DE102018127488A1 - Steuersystem für verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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DE102018127488A1
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Abstract

Eine Zusatzkammer (51), die eine Zündkerze (54) und einen Zusatzkraftstoffinjektor aufweist, ist in dem Mittelteil der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer (2) ausgebildet. Wenn ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer (51) von der Zündkerze (54) zum Brennen gebracht wird, wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer (2) durch Strahlflammen bzw. Stichflammen, die aus den Verbindungslöchem (52) ausgestoßen werden, veranlasst, zu brennen. Die Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors (53) sind zu einer Tumbleströmungszuflussrandregion (R) hin ausgerichtet, welche sich an dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer (51) an einer Stelle befindet, die sich auf einer Seite befindet, auf der die Tumbleströmung W aus den Verbindungslöcher (52) einströmt. Wenn die Tumbleströmung (W) in der Hauptbrennkammer (2) durch das Tumbleströmungssteuerventil (48) veranlasst wird, erzeugt zu werden, wird Zusatzkraftstoff (QF) von dem Zusatzkraftstoffinjektor (53) zu der Tumbleströmungszuflussrandregion (R) der Zusatzkammer (51) hin eingespritzt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine.
  • STAND DER TECHNIK
  • Im Stand der Technik ist eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, welche die Hauptbrennkammer umfasst sowie die Zusatzkammer, welche in dem Mittelabschnitt der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer ausgebildet ist und mit dem Inneren der Hauptbrennkammer über die Verbindungslöcher verbunden ist. Die Zusatzkammer weist die Zündkerze und den Zusatzkraftstoffinjektor auf sowie ein Druckanpassungsmittel, um den Druck in der Zusatzkammer anzupassen (siehe beispielsweise die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift Nr. 2007-205236 ). In dieser Verbrennungskraftmaschine wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer durch die Zündkerze entzündet, um das Ausstoßen von Strahlflammen bzw. Stichflammen aus den Verbindungslöchern in das Innere der Hauptbrennkammer zu veranlassen, und es wird veranlasst, dass ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer durch die Stichflammen verbrannt wird. In diesem Fall wird bei dieser Verbrennungskraftmaschine, wenn die Motorlast hoch ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das zur Zeit des Verdichtungstakts aus der Hauptbrennkammer in das Innere der Zusatzkammer befördert wurde, durch die Zündkerze entzündet, wodurch die Stichflammen erzeugt werden, wohingegen, wenn die Motorlast gering ist, Zusatzkraftstoff zur Förderung einer Verbrennung von dem Zusatzkraftstoffinjektor in das Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt wird, das zur Zeit des Verdichtungstakts von der Hauptbrennkammer in das Innere der Zusatzkammer befördert wurde, und das Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches den Zusatzkraftstoff enthält, von der Zündkerze entzündet wird, um so die Stichflammen zu erzeugen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Was dies betrifft, so weist die Zusatzkammer eine Mehrzahl an Verbindungslöchern auf, die sich radial von dem Inneren der Zusatzkammer zu dem Randteil der Hauptbrennkammer erstrecken, um so die Stichflammen, die aus der Zusatzkammer ausgestoßen werden, dazu zu bringen, sich gleichmäßig in der Hauptbrennkammer zu verteilen. Wenn allerdings durch die zugeführte Ansaugluft eine Tumbleströmung erzeugt wird, die um eine Achse wirbelt, die rechtwinklig zu der Zylinderachse in der Hauptbrennkammer verläuft, wird, falls die Zusatzkammer eine Mehrzahl an Verbindungslöchern aufweist, die sich radial von dem Inneren der Zusatzkammer zu dem Randteil der Hauptbrennkammer erstrecken, die Tumbleströmung in das Innere der Zusatzkammer von den Verbindungslöchern aus strömen, die auf der Seite positioniert sind, wo die Tumbleströmung ankommt.
  • Falls die Tumbleströmung auf diese Art und Weise in die Zusatzkammer strömt, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer von der Zündkerze entzündet wird, wird die Zündflamme von der Tumbleströmung angeschoben und nicht fähig sein, sich zu dem Randteil der Zusatzkammer auszubreiten, welcher sich auf einer Seite befindet, auf der die Tumbleströmung einströmt. Folglich werden die Stichflammen abgeschwächt, die aus den Verbindungslöchern ausgestoßen werden, in die die Tumbleströmung strömt. Auf diese Art und Weise werden die Stichflammen, die aus einem Teil der Verbindungslöcher ausgestoßen werden, abgeschwächt, das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das an dem Randteil der Hauptbrennkammer in Vorwärtsrichtung der abgeschwächten Stichflammen positioniert ist, wird durch den Druckanstieg aufgrund der Verbrennung des umgebenden Kraftstoff-Luft-Gemisches verdichtet und entzündet sich selbst, und daher kommt es zu dem Problem, dass ein Klopfen auftritt. Allerdings wird bei der oben erwähnten japanischen Offenlegungsschrift in keinerlei Weise das Auftreten von Klopfen aufgrund der Tumbleströmung berücksichtigt.
  • Um das obige Problem zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, die Folgendes aufweist:
    • eine Hauptbrennkammer und
    • eine Zusatzkammer, die in einem Mittelabschnitt einer oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer ausgebildet ist und mit dem Inneren der Hauptbrennkammer über Verbindungslöcher verbunden ist, wobei die Zusatzkammer eine Zündkerze und einen Zusatzkraftstoffinjektor aufweist, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer durch Strahlflammen bzw. Stichflammen verbrannt wird, die aus den Verbindungslöchern ausgestoßen werden, wenn ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer durch die Zündkerze verbrannt wird, wobei
    • die Steuervorrichtung ein Tumbleströmungssteuerventil aufweist, das fähig ist, einen Strömungspfad eines Ansaugluftstroms in einem Ansaugtrakt so zu steuern, dass die Erzeugung einer Tumbleströmung verursacht wird, die um eine Achse rechtwinklig zu einer Zylinderachse in der Hauptbrennkammer wirbelt,
    • die Zusatzkammer mit einer Mehrzahl an Verbindungslöchern ausgestaltet ist, die sich radial von einem Randteil eines Endabschnitts der Zusatzkammer, deren Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer befindet, zu dem Randteil der Hauptbrennkammer hin erstrecken und in einem Strömungspfad der Tumbleströmung münden,
    • Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors zu einer Tumbleströmungszuflussrandregion hin ausgerichtet sind, die sich an dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer an einer Stelle befindet, die sich auf einer Seite befindet, auf der die Tumbleströmung aus den Verbindungslöchern einströmt, und
    • Zusatzkraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor zu der Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer hin eingespritzt wird, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung in der Hauptbrennkammer durch das Tumbleströmungssteuerventil veranlasst wird.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Falls der Zusatzkraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor zu der Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer hin eingespritzt wird, wird die Dichte des Kraftstoff-Luft-Gemisches um die Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer höher und es wird eine starke Störung in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch verursacht werden. Ferner wird die Geschwindigkeit der Tumbleströmung, die aus den Verbindungslöchern einströmt, verlangsamt, sodass sich die von der Zündkerze erzeugte Zündflamme ausreichend zu der Tumbleströmungszuflussrandregion ausbreiten wird. Folglich werden die Stichflammen, die aus den Verbindungslöchern ausgestoßen werden, in welche die Tumbleströmung fließt, auf die gleiche Art und Weise wie die Stichflammen, die aus den anderen Verbindungslöchern ausgestoßen werden, ebenfalls stärker, und dadurch kann das Auftreten von Klopfen verhindert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Übersicht über eine Verbrennungskraftmaschine.
    • 2 ist eine Ansicht des Zylinderkopfs von unten.
    • 3 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer Verbrennungskraftmaschine entlang dem A-A-Querschnitt aus 2.
    • 4 ist eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht der Zone um eine Zusatzkammer herum.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Zusatzkammergehäuses entlang dem B-B-Querschnitt aus 4.
    • 6 ist eine Ansicht, die einen offenen Bereich und einen geschlossenen Bereich eines Tumbleströmungssteuerventils zeigt.
    • 7A ist eine Ansicht, die einen normalen Ausbreitungszustand von Flammen in einer Zusatzkammer zeigt, wenn keine Tumbleströmung verursacht wird, während 7B eine Ansicht ist, die normale Stichflammen zeigt, die aus einer Zusatzkammer ausgestoßen werden, wenn keine Tumbleströmung verursacht wird.
    • 8A zeigt eine Ansicht, die einen nicht bevorzugten Ausbreitungszustand von Flammen in einer Zusatzkammer zeigt, wenn eine Tumbleströmung verursacht wird, während 8B eine Ansicht ist, die nicht bevorzugte Stichflammen zeigt, die aus einer Zusatzkammer ausgestoßen werden, wenn eine Tumbleströmung verursacht wird.
    • 9A ist eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht der Zone um eine Zusatzkammer herum, während 9B eine Querschnittsansicht eines Zusatzkammergehäuses entlang dem C-C-Querschnitt aus 9A ist.
    • 10A ist eine Ansicht, die einen bevorzugten Ausbreitungszustand von Flammen in einer Zusatzkammer zeigt, wenn eine Tumbleströmung verursacht wird, während 10B eine Ansicht ist, die bevorzugte Stichflammen zeigt, die aus einer Zusatzkammer ausgestoßen werden, wenn eine Tumbleströmung verursacht wird.
    • 11 ist eine Ansicht, die einen Einspritzzeitpunkt eines Zusatzkraftstoffes von einem Zusatzkraftstoffinjektor und einen Zündzeitpunkt zeigt.
    • 12A ist eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht einer Abwandlung einer Zusatzkammer, während 12B eine Querschnittsansicht eines Zusatzkammergehäuses entlang dem C-C-Querschnitt aus 12A ist.
    • 13 ist eine Ansicht, die ein Durchschnittsmischungsverhältnis des Inneren einer Hauptbrennkammer und des Inneren einer Zusatzkammer, eine Zusatzkraftstoffeinspritzmenge, einen Zusatzkraftstoffeinspritzdruck und einen Einspritzmodus eines Zusatzkraftstoffes zeigt.
    • 14 ist ein Flussdiagramm für eine Betriebssteuerung eines Verbrennungsmotors.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine Übersicht über eine Verbrennungskraftmaschine, die mit Benzin betankt wird. In 1 bezeichnet 1 ein Motorgehäuse, 2 eine Hauptbrennkammer von jedem Zylinder, 3 einen Hauptkraftstoffinjektor, der jeweils für jeden Zylinder ausgebildet ist, 4 einen Ausgleichstank, 5 Ansaugabzweigrohre und 6 ein Abgassammelrohr. Der Ausgleichstank 4 ist über einen Ansaugtrakt 7 mit dem Auslass eines Verdichters 8a eines Abgasturboladers 8 verbunden. Der Einlass des Verdichters 8a ist über eine Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung 9 mit einem Luftfilter 10 verbunden. In dem Ansaugtrakt 7 ist ein Drosselventil 11 angeordnet, das von einem Stellglied angetrieben wird. Um den Ansaugtrakt 7 herum ist ein Ladeluftkühler 12 zur Kühlung der Ansaugluft, die durch das Innere des Ansaugtrakts 7 strömt, angeordnet.
  • Dagegen ist das Abgassammelrohr 6 mit dem Einlass einer Abgasturbine 8b des Abgasturboladers 8 verbunden, während der Auslass der Abgasturbine 8b über ein Abgasrohr 13 mit einem Katalysator 14 zur Abgasreinigungsverwendung verbunden ist. Das Abgassammelrohr 5 und der Ausgleichstank 4 sind über einen Abgasrückführungskanal 15 miteinander verbunden („Abgasrückführung“ wird nachfolgend als „EGR“ für „Exhaust Gas Recirculation“ bezeichnet). Innerhalb des EGR-Kanals 15 ist ein EGR-Steuerventil 16 angeordnet. Jeder Hauptkraftstoffinjektor 3 ist mit einem Kraftstoffverteiler 17 verbunden. Dieser Kraftstoffverteiler 17 ist über eine Kraftstoffpumpe 18 mit einem Kraftstofftank 19 verbunden.
  • Eine elektronische Steuereinheit 20 weist einen digitalen Computer auf, der mit einem ROM (Read Only Memory bzw. Nurlesespeicher) 22 ausgestattet ist, RAM (Randorn Access Memory bzw. Direktzugriffsspeicher) 23, CPU (Mikroprozessor) 24, Eingabeport 25 und Ausgabeport 26, welche über einen bidirektionalen Bus 21 miteinander verbunden sind. Das Ausgabesignal der Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung 9 wird durch einen entsprechenden AD-Wandler 27 an dem Eingabeport 25 eingegeben. Ferner ist ein Beschleunigungs- bzw. Gaspedal 30 mit einem Lastsensor 31 verbunden, der eine Ausgangsspannung erzeugt, welche proportional zu der Betätigungsgröße des Gaspedals 30 ist. Die Ausgabespannung des Lastsensors 31 wird über einen entsprechenden AD-Wandler 27 an dem Eingabeport 25 eingegeben. Ferner ist der Eingabeport 25 mit einem Kurbelwinkelsensor 32 verbunden, der jedes Mal, wenn ein Kurbelwinkel zum Beispiel um 30° rotiert, einen Ausgangsimpuls erzeugt. Der Ausgabeport 26 dagegen ist über entsprechende Steuerschaltkreise 28 mit den Hauptkraftstoffinjektoren 3, dem Stellglied zum Antreiben des Drosselventils 11, dem EGR-Steuerventil 16 und der Kraftstoffpumpe 18 verbunden.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht des Motorgehäuses 1, das in 1 gezeigt wird, während 2 eine Ansicht von unten der oberen Oberfläche der in 3 gezeigten Verbrennungskammer 2 ist. Es ist zu beachten, dass in den 2 und 3 41 einen Zylinderblock bezeichnet, 42 einen Zylinderkopf, der an dem oberen Ende des Zylinderblocks 41 befestigt ist, 43 einen Kolben, der sich in dem Zylinderblock 41 hin- und herbewegt, 44 ein Paar Ansaugventile, 45 einen Ansaugtrakt, 46 ein Paar Abgasventile und 47 einen Abgaskanal. Wie in den 2 und 3 gezeigt, erstreckt sich der Ansaugtrakt 45 in dem Zylinderkopf 42 so, dass er sich von der Mittelachse des Zylinders so entfernt, wie er sich von der Hauptbrennkammer 2 entfernt. In dem in den 2 und 3 gezeigten Beispiel ist der Ansaugtrakt 45 aus einem gemeinsamen Durchgangsteil 45a für das Paar Ansaugventile 44 und verzweigte Durchgangsteile 45b ausgebildet, welche von diesem gemeinsamen Durchgangsteil 45a zu den Ansaugventilen 44 abzweigen. Ein Tumbleströmungssteuerventil 48 ist in dem gemeinsamen Durchgangsteil 45a des Ansaugtrakts 45 angeordnet.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist das Tumbleströmungssteuerventil 48 einen Ventilkolben 48a auf, der sich über die untere Wandoberfläche des Ansaugtrakts 45 in Längsrichtung des Motorgehäuses 1 erstreckt, und einem Ventilkörper 48b, der sich in einem Winkel zu der oberen Wandoberfläche des Ansaugtrakts 45 erstreckt, welcher auf der Stromabwärtsseite des Ventilkolbens 48a positioniert ist, wenn das Tumbleströmungssteuerventil 48 geschlossen ist. Das Tumbleströmungssteuerventil 48 wird von einem Stellglied 49, das mit dem Ventilkolben 48a verbunden ist, basierend auf einem Ausgabesignal der elektronischen Steuereinheit 20 in eine offene Stellung, die in 3 durch die Strichlinie gezeigt wird, und in eine geschlossene Stellung gesteuert, die in 3 durch die durchgezogene Linie gezeigt wird. Falls das Tumbleströmungssteuerventil 48 in die geschlossene Stellung gesteuert wird, strömt die Ansaugluft, die in den Ansaugtrakt 45 strömt, die obere Wandoberfläche des Ansaugtrakts 45 entlang und strömt, wie von dem Pfeil W in 3 gezeigt, tangential zu der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer 2, wodurch eine Tumbleströmung in der Hauptbrennkammer 2 erzeugt wird, die um eine Achse rechtwinklig zu der Zylinderachse wirbelt. Auf diese Art und Weise wird durch das Anordnen des Tumbleströmungssteuerventils 48, das fähig ist, den Strömungspfad des Ansaugluftstroms in dem Ansaugtrakt 45 zu steuern, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Tumbleströmung W, die um eine Achse rechtwinklig zu der Zylinderachse wirbelt, veranlasst, in der Hauptbrennkammer 2 erzeugt zu werden. Es ist zu beachten, dass, wie in 3 gezeigt, der Hauptkraftstoffinjektor 3 in dem Ansaugtrakt 45 auf der Stromaufwärtsseite von dem Tumbleströmungssteuerventil 48 angeordnet ist.
  • In den 2 bis 5 dagegen ist in einem Mittelteil der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer 2 ein Zusatzkammergehäuse 50 befestigt. In dem in den 2 bis 5 gezeigten Beispiel weist dieses Zusatzkammergehäuse 50 eine hohle, zylindrische Gestalt mit dünner Wand mit zwei geschlossenen Enden auf, und ist an der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer 2 befestigt, sodass sich die Mittelachse des Zusatzkammergehäuses 50 in Richtung der Mittelachse des Zylinders erstreckt. Ferner ist in dem in den 2 bis 5 gezeigten Beispiel der obere Abschnitt des Zusatzkammergehäuses 50 in dem Zylinderkopf 42 positioniert, während nur der untere Abschnitt des Zusatzkammergehäuses 50 in das Innere der Hauptbrennkammer 2 freiliegt. In diesem Zusatzkammergehäuse 50 ist eine Zusatzkammer 51 ausgebildet. Das Zusatzkammergehäuse 50 ist mit einer Mehrzahl an Verbindungslöchern 52 ausgebildet, die sich radial von dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 51, deren Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 befindet, zu dem Randteil der Hauptbrennkammer 2 erstrecken.
  • In diesem Fall sind bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 5 gezeigt, die Verbindungslöcher 52 in regelmäßigen Winkelabständen um die Mittelachse des Zusatzkammergehäuses 50 herum ausgebildet, sodass sie sich radial von der Mittelachse des Zusatzkammergehäuses 50 erstrecken. Ferner erstrecken sich bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt, die Verbindungslöcher 52 etwas nach unten zu dem Randteil der Hauptbrennkammer 2 hin. Falls die Tumbleströmung W in der Hauptbrennkammer 2 erzeugt wird, strömt diese Tumbleströmung W, wie in 3 gezeigt, entlang der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer 2. Falls die Tumbleströmung W in der Hauptbrennkammer 2 erzeugt wird, strömt die Tumbleströmung W daher um den unteren Abschnitt des Zusatzkammergehäuses 50 herum, welcher zu dem Inneren der Hauptbrennkammer 2 freiliegt, das heißt, um die äußere Umfangswandoberfläche des unteren Abschnitts des Zusatzkammergehäuses 50 herum, wo die Verbindungslöcher 52 münden. Daher kann man sagen, dass in der Zusatzkammer 51 bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl an Verbindungslöchem 52 ausgestaltet sind, die sich radial von dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 51, deren Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 befindet, zu dem Randteil der Hauptbrennkammer 2 erstrecken und in den Strömungspfad der Tumbleströmung W münden.
  • Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dagegen ist in dem Mittelteil der oberen Oberfläche der Zusatzkammer 51 ein Zusatzkraftstoffinjektor 53 angeordnet. Ferner ist in dem Randteil der oberen Oberfläche der Zusatzkammer 51 eine Zündkerze 54 angeordnet. Der Zusatzkraftstoffinjektor 53 von jedem Zylinder ist, wie in 1 gezeigt, mit einem Kraftstoffverteiler 55 verbunden. Dieser Kraftstoffverteiler 55 ist über eine Kraftstoffpumpe 56 mit dem Kraftstofftank 19 verbunden. An diesem Kraftstoffverteiler 55 ist ein Kraftstoffdrucksensor 57 angeordnet, um einen Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffverteiler 55 zu erfassen. Ein Ausgabesignal dieses Kraftstoffdrucksensors 57 wird durch den entsprechenden AD-Wandler 27 an dem Eingabeport 25 eingegeben. Ferner sind der Zusatzkraftstoffinjektor 53 und die Zündkerze 54 von jedem Zylinder über die entsprechenden Steuerschaltkreise 28 mit dem Ausgabeport 26 verbunden.
  • 6 zeigt einen offenen Bereich, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, sich, wie durch die Strichlinie in 3 gezeigt, zu öffnen, und einen geschlossenen Bereich, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, sich, wie durch die durchgezogene Linie in 3 gezeigt, zu schließen. Es ist zu beachten, dass in 6 die Ordinate L die Motorlast zeigt, während die Abszisse N die Motordrehzahl zeigt. Aus 6 ist ersichtlich, dass bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, zur Zeit hoher Motorlast, hohen Drehzahlbetriebs, zu öffnen, während das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, zur Zeit niedriger Motorlast, niedrigen Drehzahlbetriebs, zu schließen. Es ist beachten, dass bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Zeit hoher Motorlast, hohen Drehzahlbetriebs, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, sich zu öffnen, das Durchschnittsmischungsverhältnis in der Hauptbrennkammer 2 und der Zusatzkammer 51 zum stöchiometrischen Mischungsverhältnis oder fetten Mischungsverhältnis wird, während zur Zeit niedriger Motorlast, niedrigen Drehzahlbetriebs, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, zu schließen, das Durchschnittsmischungsverhältnis in der Hauptbrennkammer 2 und in der Zusatzkammer 51 zum stöchiometrischen Mischungsverhältnis oder mageren Mischungsverhältnis wird.
  • In der in den 1 bis 5 gezeigten Verbrennungskraftmaschine wird die Verbrennung in der Zusatzkammer 51 und in der Hauptbrennkammer 2 im Grunde durchgeführt, indem Kraftstoff nur aus dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird. 7A zeigt den Ausbreitungszustand der Flamme F in der Zusatzkammer 51 in dem Fall, in dem Kraftstoff nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird und keine Erzeugung einer Tumbleströmung W veranlasst wird, während 7B Stichflammen J zeigt, die aus der Zusatzkammer 51 in dem Fall ausgestoßen werden, in dem Kraftstoff nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird und keine Erzeugung einer Tumbleströmung W veranlasst wird. Das heißt, falls das Ansaugventil 44 in dem Fall geöffnet wird, in dem Kraftstoff nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird und keine Erzeugung einer Tumbleströmung W veranlasst wird, wird der von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzte Kraftstoff zusammen mit der Ansaugluft in das Innere der Hauptbrennkammer 2 eingespritzt, wobei ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 2 gebildet wird.
  • Falls der Verdichtungstakt gestartet wird, strömt als nächstes das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 2 einheitlich aus allen Verbindungslöchern 52 in das Innere der Zusatzkammer 51. Als nächstes wird in der Endphase des Verdichtungstakts ein Zündvorgang von der Zündkerze 54 durchgeführt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch um die Zündkerze 54 wird als erstes entzündet. Als nächstes breitet sich die Zündflamme in dem Inneren der Zusatzkammer 51 zu der Hauptbrennkammer 2 aus. Wie in der 7A durch F1 gezeigt, breitet sich an dem Endabschnitt der Zusatzkammer 51, dessen Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 befindet, wo die Verbindungslöcher 52 ausgebildet sind, die Flamme zu dem Mittelteil in der Zusatzkammer 51 aus. Als nächstes breitet sich die Flamme, wie in 7A durch F2 und F3 gezeigt, von dem Mittelteil zu dem Randteil in der Zusatzkammer 51 aus. Folglich werden Strahlflammen bzw. Stichflammen J aus den Verbindungslöchern 52 mit einer einheitlichen Stärke ausgestoßen. Daher erreichen alle Stichflammen J den Randbereich der Hauptbrennkammer 2, wie in 7B gezeigt.
  • Das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 2 beginnt, aufgrund dieser Stichflammen J gleichzeitig verbrannt zu werden. Daher steigt der Druck einheitlich in dem gesamten Bereich in der Hauptbrennkammer 2. Folglich wird keine gute Verbrennung ohne Auftreten von Klopfen erzielt.
  • Wenn allerdings nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 Kraftstoff eingespritzt wird, tritt diesbezüglich ein Problem auf, falls die Tumbleströmung W erzeugt wird. Dies wird unter Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben. Es ist zu beachten, dass 8A den Ausbreitungszustand der Flamme F in der Zusatzkammer 51 zeigt, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W in dem Fall veranlasst wird, in dem Kraftsoff nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird, während 8B die Stichflammen J zeigt, die aus der Zusatzkammer 51 ausgestoßen werden, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W in dem Fall veranlasst wird, in dem Kraftstoff nur von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt wird.
  • Falls eine Erzeugung der Tumbleströmung W veranlasst wird, strömt, wie oben beschrieben, die Tumbleströmung W um den unteren Abschnitt des Zusatzkammergehäuses 50 herum, welcher zu dem Inneren der Hauptbrennkammer 2 freiliegt, das heißt, die Zone um die äußere Umlaufwandoberfläche des unteren Abschnitts des Zusatzkammergehäuses 50 herum, in dem die Verbindungslöcher 52 münden. Folglich strömt die Tumbleströmung W, wie in 8A durch die Pfeile W gezeigt, in die Zusatzkammer 51 aus dem Verbindungsloch 52, das auf der äußeren Randwandoberfläche des Zusatzkammergehäuses 50 mündet, auf die die Tumbleströmung W trifft. Als nächstes strömt die Tumbleströmung W quer durch das Innere der Zusatzkammer 51, dann strömt die Tumbleströmung W, wie in 8A durch den Pfeil W gezeigt, aus dem Verbindungsloch 52 heraus, das auf der entgegengesetzten Seite von dem Verbindungsloch 52 positioniert ist, in welches die Tumbleströmung W strömt.
  • Falls die Tumbleströmung W auf diese Weise durch das Innere der Zusatzkammer 51 fließt, wächst die Zündflamme des durch die Zündkerze 54 gezündeten Kraftstoff-Luft-Gemisches aufgrund der Tumbleströmung W in dem Zustand, der zu dem Inneren der Zusatzkammer 51 auf der Seite des Verbindungslochs 52 neigt, wo die Tumbleströmung W ausströmt, das heißt, in das Innere der Zusatzkammer 51 auf der Seite des Abgasventils 46, wie in 8A von F1, F2 und F3 gezeigt, und das Wachsen der Zündflamme in das Innere der Zusatzkammer 51 auf der Seite des Verbindungslochs 52, wo die Tumbleströmung W einströmt, das heißt, in das Innere der Zusatzkammer 51 auf der Seite des Ansaugventils 44, wird unterbunden. Folglich wird, wie in 8B durch J1 gezeigt, die zu der Seite des Ansaugventils 44 ausgestoßene Stichflamme im Vergleich zu anderen Stichflammen J schwächer und die Stichflamme J1, die zu der Seite des Ansaugventils 44 ausgestoßen wird, erreicht nicht mehr den Randteil der Hauptbrennkammer 2. Falls auf diese Weise ein Teil der ausgestoßenen Stichflamme J1 schwächer wird, wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch G, das in dem Randteil der Hauptbrennkammer in Vorwärtsrichtung dieser Stichflamme J1 positioniert ist, aufgrund des Druckanstiegs aufgrund der Verbrennung des umgebenden Kraftstoff-Luft-Gemischs verdichtet und wird sich selbst entzünden, wodurch ein Klopfen auftreten wird.
  • Daher wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W veranlasst wird, um die Stichflammen zu stärken, die zu der Seite des Ansaugventils 44 ausgestoßen werden, auch von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 Kraftstoff zusätzlich zu der Kraftstoffeinspritzung von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 eingespritzt, wodurch ein Auftreten von Klopfen verhindert wird. Als nächstes wird dies unter Bezugnahme auf die 9A bis 11 beschrieben.
  • Das heißt, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W veranlasst wird, wie in den 9A und 9B gezeigt, der Zusatzkraftstoff QF von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 zu einer Tumbleströmungszuflussrandregion R hin eingespritzt, welche sich in dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 50 befindet, dessen Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 an einer Stelle auf einer Seite befindet, wo die Tumbleströmung W aus den Verbindungslöchern 52 einströmt. Das heißt, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors 53 zu einer Tumbleströmungszuflussrandregion R ausgerichtet, welche sich in dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 50 befindet, dessen Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 an einer Stelle befindet, die sich auf einer Seite befindet, wo die Tumbleströmung W von den Verbindungslöchern 52 einströmt. Es ist zu beachten, dass hinsichtlich der Reichweite dieser Tumbleströmungszuflussrandregion R, die Reichweite in Mittelachsenrichtung der Zusatzkammer 51 durch den Pfeil R in 9A gezeigt wird, während der Bereich in der Umfangsrichtung der Zusatzkammer 51 durch den Pfeil R in 9B gezeigt wird.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn der Zusatzkraftstoff QF von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 eingespritzt wird, der Zündvorgang durch die Zündkerze 54 kurze Zeit nachdem der Zusatzkraftstoff QF von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 eingespritzt wurde durchgeführt wird. In diesem Fall werden das optimale Spektrum eines Einspritzzeitpunkts des Zusatzkraftstoffs QF von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 und die optimale Reichweite eines Zündzeitpunkts durch die Zündkerze 54 in 11 gezeigt.
  • Wie in den 9A und 9B gezeigt, wird nun, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W veranlasst wird, falls der Zusatzkraftstoff QF von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 eingespritzt wird, die Dichte des Kraftstoff-Luft-Gemischs um die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 höher und es wird eine starke Störung in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch um die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 verursacht. Ferner wird die Tumbleströmung W, die aus den Verbindungslöchern 52 einströmt, aufgrund eines Kraftstoffnebels des Zusatzkraftstoffes QF entschleunigt. Folglich breitet sich die Zündflamme in den Mittelteil der Zusatzkammer 51 oder zu einer Zone in der Nähe der Tumbleströmungszuflussrandregion R aus, selbst falls die Tumbleströmung W in das Innere der Zusatzkammer 51 strömt, da sich die Zündflamme aufgrund der Zündkerze 54, wie in 10A durch F1 gezeigt, zu dem dichten Kraftstoff-Luft-Gemisch ausbreitet, welches leicht entzündlich ist. Als nächstes breitet sich die Zündflammen einheitlich von dem Mittelteil der Zusatzkammer 51 oder einer Zone in der Nähe der Tumbleströmungszuflussrandregion R zu dem Randbereich der Zusatzkammer 51 aus, wie in 10A durch F2 und F3 gezeigt.
  • Folglich werden Strahlflammen bzw. Stichflammen J aus den Verbindungslöchern 52 mit einer einheitlichen Stärke ausgestoßen. Daher erreichen, wie in 10B gezeigt, alle Stichflammen J den Randteil der Hauptbrennkammer 2. Als nächstes beginnt aufgrund dieser Stichflammen J das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 2 gleichzeitig zu brennen und der Druck steigt einheitlich in der gesamten Region in der Hauptbrennkammer 2. Als Folge wird eine gute Verbrennung ohne Auftreten von Klopfen erzielt.
  • Die 12A und 12B zeigen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Abwandlung wird der Zusatzkraftstoff QF1 von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 hin eingespritzt, und der Zusatzkraftstoff QF2 wird von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 zu der Randregion der Zusatzkammer 51 eingespritzt, die auf der entgegengesetzten Seite der Tumbleströmungszuflussrandregion R positioniert ist. In diesem Fall ist die Menge des Zusatzkraftstoffes QF2 deutlich geringer im Vergleich zu dem Zusatzkraftstoff QF1. Daher wird bei allen Zusatzkraftstoffen QF1, QF2 der Zusatzkraftstoff QF1 das Maximum. Daher kann man bei dieser Abwandlung sagen, dass die Ausstoßöffnung, wo die Einspritzmenge zum Maximum der Ausstoßöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors 53 wird, auf die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 ausgerichtet ist.
  • Das heißt, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzkammer 51, die mit dem Inneren der Hauptbrennkammer 2 über die Verbindungslöcher 52 verbunden ist und die die Zündkerze 54 und den Zusatzkraftstoffinjektor 53 aufweist, in dem Mittelabschnitt der oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer 2 ausgebildet und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 2 wird von den Stichflammen verbrannt, die durch die Verbindungslöcher 52 ausgestoßen werden, wenn veranlasst wird, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer 51 von der Zündkerze 54 verbrannt wird. Das Tumbleströmungssteuerventil 48, das fähig ist, den Strömungspfad zu der Strömung der Ansaugluft in dem Ansaugtrakt 45 zu steuern, ist ausgestaltet, die Erzeugung der Tumbleströmung W zu verursachen, die um eine Achse rechtwinklig zu der Zylinderachse in der Hauptbrennkammer 2 wirbelt. Die Zusatzkammer 51 ist mit einer Mehrzahl an Verbindungslöchern 52 ausgestattet, die sich radial von dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 51, dessen Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer 2 befindet, zu dem Randteil der Hauptbrennkammer 2 erstrecken und in dem Strömungspfad der Tumbleströmung W münden. Die Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors 53 sind zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R hin ausgerichtet, welche sich an dem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer 51 an einer Stelle befindet, die sich auf einer Seite befindet, auf der die Tumbleströmung W aus den Verbindungslöcher 52 einströmt. Zusatzkraftstoff QF, QF1 wird von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 hin eingespritzt, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung W in der Hauptbrennkammer 2 durch das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird.
  • In diesem Fall sind bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 9A und 9B gezeigt, alle Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors 53 zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 hin ausgerichtet. In der Abwandlung der vorliegenden Erfindung ist, wie in den 12A und 12B gezeigt, die Ausstoßöffnung mit der maximalen Einspritzmenge von allen Ausstoßöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors 53 zu der Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 hin ausgerichtet.
  • Wie oben erläutert wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Kraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 eingespritzt, wenn die Tumbleströmung W erzeugt wird, das heißt, wenn das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, zu schließen. Wenn das Tumbleströmungssteuerventil veranlasst wird, sich weit zu öffnen, wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 angehalten. Dagegen wird, wie in 6 gezeigt, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Zeit hoher Motorlast, hohen Drehzahlbetriebs, das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst, sich zu öffnen, während das Tumbleströmungssteuerventil 48 zur Zeit niedriger Motorlast, hohen Drehzahlbetriebs veranlasst wird, sich zu schließen. Dementsprechend wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Zeit hoher Motorlast, hohen Drehzahlbetriebs das Einspritzen von Kraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 angehalten, während zur Zeit niedriger Motorlast, niedrigen Drehzahlbetriebs das Einspritzen von Kraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 durchgeführt wird.
  • Wie oben erläutert wird dagegen zur Zeit niedriger Motorlast, niedrigen Drehzahlbetriebs, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 geschlossen wird, das Durchschnittsmischungsverhältnis des Inneren der Hauptbrennkammer 2 und des Inneren der Zusatzkammer 51 zum stöchiometrischen Mischungsverhältnis oder einem mageren Mischungsverhältnis. 13 zeigt die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa, den Zusatzkraftstoffeinspritzdruck Pa und den Einspritzmodus von Zusatzkraftstoff zur Zeit niedriger Motorlast, niedrigen Drehzahlbetriebs, in dem das Tumbleströmungssteuerventil 48 geschlossen ist, in dem Fall (A), in dem das Durchschnittsmischungsverhältnis (A/F)m zum stöchiometrischen Mischungsverhältnis wird, der Fall (B), in dem das Durchschnittsmischungsverhältnis (A/F)m zu einem mageren Mischungsverhältnis wird, und der Fall (C), in dem das Durchschnittsmischungsverhältnis (A/F)m zu einem magereren Mischungsverhältnis wird als in dem Fall (B).
  • Diesbezüglich muss die Dichte des Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Zusatzkammer 51 bei einer gewissen Dichte oder mehr gehalten werden, um eine gute Verbrennung in der Zusatzkammer 51 sicherzustellen. Je größer das Durchschnittsmischungsverhältnis (A/F)m wird, umso mehr wird daher die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa erhöht, wie in 13 gezeigt. Falls die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa auf diese Art und Weise erhöht wird, wird allerdings, was dies betrifft, die Dichte des Kraftstoff-Luft-Gemisches um die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 herum deutlich höher und die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch verursachte Störung wird wesentlich größer. Folglich wird die Verbrennung um die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 herum aktiver, sodass die auf die Seite des Ansaugventils 44 ausgestoßenen Stichflammen im Vergleich mit den anderen Stichflammen zu stark werden.
  • Um daher zu verhindern, dass die Verbrennung um die Tumbleströmungszuflussrandregion R der Zusatzkammer 51 herum extrem aktiv wird, wenn die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa erhöht wird, wird der Zusatzkraftstoffeinspritzdruck Pa veranlasst, zu fallen, wenn die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa erhöht wird, wie in 13 gezeigt, und die Einspritzzeitspanne des Zusatzkraftstoffes wird verlängert. Das hießt, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn die Tumbleströmung W in der Hauptbrennkammer 2 durch das Tumbleströmungssteuerventil 48 erzeugt wird, gilt, dass je größer das Durchschnittsmischungsverhältnis in der Hauptbrennkammer 2 und der Zusatzkammer 51 gemacht wird, umso mehr wird die Einspritzmenge Qa des Zusatzkraftstoffes erhöht und desto weiter wird der Einspritzdruck Pa des Zusatzkraftstoffes veranlasst, zu fallen. Indem dies getan wird, ist es möglich, zu veranlassen, dass die Stichflammen mit einer einheitlichen Stärke aus den Verbindungslöchern 52 ausgestoßen werden, egal welches Mischungsverhältnis das Durchschnittsmischungsverhältnis (A/F)m aufweist.
  • 14 zeigt einen Betriebssteuerablauf eines Verbrennungsmotors. Dieser Ablauf wird ausgeführt, indem jede konstante Zeitspanne unterbrochen wird. In 14 wird zuerst bei Schritt 100 beurteilt, ob der Betriebszustand des Verbrennungsmotors in dem in 6 gezeigten offenen Bereich des Tumbleströmungssteuerventils 48 liegt. Wenn der Betriebszustand des Verbrennungsmotors in dem in 6 gezeigten offenen Bereich des Tumbleströmungssteuerventils 48 liegt, schreitet der Ablauf zu Schritt 101 fort, wo das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, sich weit zu öffnen. Als nächstes wird in Schritt 102 das Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis ausgelesen, das im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde. Dieses Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis ist das stöchiometrische Mischungsverhältnis oder das fette Mischungsverhältnis. Als nächstes wird in Schritt 103 die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge Qt aus diesem Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis und der Ansaugluftmenge, die von der Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung 9 erfasst wurde, berechnet.
  • Als nächstes wird in Schritt 104 die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge Qt zur Hauptkraftstoffeinspritzmenge Qm von dem Hauptkraftstoffinjektor 3. Als nächstes wird in Schritt 105 der Zündzeitpunkt, die dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors entspricht, basierend auf dem grundlegenden Zündzeitpunkt berechnet, der im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde. Als nächstes wird in Schritt 106 die Einspritzsteuerung des Hauptkraftstoffs von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 durchgeführt. Als nächstes wird in Schritt 107 eine Zündsteuerung durch die Zündkerze 54 durchgeführt.
  • Wenn dagegen in Schritt 100 beurteilt wird, dass der Betriebszustand des Verbrennungsmotors nicht in dem in 6 gezeigten offenen Bereich des Tumbleströmungssteuerventils 48 liegt, schreitet der Ablauf zu Schritt 108 fort, wo das Tumbleströmungssteuerventil 48 veranlasst wird, sich zu schließen, wie durch die durchgezogene Linie in 3 gezeigt. Als nächstes, in Schritt 109, wird das Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis ausgelesen, das im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde. Dieses Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis ist das stöchiometrische Mischungsverhältnis oder ein mageres Mischungsverhältnis. Als nächstes wird in Schritt 110 die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge Qt aus diesem Soll-Durchschnittsmischungsverhältnis und der Ansaugluftmenge, die von der Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung 9 erfasst wurde, berechnet. Als nächstes wird in Schritt 111 die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa basierend auf der grundlegenden Zusatzkraftstoffeinspritzmenge, die im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde, berechnet.
  • Als nächstes wird in Schritt 112 die Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa von der Gesamtkraftstoffeinspritzmenge Qt subtrahiert, wodurch die Hauptkraftstoffeinspritzmenge Qm berechnet wird. Als nächstes wird in Schritt 113 der Zusatzkraftstoffeinspritzdruck Pa basierend auf dem grundlegenden Zusatzkraftstoffeinspritzdruck, der im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde, berechnet. Als nächstes wird in Schritt 114 der Zündzeitpunkt, der dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors entspricht, basierend auf dem grundlegenden Zündzeitpunkt, der im Voraus auf dem ROM 23 der elektronischen Steuereinheit 20 gespeichert wurde, berechnet. Als nächstes wird in Schritt 115 eine Antriebssteuerung der Kraftstoffpumpe 56 durchgeführt, sodass der Kraftstoffdruck, der von dem Kraftstoffdrucksensor 57 erfasst wird, der Zusatzkraftstoffeinspritzdruck Pa wird. Als nächstes wird in Schritt 116 eine Einspritzsteuerung zur Einspritzung des Hauptkraftstoffes von dem Hauptkraftstoffinjektor 3 mit der Hauptkraftstoffeinspritzmenge Qm und zur Einspritzung des Zusatzkraftstoffes von dem Zusatzkraftstoffinjektor 53 mit der Zusatzkraftstoffeinspritzmenge Qa durchgeführt. Als nächstes wird in Schritt 117 eine Zündsteuerung durch die Zündkerze 54 durchgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007205236 [0002]

Claims (5)

  1. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine aufweisend: eine Hauptbrennkammer, und eine Zusatzkammer, die in einem Mittelabschnitt einer oberen Oberfläche der Hauptbrennkammer ausgebildet ist und mit dem Inneren der Hauptbrennkammer über Verbindungslöcher verbunden ist, wobei diese Zusatzkammer eine Zündkerze und einen Zusatzkraftstoffinjektor aufweist, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer durch Strahlflammen verbrannt wird, die aus den Verbindungslöchern ausgestoßen werden, wenn ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zusatzkammer durch die Zündkerze verbrannt wird, wobei diese Steuervorrichtung ein Tumbleströmungssteuerventil aufweist, das fähig ist, einen Strömungspfad eines Ansaugluftstroms in einem Ansaugtrakt so zu steuern, dass die Erzeugung einer Tumbleströmung verursacht wird, die um eine Achse rechtwinklig zu einer Zylinderachse in der Hauptbrennkammer wirbelt, diese Zusatzkammer mit einer Mehrzahl an Verbindungslöchern ausgestaltet ist, die sich radial von einem Randteil eines Endabschnitts der Zusatzkammer, deren Endabschnitt sich auf der Seite der Hauptbrennkammer befindet, zu dem Randteil der Hauptbrennkammer hin erstrecken und in einem Strömungspfad der Tumbleströmung münden, Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors zu einer Tumbleströmungszuflussrandregion hin ausgerichtet sind, welche sich an diesem Randteil des Endabschnitts der Zusatzkammer an einer Stelle befindet, die sich auf einer Seite befindet, auf der die Tumbleströmung W aus den Verbindungslöchern einströmt, und Zusatzkraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor zu der Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer hin eingespritzt wird, wenn eine Erzeugung der Tumbleströmung in der Hauptbrennkammer durch das Tumbleströmungssteuerventil veranlasst wird.
  2. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei alle Einspritzöffnungen des Zusatzkraftstoffinjektors zu dieser Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer hin ausgerichtet sind.
  3. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei eine Einspritzöffnung mit einer maximalen Einspritzmenge von den Einspritzöffnungen der Zusatzkraftstoffinjektoren zu dieser Tumbleströmungszuflussrandregion der Zusatzkammer hin ausgerichtet ist.
  4. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei, wenn das Tumbleströmungssteuerventil veranlasst wird, sich weit zu öffnen, eine Einspritzung von Kraftstoff von dem Zusatzkraftstoffinjektor angehalten wird.
  5. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei, wenn die Tumbleströmung dazu gebracht wird, durch das Tumbleströmungssteuerventil in der Hauptbrennkammer erzeugt zu werden, eine Einspritzmenge des Zusatzkraftstoffes erhöht wird und ein Einspritzdruck des Zusatzkraftstoffes veranlasst wird, zu fallen, je größer ein Durchschnittsmischungsverhältnis in der Hauptbrennkammer und der Zusatzkammer hergestellt wird.
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