ein Beschleunigerpedal
(nicht gezeigt) durch den Fahrer niedergedrückt wird. Es ist zu beachten,
dass der Niederdrückgrad „APS" einem Motorausgangsdrehmoment,
das vom Fahrer angefordert wird, entspricht.
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Die
Benzindämpfe
aus dem Kraftstoffbehälter 30 werden
zu einem Kanister 23 mit Aktivkohle durch ein Dampfrohr 22 geführt, so
dass die Dämpfe vorübergehend
durch den Kanister 23 aufgefangen werden. Ein oberer Raum
in dem Kanister 23 ist durch eine Dampfspülleitung 24 mit
einem Spülanschluss 12A verbunden,
der in dem vereinten stromaufwärtigen
Teil des Einlassverteilers des Einlassabschnittes 12 stromab
des Drosselventiles 14 gebildet ist. Zu dem Spülrohr 24 ist
ein Spülsteuerventil 25 verbunden,
das durch die Steuereinheit 17 gesteuert wird. D. h., der Öffnungszeitpunkt
und die Öffnungszeitdauer
des Ventiles 25 werden durch die Steuereinheit 17 in
einer Ar beitsverhältnis-Steuerart
gesteuert. Ein Schrittmotor kann als das Steuerventil 25 verwendet
werden.
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In
dem Rechner der Steuereinheit 17 werden die folgenden programmierten
Betätigungsschritte zum
Steuern des Spülens
von Benzindämpfen
ausgeführt.
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2 ist ein Ablaufdiagramm,
das die Betätigungsschritte
zum Ableiten einer Ziel-Spülrate „EVPTR" auf der Grundlage
einer Menge „Tib" von eingespritztem
Kraftstoff zeigt. Zur Erleichterung der Beschreibung wird die Menge „Tib" im Folgenden als „Kraftstoff-Einspritzbetrag" bezeichnet.
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D.
h., in dem Schritt S1 wird die Motordrehzahl „Ne" von dem Signal, ausgegeben durch den Kurbelwinkelsensor 20,
abgeleitet. In dem Schritt S2 wird die Strömungsrate „Qa" der Einlassluft von dem Signal, ausgegeben
von dem Luftströmungsmesser 13,
abgeleitet. In dem Schritt S3 wird eine Basismenge „Tp" von eingespritztem
Kraftstoff für
jede Brennkammer aus der folgenden Gleichung abgeleitet: Tp = k × Qa/Ne (1)wobei:
k:
konstant ist
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Tatsächlich ist
die Basismenge „Tp" die Menge von eingespritztem
Kraftstoff, die ein stöchiometrisches
Luft-/Kraftstoffverhältnis
bewirkt.
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In
dem Schritt S4 wird ein Ziel-Äquivalentverhältnis „TFBYA" aus einem Datenplan
aufgesucht, der eine Beziehung zwischen verschiedenen Bedingungen
des Motors und den Äquivalentverhältnissen zeigt.
Die Betriebsbedingungen des Motors sind eine stöchiometrische Verbrennungsbedingung,
wobei der Motor mit einem Gemisch aus einem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis arbeitet,
eine magere Verbrennungsbedingung, wobei der Motor mit einem mageren
Gemisch arbeitet, eine geschichtete Verbrennungsbedingung, wobei
der Motor mit einem geschichteten Ladungsgemisch arbeitet, eine
homogene Ladungsbedingung, wobei der Motor mit einem homogenen Ladungsgemisch
arbeitet, eine Hoch-/Niedriglast-Verbrennungsbedingung, wobei der
Motor mit einem Gemisch unter hoher/niedriger Belastung arbeitet
etc.
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In
dem Schritt S5 wird eine Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" aus der folgenden
Gleichung abgeleitet: Tib
= Tp × TFBYA (2)
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Dann
wird in einem Schritt S6 eine Ziel-Spülrate „EVPTR" aus einem Datenplan aufgesucht, der, wie
aus der 3 gesehen, eine
Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib", der Motordrehzahl „Ne" und einer Ziel-Spülrate „EVPTR" zeigt.
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Wie
aus dem oben gesagten verstanden wird, wird in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die
Ziel-Spülrate „EVPTR" auf der Grundlage
der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" des tatsächlich in
die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffes bestimmt, d. h., auf
der Grundlage eines Ziel-Drehmomentes des Motors. Mit anderen Worten,
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Ziel-Spülrate „EVPTR" nicht auf der Basismenge „Tp" des eingespritzten
Kraftstoffes, der ein stöchiometrisches
Luft-/Kraftstoffverhältnis
zu Stande vorbringt, bestimmt.
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Selbst
wenn während
des Betriebes eines mageren Verbrennungsmodus der Öffnungsgrad
des Drosselventiles 14 weiter erhöht wird, um als Ziel eine mageren
Verbrennungsmodus zu erreichen, und folglich die Strömungsrate
der Einlassluft, die in jede Brennkammer zugeführt wird, erhöht ist,
ist es möglich,
die Dampf-Spülrate
auf eine Verbrennungsbedingung des Motors anzupassen, d. h., die
Menge des tatsächlich
zu jeder Brennkammer zugeführten Kraftstoffes.
Demzufolge wird entsprechend des vorliegenden Ausführungsbeispieles
ein unerwünschtes, übermäßiges Dampfspülen, das
in dem oben genanntenherkömmlichen
Dampfspül-Steuerungssystem
in solch einer Bedingung auftreten würde, unterdrückt oder
zumindest minimiert.
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Falls
es gewünscht
wird, kann die Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" aus einem anderen Verfahren abgeleitet
werden. D. h., die Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" kann aus der Impulsdauer „Ti" eines Kraftstoffeinspritz-Impulssignales
abgeleitet werden, das von einer Steuereinheit unter normalem Kraftstoffeinspritzbetrieb
des Motors ausgegeben wird. Wie bekannt ist, ist das Kraftstoffeinspritz-Impulssignal,
das unter solchem normalen Betrieb des Motors ausgegeben wird, in Übereinstimmung
mit der vorhandenen Bedingung des Motors, d. h., in Bezug auf ein Ziel-Äquivalentverhältnis, verschiedene
Korrekturfaktoren etc., vorgesehen.
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4 ist ein Ablaufdiagramm,
das programmierte Betätigungsschritte
zeigt, die zum Ableiten der Ziel-Spülrate „EVPTR" aus der Impulsdauer „Ti" ausgeführt werden.
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In
dem Schritt S11 wird die Impulsdauer „Ti" eines Kraftstoffimpulssignals gelesen.
Gewöhnlich wird
die Impulsdauer „Ti" aus der folgenden
Gleichung bestimmt: Ti
= Tp × COEF × TFBYA
+ TS (3)wobei:
Tp:
Basismenge von eingespritztem Kraftstoff zum erreichen des stöchiometrischen
Luft-/Kraftstoffverhältnis
COEFF:
Koeffizient;
TFBYA: Ziel-Äquivalentverhältnis
TS:
unzulässiger
Kraftstoffeinspritzimpuls
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In
einem Schritt S12 wird eine Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" aus der folgenden
Gleichung abgeleitet: Tib' = Ti – Ts (4)wobei:
Ts:
unzulässige
Kraftstoffdauer
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In
dem Schritt S13 wird eine Ziel-Spülrate „EVPTR" aus einem Datenplan aufgesucht, der,
wie es aus der 3 verstanden
wird, eine Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib'", der Motordrehzahl Ne und der Ziel-Spülrate „EVPTR" zeigt.
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5 ist ein Flussdiagramm,
das Arbeitsschritte zeigt, die durch die Steuereinheit 17 ausgeführt werden,
um die Ziel-Spülrate
abzuleiten. Wie deutlich werden wird, wenn die Beschreibung weiter voranschreitet,
verändert
sich die Ziel-Spülrate
in Abhängigkeit
von der Betriebsbedingung des Motors, d. h., ob der Motor in Betrieb
unter dem stöchiometrischen
Verbrennungsmodus ist, dem mageren Verbrennungsmodus, dem geschichteten
Gemisch-Verbrennungsmodus, dem homogenen Verbrennungsmodus oder
so.
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In
dem Block B1 wird die Entscheidung ausgeführt, ob der Motor während des
stöchiometrischen
Verbrennungsmodus oder dem mageren Verbrennungsmodus in Betrieb
ist. D. h., z. B. durch Aufsuchen eines Datenplanes „FMAPCH", der eine Beziehung
zwischen dem Motorbetriebszustand (Motordrehzahl, erzeugtes Drehmoment
etc.) und dem Verbrennungsmodus repräsentiert, wird solch eine Entscheidung
erreicht. Wenn es entschieden wird, dass der Motor in einem stöchiometrischen
Verbrennungsmodus arbeitet, wird der Block B2 ausgewählt, während, wenn
es entschieden wird, dass der Motor im mageren Verbrennungsmodus
arbeitet, der Block B3 ausgewählt
wird. In dem Block B2 wird eine Ziel-Spülrate „EVPTR-1" für
den stöchiometrischen Verbrennungsmodus
aus einem entsprechenden Datenplan, z. B. jenem in der 3 gezeigten, aufgesucht.
Während
dessen wird in dem Block B3 die Entscheidung getroffen, ob die magere
Verbrennung eine geschichtete Verbrennung oder eine nicht-geschichtete
Verbrennung ist. D. h., z. B. wird durch das Aufsuchen eines Datenplanes „FMAPCH", der eine Beziehung
zwischen der Motorbetriebsbedingung (Motordrehzahl, erzeugtes Drehmoment
etc.) und dem Verbrennungstyp repräsentiert, eine solche Entscheidung
erreicht. Wenn es entschieden ist, dass die magere Verbrennung eine
geschichtete Verbrennung ist, wird der Block 4 ausgewählt, während wenn es
entschieden wird, dass die magere Verbrennung die nicht-geschichtete
Verbrennung ist, der Block B7 ausgewählt wird. In dem Block B7 wird,
d. h., wenn der Motor in einem nicht-geschichteten mageren Luft-Kraftstoffgemisch
arbeitet, eine Ziel-Spülrate „EVPTR-0" aus einem entsprechenden
Datenplan, z. B. jenem in der 3 gezeigten,
aufgesucht. In dem Block B4 wird die Entscheidung getroffen, ob
der Motor im Leerlauf läuft,
oder nicht. D. h., wenn der Drosselsensor 14a ein Signal
ausgibt, das 0 (Null) repräsentiert,
wird der Öffnungsgrad
des Drosselventils 14, der Block B5 ausgewählt, der
entscheidet, dass der Motor im Leerlaufbetrieb ist. Während wenn
der Drosselsensor 14A ein Signal ausgibt, das repräsentiert,
dass das Drosselventil 14 offen ist, der Block B6 ausgewählt wird,
der entscheidet, dass der Motor nicht im Leerlaufbetrieb ist. In
einem Block B5 wird, d. h., wenn der Motor in einem geschichteten
mageren Gemisch im Leerlauf ist, die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" auf 0 (Null) gesetzt, was als eine
Tatsache betrachtet wird, dass unter solch einer Bedingung die Verbrennungsfähigkeit
des Gemischs durch das Dampfspülen
leicht beeinflusst werden kann. Während dessen wird in dem Block
B6, d. h., wenn der Motor in einem geschichteten mageren Gemisch
arbeitet, eine Ziel-Spülrate „EVPTR-0" aus dem entsprechenden Datenplan, z.
B. aus jenem, der in der 3 gezeigt ist,
aufgesucht. Zum Ableiten der Ziel-Spülrate „EVPTR-0" werden die vorerwähnten Betätigungsschritte der 2 oder der 4 ausgeführt. Wie bekannt ist, ist der
Einfluss des Dampfspühlens
auf die Verbrennung von einem geschichteten, mageren Gemischs während des
normalen Betriebes sehr gering, wenn mit jenem der Verbrennung desselben
unter der Leerlaufbedingung des Motors verglichen wird, aber hoch,
wenn mit jenem der Verbrennung während
des homogenen, mageren Gemischs unter normalen Betrieb des Motors
verglichen wird. Wenn somit, wie aus dem in dem Block B6 dargestellten
Plan gesehen wird, das Ziel-Äquivalenzverhältnis „TFBYA" ein vorbestimmtes
Niveau überschreitet,
d. h., wenn ein Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis unter der geschichteten
Verbrennung von magerem Gemisch höher (nämlich magerer) als ein vorbestimmtes
Niveau wird, wird eine bestimmte Begrenzung auf die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" angewandt. D. h.,
die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" wird auf dem Niveau
von „EVPTR-S" gesättigt. Noch
genauer, weil mit der Erhöhung
des Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnisses
(nämlich
mit dem Erhöhen
des Ziel-Äquivalentverhältnis „TFBYA", oder wenn das Gemisch
magerer wird), der Einfluss des Dampfspülens auf die Verbrennung höher wird,
hat die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" die obere Begrenzung
von „EVPTR-S".
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Wie
bekannt ist, ist der Kraftstoff in der homogenen Ladungsverbrennung
vollständig
in der Brennkammer verteilt, um ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch
zu erzeugen, während
in der geschichteten Ladungsverbrennung der Kraftstoff nur teilweise
in der Brennkammer verteilt ist, um ein leicht-brennbares Luft-/Kraftstoff-Gemisch
in nur einem gegebenen Abschnitt der Kammer zu erzeugen. Demzufolge
beeinträchtigt
in der geschichteten Ladungsverbrennung der Kraftstoff in dem gespülten Dampf
aus dem Aktivkohlekanister die Verbrennung des Gemischs ziemlich
stark. Dieses Phänomen
wird sehr schlimm, wenn das Gemisch magerer wird, d. h., wenn der
Kraftstoffeinspritzbetrag gering wird. Wenn folglich die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" einfach auf der
Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" bestimmt wird, kann solch ein unerwünschtes
Phänomen
nicht beseitigt oder vermindert werden. Wenn jedoch die Ziel-Spülrate „EVPTR-0" weiter fortgesetzt wird,
um die obere Begrenzung von „EVPTR-S" in solch einer Weise,
wie weiter oben beschrieben ist, zu haben, kann solch ein unerwünschtes
Phänomen eliminiert
oder zumindest minimiert werden.
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In
der Steuereinheit 17 wird ein Öffnungsgrad des Spül-Steuerventiles 25,
noch genauer, ein Arbeitsverhältnis
eines Anleitungs-Impulssignales, das darauf angewandt wird, das
die Ziel-Spülrate „EVPTR" erreicht (nämlich EVPTR-0
oder EVPTR-1), aus einem entsprechenden Datenplan aufgesucht. Beim
Erhalten solch eines Anleitungs-Impulssignales aus
der Steuereinheit 17, steuert das Steuerventil 25 seinen Öffnungszeitpunkt
und seine Öffnungszeitdauer.
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Wie
bereits weiter oben beschrieben, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Ziel-Spülrate
auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" oder „Tib'" unabhängig davon
bestimmt, ob die Verbrennung eine geschichtete magere Verbrennung oder
eine homogene magere Gemischverbrennung ist. Wenn demzufolge während eines
mageren Gemisch-Verbrennungsmodus, um ein Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis in
dem Modus zu erreichen, der öffnungsgrad
des Drosselventiles 14 um einen Grad größer als in dem Fall eines stöchiometrischen
Verbrennungsmodus erhöht
wird, um ein mageres Ziel-Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis zu
erreichen und somit die Menge von in jede Brennkammer zugeführte Luft
erhöht
wird, wird das Benzindampfspülen
in Übereinstimmung
mit der Verbrennungsbedingung in der Brennkammer, ohne von der erhöhten Luftmenge beeinträchtigt zu
werden, angemessen ausgeführt. Mit
anderen Worten, unter solch einer Bedingung wird die Dampfspülrate in Übereinstimmung
mit der Kraftstoffeinspritzmenge „Tib" oder „Tib'" bestimmt. D.
h., ein unerwünschtes, übermäßiges Dampfspülen, das
eine Verbrennungsfähigkeit
des mageren Gemischs vermindern würde, wird beseitigt oder zumindest
minimiert.
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Während eines
geschichteten, mageren Verbrennungsmodus wird die Ziel-Spülrate „EVPTR" in Übereinstimmung
mit dem Ziel-Äquivalentverhältnis „TFBYA" (oder einem Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis) bestimmt.
Folglich wird, selbst unter solch einem Modus, wobei die Verbrennung
des mageren Gemischs durch das Dampfspülen leicht beeinträchtigt würde, das
Gemisch beibehalten, während
ein optimales Benzindampfspülen
gesichert ist. Wenn somit mit der vorerwähnten herkömmlichen Technik verglichen wird,
wobei während
der geschichteten, mageren Gemischverbrennung das Dampfspülen verhindert oder
zumindest vermindert ist, zeigt das Ausführungsbeispiel eine bemerkenswerte
Leistung in dem Dampfspülen.
Mit anderen Worten, in dem Ausführungsbeispiel
werden sowohl das Dampfspülen,
als auch die Brennbarkeit des geschichteten mageren Gemischs gleichzeitig
verbessert. D. h., selbst während
des geschichteten mageren Gemischverbrennungsmodus wird das Dampfspülen ausreichend ausgeführt.
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Falls
es gewünscht
wird, kann die Ziel-Spülrate „EVPTR" (nämlich „EVPTR-0", „EVPTR-1", „EVPTR-S") in Übereinstimmung
mit der Konzentration des gespülten
Dampfes korrigiert werden. Z. B. kann die Korrektur so vorgenommen
werden, dass sich die Ziel-Spülrate
mit der Erhöhung
der Dampfkonzentration vermindert. Zum Messen der Dampfkonzentration
ist ein Kohlenwasserstoff-Konzentrationssensor in dem Dampfspülrohr 24 montiert
(siehe 1). Überdies
kann die Konzentration des Dampfes aus einem Unterschied zwischen
einem Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturverhältnis „α" für eine Rückkopplungssteuerung
des Motors während eines
Modus festgelegt werden, wobei das Dampfspülen nicht ausgeführt wird,
und ein weiterer Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor „β" für
die Rückkopplungssteuerung
des Motors während
eines Modus festgelegt werden, wobei das Dampfspülen ausgeführt wird. Wie bekannt ist,
wird in der Rückkopplungssteuerung
des Motors durch das Verarbeiten eines Informationssignales, das
von einem Sauerstoffsensor 19 (oder einem Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor)
ausgegeben wird, das vorhandene Luft-/Kraftstoffverhältnis des
Gemischs auf einen stöchiometrischen
Wert gesteuert.
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Überdies,
wenn es gewünscht
wird, kann die Ziel-Spülrate „EVPTR" in Übereinstimmung
mit der Rate der Abgasrückführung (EGR)
korrigiert werden. D. h., die Korrektur wird z. B. so vorgenommen,
dass sich die Ziel-Spülrate
mit der Erhöhung
der Rate der EGR vermindert.
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Überdies
kann, falls es gewünscht
ist, die Ziel-Spülrate „EVPTR" in Übereinstimmung
mit der Menge „OGA" des Betriebsgases
korrigiert werden, was durch die folgende Gleichung repräsentiert
wird: OGA = (Qa +
QEGR + QPURGE)/FR (5)wobei:
Qa:
Luftmenge, die durch den Luftströmungsmesser 13 gemessen
wird,
QEGR: Abgasmengenrückführung zu
der Brennkammer,
QPURGE: Luftmenge
im Benzindampf,
FR: Rate der Kraftstoffmenge.
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Die
oben vorgestellte Beschreibung zeigt (unter anderem) ein Benzindampf-Spülsystem
für eine
Brennkraftmaschine vom Benzin-Direkteinspritzungstyp, das ein Dampfspülen in Übereinstimmung mit
der Verbrennung von dem Motor optimal ausführt. Das System weist einen
Dampfspülabschnitt
auf, der den Benzindampf, der in einem Kraftstoffzuführungsabschnitt
erzeugt wird, zeitweilig auffängt
und den Benzindampf durch eine Dampfspülleitung zu einem Einlassabschnitt
des Motors, während
der Motor in Betrieb ist, zuführt;
ein elektrisch betätigtes
Ventil, das in der Dampfspülleitung
installiert ist, um die Strömung
des Benzindampfes in die Richtung des Einlassabschnittes zu steuern;
und eine Steuereinheit, die den Betrieb des Ventiles so steuert,
dass eine Ziel-Spülrate des
Benzindampfes, der in die Richtung zu dem Einlassabschnitt gerichtet
ist, auf der Grundlage einer Benzinmenge, die in jede Brennkammer
des Motors durch die Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, bestimmt
wird.
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Es
wird außerdem
ein Benzindampf-Steuersystem für
den Gebrauch mit einer Brennkraftmaschine gezeigt, das einen Benzindampf-Spülabschnitt
hat, der den in einem Kraftstoffzuführungssystem des Motors erzeugten
Benzindampf zeitweilig auffängt
und denselben zu einem Einlassabschnitt des Motors bei Betrieb des
Motors zuführt.
Das Steuerungssystem weist eine erste Einrichtung auf, um eine Ziel-Dampfspülrate auf
der Grundlage der in jede Brennkammer des Motors zugeführten Kraftstoffmenge
zu bestimmen; eine zweite Einrichtung, die, wenn der Motor mit einem
geschichteten, mageren Gemisch in Betrieb ist, die Ziel-Dampfspülrate in Übereinstimmung
mit einem Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis des Gemisches korrigiert;
und eine dritte Einrichtung zum wahlweisen Steuern des Dampfspülens, das
durch den Dampfspülabschnitt
in Übereinstimmung
mit der Ziel-Dampfspülrate
und der korrigierten Ziel-Dampfspülrate bewirkt wird.