DE19749154C2

DE19749154C2 - Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direktreinspritzung

Info

Publication number: DE19749154C2
Application number: DE19749154A
Authority: DE
Inventors: Shiro Yonezawa; Hirofumi Ohuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: US5947077A; JPH09303189A; JP4036906B2; DE19749154A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung, enthaltend ein Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors; eine Zündspuleneinheit zum Treiben einer Zündkerze in dem Zylinder; eine elektrische Steuereinheit zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils und der Zündspuleinheit entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors; und eine Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen des Verbrennungszustands des Verbrennungsmotors.

Eine derartige Regeleinrichtung ist bekannt aus DE 43 32 171 A1, in der ein Verfahren für den Betrieb einer Viertaktbrenn kraftmaschine mit Fremdzündung und Direkteinspritzung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben ist.

Ferner ist in DE 195 20 605 C1 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Regeln eines Verbrennungsablauf bei einem Otto-Verbrennungsmotor beschrieben, bei dem Stellgrößen für einen jeweils nachfolgenden Arbeitszyklus durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfaßten Verbrennungs ablauf eines vorangehenden Arbeitszyklus festgelegt sind.

Zudem ist in WO 90/04093 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Zündfehlers beschrieben.

Mit dem in DE 195 27 030 A1 beschriebenen Verfahren läßt sich eine Abnormalität bei einem Regelsystem für die Abgasrück führung bei einem Verbrennungsmotor erfassen.

Bei der in DE 41 32 858 C2 beschriebenen Steuervorrichtung mit Fehlzündungsdetektion für einen Verbrennungsmotor dient eine Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals eines Fehlzündungs-Detektors dann, wenn die Regelung der Kraftstoffzuführung für einen Zylinder unterbrochen ist.

Schließlich betrifft DE 41 03 419 A1 eine Verbrennungssteuer einrichtung für Verbrennungsmotoren, die in der Lage ist, das erwartete Leistungsvermögen des Motors durch geeignete Korrektur auf einem optimalen Wärmewirkungsgrad zu halten, unabhängig von Veränderungen, die im Laufe der Zeit an dem Verbrennungsmotor auftreten.

Die Fig. 27 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen des Gesamtsystems einer Regeleinrichtung bei einem typischen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung.

Das in der Figur gezeigte System enthält einen Motor 1, der den Hauptbestandteil des Verbrennungsmotors darstellt und der aus mehreren Zylindern 1a und 1d aufgebaut ist eine Einlaßleitung 2 zum Zuführen von Luft zu den Zylindern 1a bis 1d des Motors 1; einen Luftfilter 3 bei der Einlaßöffnung des Einlaßrohrs 2; eine in der Einlaßleitung installierte Drosselklappe 4 zum Angleichen der Einlaßluftmenge Q; einen Druckausgleichbehälter 5 bei dem Einlaßkrümmer der Einlaßleitung 2.

Ferner enthält das System einen Drosselklappen-Hubsensor 16 zum Detektieren des Hubs θ der Drosselklappe 4; ein Drosselklappenstellglied 7 zum Öffnen und Schließen der Drosselklappe 4; ein Kraftstoffeinspritzventil 8 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder 1a bis 1d; eine Zündspuleneinheit 9 bei jedem der Zylinder 1a bis 1d; eine von einer durch die Zündspuleneinheit 9 zugeführte Hochspannung getriebene Zündkerze 10.

Ferner sind in dem System enthalten ein Gaspedal 11, das von einem Fahrzeugführer betrieben wird, der dieses betätigt; einen Gaspedaleinstellsensor 12 zum Detektieren des Umfangs des Eindrückens α des Gaspedals 11; einen Kurbelwinkelsensor 13, der an der Kurbelwelle des Motors 1 vorgesehen ist und ein Kurbelwinkelsignal SGT abgibt; einen Zylinderidentifiziersensor 14 zum Abgeben eines Zylinderidentifikationssignals SGC, der an der Nockenwelle vorgesehen ist, die mit der Kurbelwelle gekuppelt ist; einen Sauerstoffkonzentrationssensor 15 zum Detektieren der Sauerstoffkonzentration X in dem von dem Motor 1 ausgegebenen Abgas; einen Katalysator 16 zum Reinigen des Abgases.

Die Sensoren 16 und 13 bis 15 bilden unterschiedliche Sensoren zum Ausgeben von Betriebsinformation. Andere Sensoren wie ein Luftströmungssensor und ein Einlaßleitungs- Drucksensor zum Detektieren der Einlaßluftmenge Q sind ebenfalls vorgesehen, obgleich nicht gezeigt.

Weiterhin sind in in dem System eine Zylinderinnendruck- Detektoreinheit 17 zum Detektieren des Drucks P in den Zylinder 1a bis 1d des Motors 1 enthalten (im folgenden als "Zylinderinnendruck" bezeichnet); sowie einen Klopfsensor 18 zum Detektieren der Klopfschwingung K in dem Motor 1; eine Ionenstrom-Detektoreinheit 19 zum Detektieren eines Ionenstroms C zum Widerspiegeln des Verbrennungsumfangs in den Zylindern 1a bis 1d.

Eine elektronische Steuereinheit 20 besteht aus einem Mikrocomputer und sie berechnet unterschiedliche Arten von Steuergrößen gemäß der Betriebsinformation θ, SGT, SGC, X, K, P und C, die von den zahlreichen Sensoren 6, 13 bis 15 und 18 empfangen werden, und ferner von den Detektoreinheiten 17 und 19, derart, daß der Motor 1 in Übereinstimmung mit den Steuersignalen J, G und R auf Grundlage der berechneten Stellgrößen geregelt wird.

Beispielsweise berechnet die elektronische Steuereinheit 20 den Vorgabehub der Drosselklappe 4 anhand des Eindrückumfangs α des Gaspedals 11, und sie steuert das Drosselklappen- Stellglied 7 gemäß einem Hubsteuersignal R, wodurch eine Gegenkopplung so durchgeführt wird, daß der Hub A der Drosselklappe 4 mit dem Vorgabehub übereinstimmt.

Die elektronische Steuereinheit 20 berechnet die Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl Ne anhand eines Kurbelwinkelsignals SGT, und sie berechnet ein Motordrehmoment anhand der Motorgeschwindigkeit Ne und des Eindrückumfangs α des Gaspedals, sie berechnet zudem eine Kraftstoffeinspritzmenge Fo anhand der Motorgeschwindigkeit Ne und des Motordrehmoments To, und sie treibt das Kraftstoffeinspritzventil 8 gemäß dem Einspritzsignal J anhand einer Treiberzeiteinstellung auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge Fo.

Die elektronische Steuereinheit 20 berechnet die Zündzeiteinstellung der Zylinder 1a bis 1d hauptsächlich in Übereinstimmung mit dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem Zylinderidentifiziersignal SGC, und sie bewirkt ein Zünden der Zündkerze 10 durch Treiben der Zündspuleneinheit 9 in Übereinstimmung mit dem Zündsignal G.

Ferner detektiert die elektronische Steuereinheit 20 das Auftreten von Klopfen in Übereinstimmung mit der Klopfschwingung K, und tritt Klopfen auf, so verzögert sie das Zündsignal G zum Einschränken des Klopfens.

Die elektronische Steuereinheit 20 bestimmt auch den Verbrennungszustand der Zylinder 1a bis 1d, oder sie detektiert das Auftreten eines Fehlzündens primär in Übereinstimmung mit dem Zylinderinnendruck P und dem Ionenstrom C.

Die Fig. 28 zeigt ein Blockschaltbild zum detaillierten Darstellen des spezifischen Aufbaus der in Fig. 27 gezeigten elektronischen Steuereinheit 20.

Die in Fig. 28 gezeigte elektronische Steuereinheit 20 enthält einen Mikrocomputer 21; sowie Eingabeschnittstellen I/F 22 und 23 zum Aufnehmen zahlreicher Arten von Betriebsinformation in dem Mikrocomputer 21; eine Stromversorgungsschaltung 24 zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Mikrocomputer 21; und eine Ausgabeeinheit I/F 25 zum Ausgeben der Steuersignale R, J und G, die von dem Mikrocomputer 21 empfangen werden. Ein Zündumschalter 27 verbindet eine im Fahrzeug vorgesehene Batterie 26 mit der elektronischen Steuereinheit 20 im Zeitpunkt des Anlassens.

Der Mikrocomputer 21 ist ausgestattet mit einer CPU-Einheit 31, die hauptsächlich das Kraftstoffeinspritzventil 8 und die Zündkerze 9 in Übereinstimmung mit einem festgelegten Programm steuert; sowie einen freilaufenden Zähler 32 zum Detektieren des Drehzyklus anhand des Kurbelwinkelsignals SGT; einen Zeitgeber 33 zum Messen der Zeit zum Durchführen unterschiedlicher Arten von Steuervorgängen; und einen Analog/Digital-Umsetzer 34 zum Umsetzen eines analogen Signals, das von der Eingangsschnittstelle I/F 23 empfangen wird, in ein digitales Signal; einen RAM-Speicher 35, der als Arbeitsbereich für die CPU-Einheit 31 eingesetzt wird; eine ROM-Speichereinheit 36, in der ein Betriebsprogramm für die CPU-31 gespeichert ist; einen Ausgangsanschluß 37, durch den zahlreiche Treibersteuersignale wie J, R und G ausgegeben werden; sowie einen gemeinsamen Pfad 38 zum Verbinden der CPU-Einheit 31 mit den Aufbauelementen 32 bis 37.

Die Eingangsschnittstelle I/F 22 formt die Signalformen des Kurbelwinkelsignals SGT und des Zylinderidentifiziersignals SGC, und sie führt die geformten Signalformen dem Mikrocomputer 21 als Interruptsignale zu. Wird ein Interruptsignal von der Eingangsschnittstelle I/F 23 empfangen, so liest die CPU-Einheit 31 in dem Mikrocomputer 21 den Wert bei dem Zähler 32, und sie berechnet den Impulszyklus des Kurbelwinkelsignals SGT anhand der Differenz zwischen dem vorliegenden Wert und dem vorhergehenden Wert und sie speichert diesen in der RAM-Speichereinheit 35 als Wert in Übereinstimmung mit der momentanen Motorgeschwindigkeit Ne.

Die CPU-Einheit 31 detektiert auch im Zeitpunkt des Interrupts den Signalpegel des Zylinderidentifiziersignals SGC zum Detektieren, welcher der mehreren Zylinder 1a bis 1d dem zu diesem Zeitpunkt detektierten Kurbelwinkelsignal SGT entspricht.

Die Eingangsschnittstelle I/F 23 führt die Detektionssignale wie den Drosselklappenhub θ, den Zylinderinnendruck P, den Gaspedaleindrückumfang α und die Sauerstoffkonzentration X der CPU-Einheit 31 in dem Mikrocomputer 21 über den Analog/Digital-Umsetzer 34 zu.

Die Ausgangsstelle I/F 25 verstärkt unterschiedliche Steuersignale, die von der CPU-Einheit 31 über den Ausgangsanschluß 37 abgegeben werden, und sie führt diese dem Drosselklappenstellglied 7, dem Kraftstoffeinspritzventil 8 und der Zündspuleneinheit 9, usw., zu.

Die Fig. 29A bis 29D zeigen Zeitablaufdiagramme zum Darstellen der Zeiteinstellungen bei dem Einspritzsignal J und dem Zündsignal G, die von der elektronischen Steuereinheit 20 erzeugt werden; sie zeigen die Beziehung zwischen den Impulssignalformen des Zylinderidentifikationssignals SGC und des Kurbelwinkelsignals SGT, der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung des Kraftstoffeinspritzventils 8 und des Treiberstroms der Zündspuleneinheit 9.

Die Fig. 29A zeigt die Impulssignalform des Zylinderidentifiziersignals SGC; die Fig. 29B zeigt die Impulssignalform des Kurbelwinkelsignals SGT; die Fig. 29C zeigt das Einspritzsignal J für die Kraftstoffeinspritzventile 8 der Zylinder #1 bis #4; und die Fig. 29D zeigt das Zündsignal G für die Zündspuleneinheiten 9 der Zylinder #1 bis #4.

Jeder Impuls des Kurbelwinkelsignals SGT steigt beispielsweise bei 75° vor dem Erreichen des oberen Totpunkts (B75-Grad) gemäß der anfänglichen Erregerstartzeiteinstellung jedes Zylinders, und er fällt bei 5° vor Erreichen des TDC- Punkts (B5-Grad) entsprechend der anfänglichen Zündzeiteinstellung jedes Zylinders.

Das Zylinderidentifiziersignal SGC wird während dem Kompressionshub des Zylinders #1 des Motors 1 abgegeben. Sobald die elektronische Steuereinheit 20 den Impuls des Kurbelwinkelsignals SGT erkennt, der dem Zylinder #1 entspricht, kann sie diejenigen Impulse des Kurbelwinkelsignals SGT feststellen, die den Zylindern #1 bis #4 des Motors 1 entsprechen.

Da die steigende Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT B75-Grad des zugeordneten Zylinders anzeigt und die fallende Flanke B5-Grad des zugeordneten Zylinders anzeigt, detektiert die elektronische Steuereinheit 20 diejenigen Flanken, die die B75-Grad-Einstellung und B5-Grad-Einstellung anzeigen, durch die Interruptfunktion des Mikrocomputers 21, um diese als Referenzpositionen für die Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung und die Zündzeiteinstellung zu benützen.

In dem Fall des Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung hängt der Verbrennungszustand des Motors 1 von der Abfallzeiteinsteilung - d. h., der Kraftstoffeinspritz- Abschlußzeiteinstellung - des Einspritzsignals J ab, sowie von der Abfallzeiteinstellung des Zündsignals G, d. h. von der Zündzeiteinstellung.

Üblicherweise wird dann, wenn die Kraftstoffeinspritz abschlußzeit und die Zündzeiteinstellung zum Gewährleisten eines optimalen Kraftstoffverbrauchs eingestellt sind, die Kraftstoffeinspritzabschlußzeit so gesteuert, daß sie leicht gegenüber der ansteigenden Flanke B75-Grad (beispielsweise ungefähr zu B60-Grad) des Kurbelwinkelsignals GT verzögert ist, wohingehend die Zündzeiteinstellung so gesteuert ist, daß sie gegenüber der abfallenden Flanke B5-Grad des Kurbelwinkelsignals SGT leicht avanciert (ungefähr B15-Grad) ist.

Die CPU-Einheit 31 der elektronischen Steuereinheit 20 bestimmt in Übereinstimmung mit dem Zylinderidentifiziersignal SGC, welchem Zylinder das Kurbelwinkelsignal SGT zugeordnet ist, und sie führt das Einspritzsignal J abgestimmt auf die Kraftstoffeinspritz- Zeiteinstellung so zu, daß die vorgegebene Menge Fo von Kraftstoff bei dem Kraftstoffeinspritzventil 8 des geregelten Zylinders eingespritzt wird.

Die CPU-Einheit 31 gibt auch das Zündsignal G ab, das auf die Zündzeiteinstellung der Zündspuleneinheit 9 des geregelten Zylinders abgestimmt ist. Hierdurch führt die Zündspuleneinheit 9 eine durch Verstärkung der Batteriespannung erzeugte Hochspannung der Zündkerze 10 zum Zünden und zum Verbrennen des Kraftstoffes mit der berechneten Zeiteinstellung zu.

Somit wird der Kraftstoff direkt in die Zylinder 1a bis 1d eingespritzt, und der eingespritzte Kraftstoff verbrennt zum Betreiben der Maschine 1.

Der spezifische Betrieb der Steuereinrichtung eines üblichen Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung ist wie in Fig. 27 und Fig. 28 gezeigt aufgebaut, und er wird nun unter Bezug auf die Zeitablaufdiagramme der Fig. 29A bis Fig. 29C sowie den schematischen Darstellungen und den Kennliniendarstellungen der Fig. 30 bis Fig. 36 erläutert.

Die Fig. 30 zeigt die Beziehung zwischen dem Kraftstoffeinspritzmodus und der Motordrehzahl bzw. der Motorumdrehungsgeschwindigkeit bzw. der Motorgeschwindigkeit Ne und dem vorgegebenen Motordrehmoment To. Der schraffierte Bereich, bei dem das vorgegebenen Motordrehmoment To gleich ToA oder niedriger ist und die Motordrehzahl Ne gleich NeB oder niedriger ist, zeigt an, daß der Motor 1 eine geringere Kraftstoffmenge pro Zyklus verbraucht.

Somit kann in dem vorgenannten Bereich die Antriebsgeschwindigkeit, d. h. die Impulsbreite des Einspritzsignals J, für das Kraftstoffeinspritzventil 8 auf einen geringeren Wert festgelegt sein, und der Kompressionshub-Einspritzmodus wird implementiert, bei dem der Kraftstoff während dem Kompressionshub des Motors 1 eingespritzt wird. Bei dem Kompressionshub-Einspritzmodus findet die Verbrennung lokal in den Zylindern 1a bis 1d statt, insbesondere in der Nähe der Zündkerzen 10, wodurch weniger Kraftstoff relativ zu einem Zylindervolumen erforderlich ist. Hierdurch entsteht ein Vorteil dahingehend, daß eine bessere Wirtschaftlichkeit und eine leichtere Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zum Verbrennen erzielbar ist.

Die Fig. 31 zeigt eine Kennlinie zum Darstellen der Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) und dem von dem Motor erzeugten Drehmoment Te; die durchgezogene Linie bezeichnet die Kennlinie im Fall des Kompressionshub- Eeinspritzmodus, und die Kettenlinie bezeichnet die Kennlinie im Fall des Ansaughub-Einspritzmodus.

Wie anhand von Fig. 31 deutlich wird, ermöglicht die Kompressionshubeinspritzung eine Regelung des von dem Motor erzeugten Drehmoments Te in Übereinstimmung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F selbst dann, wenn das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (14,7) auf einen Wert festgelegt ist, der für eine magerere Mischung festgelegt ist.

Wie in Fig. 30 gezeigt, kann im umgekehrten Fall, bei dem das vorgegebene Motordrehmoment To die Größe ToA übersteigt oder wenn die Motordrehzahl Ne den Wert NeB übersteigt, die Einspritzung der vorgegebenen Kraftstoffmenge Fo nicht innerhalb des Kompressionshubs abgeschlossen werden. Aus diesem Grund wird die Ansaughubeinspritzung so durchgeführt, daß der Kraftstoff während der Periodendauer ausgehend von dem Ansaughub zu dem Kompressionshub eingespritzt wird. Vergleichs-Referenzwerte ToA und NeB können - soweit erforderlich - fest vorgegebene Werte sein oder beliebige Variable.

In dem Ansaughub-Einspritzmodus wird derselbe Kraftstoffeinspritz- und Verbrennungszustand erhalten, wie bei einer nicht gezeigten Maschine, bei der Kraftstoff in der Nähe der Einlaßöffnung eingespritzt wird, sodaß die Verbrennung unter Einsatz des gesamten Zylindervolumens realisiert wird, was zu einem Vorteil im Hinblick auf eine höhere Motorausgangsgröße führt.

Die Fig. 32 und 33 zeigen schematische Darstellungen zum Wiedergeben der Verbrennungszustände, die durch die oben erwähnten unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzmodi erzeugt werden; die Fig. 32 zeigt schematisch den bei dem Kompressionshub-Einspritzmodus beobachteten Verbrennungszustand, und die Fig. 33 zeigt schematisch den in dem Ansaughub-Einspritzmodus beobachteten Verbrennungszustand.

Die schematischen Darstellungen zeigen eine Verbrennungskammer 40 in einem Zylinder des Motors 1, ein Einlaßventil 41 in Verbindung zu der Verbrennungskammer 40 und dem Ansaugkrümmer 5, ein Auslaßventil 42 in Verbindung mit der Verbrennungskammer 40 ausgerichtet zu einer Auslaßleitung, ein Verbrennungsgebiet 50, in dem die Verbrennung bei dem Krompressionshub-Einspritzmodus stattfindet, und ein Verbrennungsgebiet 51, in dem die Verbrennung bei dem Ansaughub-Verbrennungsmodus stattfindet.

Wie in Fig. 32 gezeigt, wird bei dem Kompressionshub- Einspritzmodus eine geringe Menge von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 40 eingespritzt, der Kraftstoff wird in der Nähe der Zündkerze 10 gesammelt, anschließend findet die Verbrennung lediglich in dem Gebiet im Umfeld der Zündkerze 10 in der Form einer Schicht einer konzentrierten Mischung statt (vgl. Verbrennungsgebiet 50).

In diesem Zeitpunkt verändert sich selbst dann, wenn dieselbe Einlaßluftmenge Q bei dem Motor 1 eingesetzt wird, das erzeugte Drehmoment Te des Motors 1 in Übereinstimmung mit der in der Nähe der Zündkerze 10 eingespritzten Kraftstoffmenge; demnach wird die Kraftstoffeinspritzmenge Fo in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Motordrehmoment To verändert.

Im Ansaughub-Einspritzmodus wird der Kraftstoff während des Ansaughubs angesaugt und in dem gesamten Gebiet innerhalb eines Zylinders dispergiert, so daß die Verbrennung in dem gesamten Gebiet innerhalb des Zylinders stattfindet, wie in Fig. 33 gezeigt (vgl. Verbrennungsgebiet 51).

Allgemein wird dann, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Fo erhöht wird, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (14,7) festgelegt ist, das eine Verbrennung ermöglicht, der in Fig. 33 gezeigte Ansaughub-Einspritzmodus eingesetzt, da die Einspritzung des Kraftstoff während des Kompressionshubs nicht abgeschlossen werden kann, und sich der Kraftstoff nicht ausreichend mit einem Zylinder bei dem Kompressionshub- Einspritzmodus dispergieren läßt.

Bei dem in Fig. 32 gezeigten Kompressionshub-Einspritzmodus beeinflußt die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinteilung auf Basis des Einspritzsignals J und die Zündzeiteinstellung auf Basis des Zündsignals G erheblich den Verbrennungswirkungsgrad ist die Zeit ausgehend von der Kraftstoffeinspritzung zu der Zündung zu kurz, so erreicht der Kraftstoff nicht das Gebiet in der Nähe der Zündkerze 10 im Zeitpunkt der Zündung, wodurch das Auftreten einer optimalen Verbrennung verhindert wird.

Ist umgekehrt die Zeit ausgehend von der Kraftstoffeinspritzung zu der Zündung zu lang, so wird der Kraftstoff nach der Vorbeiführung einer Zündkerze 10 gezündet, wodurch ebenfalls das Auftreten einer optimalen Zündung vermieden wird.

Somit wird die geeignete Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung und Zündzeiteinstellung wie nachfolgend beschrieben durchgeführt, obgleich diese in Abhängigkeit von Parametern wie Motordrehzahl Ne und vorgegebenes Motordrehmoment To variieren.

Die Fig. 34 bis 36 zeigen Kennlinien zum Darstellen des Verbrennungswirkungsgrads des Motors 1 für den Fall, daß die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung, d. h. die Einspritzend- Zeiteinstellung, und die Zündzeiteinstellung bei einer bestimmten Betriebsbedingung verändert sind; die Abszissenachse bezeichnet die Einspritzend-Zeiteinstellung, d. h. die Position auf Basis des Kurbelwinkels, und die Ordinatenachse bezeichnet die Zündzeiteinstellung, d. h. die Position auf der Basis des Kurbelwinkels, und W bezeichnet den Punkt, bei dem der Kraftstoffverbrauch am höchsten ist (beispielsweise beträgt die Kraftstoffabschlußzeiteinstellung B60-Grad und die Zündzeiteinstellung B15-Grad).

Fig. 34 zeigt die Zunahme und Abnahme der Auslaßmenge von THC wie einem HC-Gas in Beziehung zu der Einspritzabschluß- Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung; die Kurven bezeichnen den Übergang der Auslaßmenge von THC. In Fig. 34 nimmt die Auslaßmenge von THC den geringsten Wert in dem Gebiet an, das von der Kurve a bei der unteren Mitte umgeben ist; die Auslaßmenge von THC nimmt dann zu, wenn eine Verschiebung der Einspritzabschluß-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung ausgehend von dem von der Kurve a umgebenden Gebiet zu den Gebieten stattfindet, die von den äußeren Kurven umgeben sind.

Die Fig. 35 zeigt die Zunahme und Abnahme der Frequenz der Fehlzündungen in Beziehung zu der Einspritzend- Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung. In Fig. 35 nimmt die Frequenz der Fehlzündungen den geringsten Wert in dem Gebiet links der Kurve b in der Mitte an; somit nimmt die Frequenz der Fehlzündungen zu, wenn eine Verschiebung der Einspritzabschluß-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung ausgehend von dem Gebiet auf der linken Seite der Kurve b in das Gebiet stattfindet, die durch die Kurven an der oberen rechten Seite definiert sind.

Die Fig. 36 zeigt den Kraftstoffverbrauch in Beziehung zu der Einspritzabschluß-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung; der Kraftstoffverbrauch ist am höchsten in dem von der Kurve c bei der Mitte umgebenen Gebiet. Dies bedeutet, daß der Kraftstoffverbrauch schlechter wird, und zwar bei Gebieten, die durch die entfernt zu der Kurve c liegenden Kurven definiert sind.

Die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung und die Zündzeiteinstellung sind so bestimmt, daß der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 1, wie oben beschrieben, berücksichtigt wird. Die Bedingung zum Festlegen besteht beispielsweise darin, daß die THC-Auslaßmengen und die Frequenz für Fehlzündungen vorgelegte Werte nicht überschreiten und daß der Kraftstoffverbrauch den Maximalpunkt W darstellt.

Allgemein wird bei der in Fig. 33 gezeigten Verbrennung im Ansaughub-Einspritzmodus der gesamte Innenraum eines Zylinders eingesetzt, wie zuvor beschrieben; demnach wird der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 1 weniger durch die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung beeinflußt.

Bei der in Fig. 32 dargestellten und im Kompressionshub- Einspritzmodus durchgeführten Verbrennung stellen jedoch sowohl die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung als auch die Zündzeiteinstellung Faktoren dar, die den Verbrennungswirkungsgrad des Motors 1 beeinflussen.

Demnach findet im Kompressionshub-Einspritzmodus die Verbrennung lediglich in der Schicht der konzentrierten Mischung in der Nähe der Zündkerze 10 statt; jedoch verbrennt nicht der gesamte Kraftstoff vollständig. Demnach ist die Mischung bei dem Mittenabschnitt der Mischungsschicht angereichert und dort tritt eine gute Verbrennung auf, wohingehend die Mischung an dem äußeren Randabschnitt der Mischungsschicht mager ist und hier gegebenenfalls eine vollständige Verbrennung oder eine Gesamtverbrennung nicht auftritt.

Solche unvollständige Verbrennungskomponenten oder unverbrannte Komponenten werden durch eine Auslaßöffnung nach außen abgeleitet oder sie verbleiben in den Zylindern 1a bis 1d und haften an Kolben oder an den Zündkerzen 10. Dies bedeutet, daß einige Kraftstoffkomponenten tendenziell an den Kolben oder den Zündkerzen 10 im Kompressionshub- Einspritzmodus haften.

Je mehr unvollständige Verbrennungskomponenten oder nicht verbrannte Komponenten an den Zündkerzen 10 haften, desto mehr verschlechtert sich der Isolierwiderstand der Zündkerzen 10, wodurch eine genaue Zündung ausgehend von den Mittenelektroden der Zündkerzen 10 zu den Masseelektroden vermieden wird. Im Ergebnis wird ein Teil der gesamten Funken leicht zu einem Abschnitt hingezogen, bei dem der Widerstand geringer ist als derjenige der Masseelektroden der Zündkerzen 10.

Somit nimmt mit abnehmendem Isolierwiderstand der Zündkerzen 10 die entsprechende Zündenergie entsprechend ab, was zum Auftreten einer Fehlzündung aufgrund eines Kraftstoffeinspritzfehlers führt.

Zusätzlich wird mit zunehmender Zahl von Fehlzündungen in dem Motor 1 unverbranntes Gas direkt in die offene Luft abgeleitet, wodurch sich die Abgaskomponenten verschlechtern, und die Verbrennungsenergie des Kraftstoffs verschlechtert sich ebenfalls, wodurch in Konsequenz das Ausgangsdrehmoment des Motors 1 verschlechtert ist, so daß das Rotationsdrehmoment des Motors 1 schwankt, was zu einer verschlechterten Fahrbarkeit führt.

Demnach besteht bei der üblichen Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Zylindereinspritzung ein Nachteil dahingehend, daß eine unvollständige Verbrennung in dem äußeren Randabschnitt der Mischungsschicht in der Nähe der Zündkerzen 10 stattfinden kann, und daß unvollständig verbrannte Komponenten oder nicht verbrannte Komponenten an den Kolben und den Zündkerzen 10 der Zylinder 1a bis 1d haften können.

Es bestand ein Problem dahingehend, daß der verschlechterte Isolierwiderstand aufgrund der unvollständig verbrannten Komponenten oder der nicht verbrannten Komponenten, die an den Zündkerzen 10 haften, dazu führt, daß ein Teil oder die gesamten Funken zwischen den Mittenelektroden der Zündkerzen 10 und den Masseelektroden einfach zu einem Abschnitt gezogen wird, wo der Widerstand geringer ist als derjenige der Masseelektroden, und die Zündenergie nimmt ab, was zu dem Auftreten einer Fehlzündung führt.

Es besteht ein anderes Problem dahingehend, daß mit zunehmender Frequenz der Fehlzündungen des Motors 1 das nicht verbrannte Gas direkt über die Auslaßöffnung abgeführt wird; somit verschlechtern sich die Abgaskomponenten, und die Verbrennungsenergie des Kraftstoffes nimmt ab. Im Ergebnis fällt das Ausgangsdrehmoment des Motors ab, und das Rotationsdrehmoment des Motors 1 variiert, was zu einer verschlechterten Fahrbarkeit führt.

Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung, der eine Detektion eines verschlechterten Verbrennungszustands sowie die Wiederherstellung eines geeigneten Verbrennungszustands ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art erreicht, indem die elektronische Steuereinheit bei Vorliegen eines verschlechterten Verbrennungszustands den Kraftstoffeinspritzmodus ausgehend von einem Kompressionshub- Einspritzmodus zu einem Ansaughub-Einspritzmodus ändert.

Beispielsweise wird dann, wenn Fehlzündungen öfter auftreten, die Verschlechterung des Verbrennungszustands detektiert, und die Kraftstoffeinspritzung wird zu dem Ansaughub- Einspritzmodus verändert, wodurch die Wiederherstellung des Isolierwiderstands einer Zündkerzen ermöglicht wird, sowie eine Abnahme der Frequenz der Fehlzündungen, damit der Verbrennungswirkungsgrad verbessert ist. Demnach wird die Zündenergie der Zündkerze verbessert und der Verbrennungswirkungsgrad wird wieder hergestellt, d. h. die Frequenz von Fehlzündungen wird abgesenkt, wodurch ein guter Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors 1 aufrechterhalten wird. Da sich weiterhin das Verbrennungsdrehmoment des Verbrennungsmotors nicht verschlechtert, kann ein Abfall des Ausgangsdrehmoments verhindert werden und eine stabile Drehung des Verbrennungsmotors läßt sich erzielen, wodurch eine gute Fahrbarkeit aufrecht erhalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinheit den Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus rücksetzt, wenn der Verbrennungszustand korrigiert ist.

Dies ermöglicht einen verbesserten Kraftstoffverbrauch in dem Fall, in dem der normale Verbrennungszustand wiederhergestellt ist, wodurch eine verbesserte Wirtschaft lichkeit gewährleistet ist. Zudem können aufgrund des korrigierten Verbrennungszustands schädliche Komponenten des Abgases zurückgehalten werden. Da zudem das Drehmoment des Verbrennungsmotors stabil ist, ist die Fahrbarkeit im Kompressionshub-Einspritzmodus wieder gewährleistet.

Für eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Regelvorrichtung ist kennzeichnend, daß die Verbrennungszu stand-Bestimmungsvorrichtung den Verbrennungszustand erneut bestimmt, nachdem der Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus zurückgesetzt ist; und die elektronische Steuereinheit den Einspritzmodus erneut zu dem Ansaughub-Einspritzmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert und den Kompressionshub-Einspritzmodus dann beibehält, wenn der Verbrennungszustand nicht verschlechtert ist.

Demnach lassen sich Abgasqualität und Fahrbarkeit in einem guten Zustand halten. Die Wirtschaftlichkeit ist mit einem Minimum an Kraftstoffverbrauch verbessert, ohne daß die Wiederherstellung des Verbrennungszustands kompliziert und aufwendig ist.

Für eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist kennzeichnend, daß die elektronische Steuereinheit bei einer Verschlechterung des Verbrennungszustands das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum Anreichern einer Mischung lediglich gemäß einem ersten festgelegten Umfang verändert und das Luft/Kraftstoff- Verhältnis erneut verändert, zum weiteren Anreichern der Mischung gemäß einem zweiten festgelegten Umfang dann, wenn sich der Verbrennungszustand innerhalb einer festgelegten Zeit nach der Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erneut verschlechtert. Hierdurch ist gewährleistet, daß der normale Verbrennungs-Wirkungsgrad wiederhergestellt ist.

Beispielsweise wird dann, wenn die Frequenz der Fehlzündungen zunimmt, bestimmt, daß sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird zu einer angereichterten Mischung verändert. Jedoch erhöht sich der Umfang der verbrennbaren Mischung im Umfeld der Zündkerze, so daß die Verbrennung gefördert wird und die Frequenz von Fehlzündungen abnimmt, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad verbessert ist. Zudem läßt sich aufgrund der Tatsache, daß der Kompressionshub-Einspritzmodus mit einem in dem mageren Modus eingestellten Luft/Kraftstoff- Verhältnis im Zeitpunkt der Wiederherstellung des normalen Verbrennungszustands aufrechterhalten wird, ein wirtschaftlicher Betrieb mit geringerem Kraftstoffverbrauch aufrechterhalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinheit das Luft/- Kraftstoff-Verhältnis in einem mageren Modus zurücksetzt, sobald der Verbrennungszustand wiederhergestellt ist.

Da der Verbrennungszustand korrigiert ist, lassen sich schädliche Komponenten des Abgases zurückhalten, nachdem der normale Zustand wiederhergestellt ist. Ferner kann aufgrund der Tatsache, daß das Drehmoment des Verbrennungmotors stabil ist, die Fahrbarkeit wiederhergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Modus überprüft; und die elektronische Steuereinheit das Luft/Kraftstoff- Verhältnis erneut in den angereicherten Modus verändert, wenn sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat bzw. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem mageren Modus hält, wenn keine Verschlechterung des Verbrennungszustands nachfolgend vorliegt.

Demnach können gute Abgas- und Fahrbedingungen gewährleistet werden, ohne daß eine aufwendige Wiederherstellungsprozedur für den Verbrennungswirkungsgrad erforderlich ist. Gleichzeitig läßt sich die Wirtschaftlichkeit verbessern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung bestimmt, daß sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen ersten festgelegten Wert in dem mageren Modus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses übersteigt, und sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen zweiten festgelegten Wert übersteigt, der kleiner als der erste festgelegte Wert ist, und »zwar innerhalb einer festgelegten Zeit ausgehend von dem Moment, in dem der angereichterte Modus zu dem mageren Modus rückgesetzt ist.

Vorzugsweise gibt die elektronische Steuereinheit bei Vorliegen eines verschlechterten Verbrennungszustands ein Zündsignal an mindestens eine weitere Zündspuleneinheit ab.

Beispielsweise wird dann, wenn die Frequenz der Fehlzündungen zunimmt, die Verschlechterung des Verbrennungszustands bestimmt, und eine Spannung wird einer Zündkerze mit einer Zeiteinstellung zusätzlich zu einer regulären Zündzeiteinstellung zugeführt. Jedoch ist es möglich, den normalen Isolierwiderstand der Zündkerzen wiederherzustellen, und die Frequenz der Fehlzündungen läßt sich absenken, was zu einem verbesserten Verbrennungswirkungsgrad führt. Der normale Verbrennungszustand läßt sich in dem Kompressionshub- Einspritzmodus mit geringerem Kraftstoffverbrauch wiederherstellen, da die Wiederherstellung lediglich die extra vorgesehene Zuführung einer hohen Spannung zu der Zündkerze erfordert, wodurch das Erfordernis zum Verändern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses entfällt.

Vorzugsweise setzt die elektronische Steuereinheit die Zündsignale in den normalen Zustand zurück, wenn der Verbrennungszustand wiederhergestellt ist. Hierdurch können schädliche Abgaskomponenten im Vergleich zu dem Zeitpunkt vor dem Durchführen der Wiederherstellungsprozedur besser zurückgehalten werden. Zudem ist aufgrund des stabilen Drehmoments des Verbrennungsmotors die Fahrbarkeit wieder gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Verbrennungszustand- Bestimmungsvorrichtung den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen der Zündsignale in den normalen Modus überprüft, und die elektronische Steuereinheit die Zündsteuer-Veränderungsvorrichtung dann, wenn sie bestimmt, daß sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, das Zündsignal erneut der Zündspuleneinheit eines Zylinders zusätzlich zu dem Zylinder mit Zündsteuerung zuführt, oder daß sie dann, wenn keine weitere Verschlechterung des Verbrennungszustands erkannt wird, das Zündsignal im normalen Modus aufrechterhält.

Demnach lassen sich gut Abgas- und Fahrbarkeitsbedingungen aufrechterhalten, ohne dem Erfordernis, ein aufwendiges Zündsignal abzugeben, und die Wirtschaftlichkeit läßt sich gleichzeitig verbessern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform variiert die elektronische Steuereinheit zusätzlich den Kraftstoff- Einspritzzeitpunkt bzw. den Zündzeitpunkt zum Wiederherstellen eines verschlechterten Verbrennungszustands.

Mit dieser Anordnung wird der abgefallene Isolierwiderstand einer Zündkerze zum Wiederherstellen des Verbrennungswirkungsgrads korrigiert, d. h. zum Reduzieren der Frequenz der Fehlzündungen, und zwar dann, wenn sich der Verbrennungswirkungsgrad beispielsweise aufgrund einer Zunahme der Fehlzündungen verschlechtert. Zudem muß aufgrund der Tatsache, daß der Verbrennungswirkungsgrad durch Verändern des Betriebszustands des Verbrennungsmotors wieder hergestellt ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht verändert werden, der normale Verbrennungszustand läßt sich im Kompressionshub-Einspritzmodus wiederherstellen, indem weniger Kraftstoff verbraucht wird und es ist keine zusätzliche Regeleinrichtung mit zugerechneten höheren Kosten erforderlich, wodurch die Wiederherstellung des Verbrennungswirkungsgrads durch eine kostengünstige Anordnung ermöglicht ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß, die elektronische Steuereinheit den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündzeitpunkt in den normalen Zustand rücksetzt, wenn der Verbrennungszustand wiederhergestellt ist.

Da der normale Verbrennungszustand wiederhergestellt ist, können schädliche Komponenten des Abgases zurückgehalten werden. Ferner kann aufgrund der Tatsache, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors stabil ist, die Fahrbarkeit wieder gewährleistet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Verbrennungszustand- Bestimmungsvorrichtung den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen der Steuerzeiteinstellung in den normalen Zustand überprüft, und die elektronische Steuereinheit die Steuerzeiteinstellung bei erneuter Verschlechterung des Verbrennungszustands die Steuerzeiteinstellung erneut verändert bzw. dann, wenn keine Verschlechterung des Verbrennungszustands erfaßt wird, die Steuerzeiteinstellung in dem normalen Zustand aufrechterhält.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinheit bestimmt, ob der Betrieb bei einem Kompressionshub-Einspritzmodus während einer festgelegten Zeit vorgelegen ist, bei der die Verschlechterung des Verbrennungszustands auftreten kann, und den Verbrennungswirkungsgrad des Verbrennungsmotors wiederherstellt durch Verändern des Einspritzzustands des Kraftstoffs ausgehend von dem Kompressionshub-Einspritzmodus zu einem Ansaughub-Einspritzmodus; bzw. Verändern des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses in dem Verbrennungsmotor zu einem angereicherten Modus; Zuführen eines Zündsignals auch zu einer Zündspuleinheit eines Zylinders zusätzlich zu einem Zylinder mit Zündsteuerung; Verändern mindestens der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung auf Basis eines Einspritzsignals und der Zündzeiteinstellung auf Basis eines Zündsignals.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrads in Abhängigkeit von der Betriebszeit im Kompressionshub-Einspritzmodus mit insgesamt verringertem Aufwand. Demnach kann der Verbrennungszustand immer in einem guten Zustand aufrechterhalten werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1A bis Fig. 1C Zeitablaufdiagramme zum Darstellen eines Fehlzündungsbestimmungs-Prozeßbetriebs auf Basis der Drehschwankung entsprechend einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Fehlzün dungsbestimmungs-Prozeßbetriebs auf Basis der Dreh schwankung gemäß einer ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zum Illustrieren des Prozeßablaufs zum Verändern des Kraftstoffeinspritzmodus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbeitung zum Verändern eines Kompressionshub-Einspritzmodus ge mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbeitung zum Rücksetzen in einen Ansaughub-Einspritzmodus ge mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung zum Illustrieren des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern des Kraftstoffein spritzmodus gemäß der zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Änderungs prozeß des Kompressionshub-Einspritzmodus nach dem Wiederherstellen in Übereinstimmung mit der zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Wiederher stellprozeß bei dem zweiten Ansaughub-Einspritzmodus in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A und Fig. 9B schematische Darstellungen zum Il lustrieren des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbei tung zum Verändern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbei tung zum Wiederherstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnis ses in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12A bis Fig. 12D Zeitablaufdiagramme zum Darstel len des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern der Zündrege lung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Zündregel- Veränderungsbearbeitung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 eine schematische Darstellung zum Illustrieren des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern der Kraftstoffein spritz-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung im Hin blick auf die Abgasmenge von THC in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 15 eine schematische Darstellung zum Illustrieren des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern der Kraftstoffein spritz-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung im Hin blick auf die Frequenz der Fehlzündungen in Übereinstim mung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine schematische Darstellung zum Illustrieren des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern der Kraftstoffein spritz-Zeiteinstellung und der Zündzeiteinstellung im Hin blick auf den Kraftstoffverbrauch-Wirkungsgrad in Über einstimmung mit der fünften Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 17A bis Fig. 17D Zeitablaufdiagramme zum Darstel len eines Fehlzündungsbestimmungs-Bearbeitungsbetriebs auf Basis eines Ionenstroms in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Fehlzün dungsbestimmungs-Bearbeitungsbetriebs auf Basis eines Ionenstroms in Übereinstimmung mit der sechsten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 19A bis Fig. 19C Zeitablaufdiagramme zum Darstel len des Bearbeitungsbetriebs zum Bestimmen der Fehlzün dungen unter Einsatz eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf Basis der Konzentration des Sauerstoffs in Übereinstim mung mit einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbei tung zum Bestimmen von Fehlzündungen unter Einsatz ei nes Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf Basis der Konzentra tion von Sauerstoff in Übereinstimmung mit der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 21A bis Fig. 21C Zeitablaufdiagramme zum Darstel len eines Fehlzündungsbestimmungs-Bearbeitungsbetriebs auf Basis eines Zylinderinnendrucks in Übereinstimmung mit einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 22 ein Flußdiagramm zum Darstellen der Fehlzün dungsbestimmungsbearbeitung auf Basis des Zylinderin nendrucks in Übereinstimmung mit der achten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 23A bis Fig. 23D Zeitablaufdiagramme zum Darstel len eines Fehlzündungsbestimmungs-Bearbeitungsbetriebs auf Basis einer Klopfschwingung in Übereinstimmung mit einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 24 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Fehlzün dungsbestimmungs-Bearbeitungsbetriebs auf Basis einer Klopfschwingung in Übereinstimmung mit einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25A und Fig. 25B schematische Darstellungen zum Darstellen des Bearbeitungsbetriebs zum Verändern des Kraftstoffeinspritzmodus in Übereinstimmung mit einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 26 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Bearbei tungsbetriebs zum Verändern des Kraftstoffeinspritzmodus in Übereinstimmung mit der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 27 ein Blockdiagramm zum Darstellen des Gesamt systems einer Regeleinrichtung für einen typischen Verbren nungsmotor mit Zylindereinspritzung;

Fig. 28 ein Blockschaltbild zum spezifischen Darstellen des Funktionsaufbaus der in Fig. 27 gezeigten elektroni schen Regeleinrichtung;

Fig. 29A bis Fig. 29D Zeitablaufdiagramme zum Darstel len einer typischen Regelung eines Einspritzsignals zum Widerspiegeln der Einspritzzeiteinstellung für ein Kraftstof feinspritzventil und eines Zündsignals zum Darstellen der Zündzeiteinstellung für eine Zündkerze im Hinblick auf ein Zylinderidentifiziersignal und ein Kurbelwinkelsignal;

Fig. 30 eine schematische Darstellung zum Aufzeigen ty pischer Regelvorgänge bei dem Kraftstoffeinspritzmodus im Hinblick auf eine Motordrehzahl und ein vorgegebenes Motordrehmoment;

Fig. 31 ein typisches Kennliniendiagramm zum Darstel len der Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Motordrehmoment in dem Ansaughub-Einspritz modus und dem Kompressionshub-Einspritzmodus;

Fig. 32 eine schematische Darstellung zum Illustrieren ei nes typischen Verbrennungszustands in dem Kompressions hub-Einspritzmodus;

Fig. 33 eine schematische Darstellung zum Illustrieren ei nes typischen Verbrennungszustands in dem Ansaughub- Einspritzmodus;

Fig. 34 eine schematische Darstellung zum Illustrieren üblicher Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellungen und Zündzeit einstellungen im Hinblick auf die Auslaßmenge von THC;

Fig. 35 eine schematische Darstellung zum Illustrieren üblicher Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellungen und Zündzeit einstellungen im Hinblick auf die Frequenz der Fehlzündun gen; und

Fig. 36 eine schematische Darstellung zum Illustrieren üblicher Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellungen und Zündzeiteinstellungen im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch-Wirkungsgrad.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Hinblick auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Der Aufbau und der normale Regelbetrieb eines Systems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stimmt mit derjenigen überein, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 27 und die Fig. 28 beschrieben wurde; demnach wird die Beschreibung hier weggelassen.

Bei der ersten Ausführungsform dient eine CPU-Einheit 31 in der elektronischen Steuereinheit 20 als eine Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung, sowie eine Verbrennungswirkungsgrad-Wiederherstellvorrichtung oder eine Einspritzmodus-Veränderungsvorrichtung zum Wiederherstellen des Verbrennungswirkungsgrads, wenn bestimmt wird, daß sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat.

Zunächst wird unter Bezug auf die in den Fig. 1A bis 1C gezeigten Zeitablaufdiagramme und das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm die Bearbeitung zum Bestimmen des Verbrennungszustands, d. h. zum Detektieren der Fehlzündungen, eines Motors 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Fig. 1A bis 1C zeigen das Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Bearbeitungsbetriebs zum Detektieren einer Fehlzündung in dem Motor 1 gemäß einer Konstitutionsveränderung in dem Motor 1 (vgl. Fig. 27) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 1A und 1B zeigen das Zylinderidentifiziersignal SGC und das Kurbelwinkelsignal SGT, die identisch zu den zuvor unter Bezug auf die Fig. 29 beschrieben sind T(i)(i = n, n - 1, n - 2, . . .) bezeichnet den Zyklus für jede Zeiteinstellung des Kurbelwinkelsignals SGT.

Die Fig. 1C zeigt die Drehänderung D in dem Motor 1, und -d bezeichnet einen festgelegten Wert, der die Fehlzündungsbeurteilungsreferenz bildet.

Die Drehänderung D(i)(i = n, n - 1, n - 2, . . .) für jede arithmetische Betriebszeiteinstellung ist anhand der nachfolgenden Gleichung (1) im Hinblick auf den Umfang der Differenz zwischen den Kurbelwinkelzyklen T(i) und T(i - 1) im Hinblick auf den Kurbelwinkelzyklus T(i) bestimmt:

D(i) = {T(i - 1) - T(i)}/T(i) (1)

Die Fig. 2 zeigt das Flußdiagramm zum Darstellen der Bearbeitung zum Bestimmen einer Fehlzündung durch eine Zyklusveränderung in dem Kurbelwinkelsignal SGT; die Interruptbearbeitung wird bei B5-Gradstellungen anhand der abfallenden Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT durchgeführt.

Die CPU-Einheit 31 der in Fig. 28 gezeigten elektronischen Steuereinheit 20 berechnet den Zyklus T(i) des Kurbelwinkelsignals SGT in Übereinstimmung mit der Wiederholungszahl dann, wenn die momentanen und die vorhergehenden Interrupt-Vorgänge bei der fallenden Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT aufgetreten sind (Schritt S1).

Spezifischer wird die Zeit, bei der eine Flanke des Kur belwinkelsignals SGT erfaßt wird, durch einen Zähler 32 detektiert, und die detektierte Zeit wird in einer RAM-Spei chereinheit 35 gespeichert. Die Differenz zwischen der Zeit, zu der die vorangegangene abfallende Flanke detektiert wurde, und der Zeit, zu der die momentane abfallende Flanke detektiert wurde, wird berechnet, und das Berech nungsergebnis wird in dem RAM-Speicher 35 als Zyklus T(i) gespeichert.

Normalerweise erzeugt der Motor 1 ein Verbrennungs drehmoment durch Zünden und durch Verbrennung von Kraftstoff; der Motor 1 wird durch das in Folge erzeugte Verbrennungsdrehmoment angetrieben.

Liegt bei einem bestimmten Zylinder keine normale Ver brennung aufgrund eines bestimmten Grundes mit einer hierdurch bedingten Fehlzündung vor, so wird kein Verbren nungsdrehmoment erzeugt, und die Drehung des Motors 1 fällt ab, bis das nächste Verbrennungsdrehmoment erzeugt wird, was zu einem ausgedehnten Zyklus T(i) des Kurbel winkelsignals SGT führt.

Somit wird auf der Grundlage der oben angegebenen Gleichung (1) die Drehänderung D des Motors 1 anhand der Veränderung des Zyklus T(i) berechnet, d. h. anhand des Umfangs der Differenz der Zyklen {T(i - 1) - T(i)} in Bezie hung zu dem Zyklus T(i) (Schritt S2).

Nimmt man beispielsweise für "i" in der Gleichung (1) eine Größe "n" an, so wird die Drehveränderung D(n) unter Einsatz des vorhergehenden Kurbelwinkelzyklus T(n - 1) be rechnet, die in dem RAM-Speicher 35 in einem Mikrocom puter 21 gespeichert ist.

Anschließend wird das Auftreten einer Fehlzündung an hand der Tatsache bestimmt, ob die berechnete Drehverän derung D dem festgelegten Wert, insbesondere -d, ent spricht oder mehr (Schritt S3).

Gilt D(i) ≧ -d, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so bestimmt die CPU-Einheit, daß die Motordrehzahl Ne nicht auf einen Pegel abgefallen ist, bei dem eine Fehlzündung auftritt, und daß keine Fehlzündung aufgetreten ist (Schritt S4); gilt andernfalls D(i) < -d, d. h. ist das Bestimmungser gebnis NEIN, so entscheidet die CPU, daß die Motordreh zahl Ne ausreichend abgefallen ist und daß eine Fehlzün dung stattgefunden hat (Schritt S5), und sie beendet die in Fig. 2 gezeigte Interruptroutine.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zum Illustrie ren des Veränderungsbetriebs des Kraftstoffeinspritzmodus in Beziehung zu der zeitabhängigen Veränderung der Fre quenz der Fehlzündungen Er; die Abszissenachse bezeich net die Zeit t, und die Ordinatenachse bezeichnet die Fre quenz der Fehlzündungen Er, insbesondere die Zahl der in einer Minute detektierten Fehlzündungen.

Das in Fig. 3 gezeigte Diagramm stellt den Kompressi onshub-Einspritzmodus M1 und M3 dar, sowie den Ansaug hub-Einspritzmodus M2, einen festgelegten Wert Ea, der den zulässigen Pegel für die Frequenz der Fehlzündungen Er bildet, die Zeitperiode TA, während der die Frequenz der Fehlzündungen Er fortlaufend den festgelegten Wert Ea übersteigt, die Zeitperiode TB, während der der Einspritz modus in den Ansaughub-Einspritzmotus M2 umgeschaltet ist, die Zeit t2, bei der der Kompressionshub-Ansaugmodus M1 zu dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 umgeschaltet ist, und die Zeit t3 (= t1 + TB), bei des der Ansaughub-Ein spritzmodus M2 zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 umgeschaltet ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zum Detektieren der Details der Regelprozeßbearbeitung in dem Kompressions hub-Einspritzmodus M1 nach Fig. 3; und die Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zum Illustrieren der Details der Regelung des Ansaughub-Einspritzmodus M2 zum Wiederherstellen des normalen Verbrennungszustands des Motors 1.

Unter Bezug auf die schematische Darstellung nach Fig. 3 und die Flußdiagramme nach Fig. 4 und Fig. 5 wird der Prozeßablauf beschrieben, der für den Fall implementiert ist, daß die CPU-Einheit das Auftreten einer Fehlzündung im Schritt S3 nach Fig. 2 bestimmt hat, d. h. der Prozeßab lauf der zum Reduzieren der Fehlzündungen zum Wieder herstellen des normalen Verbrennungszustands implemen tiert ist.

In diesem Fall wird dann, wenn die Frequenz der Fehl zündungen Er den festgelegten Wert Ea oder - mehr im Kom pressionshub-Einspritzmodus M1 erreicht, anschließend die Betriebsbedingungen des Motors 1 zu dem Ansaubhub-Ein spritzmodus M2 so verändert, daß die Frequenz der Fehl zündung Er reduziert ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, bestimmt die CPU-Einheit 31 zu nächst, ob die Frequenz der Fehlzündungen Er dem festge legten Wert Ea oder weniger entspricht (Schritt S11), und zeigt das Bestimmungsergebnis Er ≦ Ea an, d. h. ist das Be stimmungsergebnis JA, so bestimmt die GPU-Einheit 31, daß die momentane Frequenz der Fehlzündungen Er dem zulässigen Pegel oder weniger entspricht, und sie beendet die in Fig. 4 gezeigte Bearbeitungsroutine.

Gilt Er < Ea, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so beurteilt die CPU-Einheit, ob der Zustand, bei dem Er < Ea gilt, während einer festgelegten Zeit TA oder länger vor liegt, d. h. ob gilt T ≧ t1 + TA (Schritt S12).

Gilt für die Dauer des Zustands, in dem Er < Ea gilt, daß dieser unterhalb der festgelegten Zeit TA liegt und daß t < t1 + TA gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so been det die CPU-Einheit die Prozeßroutine nach Fig. 4 zum Fortfahren des Kompressionshub-Einspritzmodus M1.

Gilt für die Dauer des Zustands mit Er < Ea, daß er wäh rend der festgelegten Zeit TA oder länger vorliegt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so schaltet die CPU-Einheit den Kraftstoff-Einspritzmodus von dem Kompressionshub- Einspritzmodus M1 zu dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 um (Schritt S13).

Anschließend verändert die CPU-Einheit das vorgege bene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo von dem mageren Be triebsmodus zu dem stöchiometrischen (theoretisches Luft/ Kraftstoff-Verhältnis = 14,7) Betriebsmodus (Schritt S14), und sie speichert die Zeit t2, bei der der Betriebsmodus ver ändert wird (Schritt S15), und anschließend beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 4.

Somit schaltet die CPU-Einheit, wenn sich im Schritt S11 die Verschlechterung des Verbrennungszustands anhand des Auftretens von Fehlzündungen detektiert, d. h. eine Zu nahme der Frequenz der Fehlzündungen Er, den Betrieb des Motors 1 in den Ansaughub-Einspritzmodus M2 im Schritt S13 nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeit TA um. Somit werden die an der Zündkerze 10 anheftenden Sub stanzen, die für den Abfall des Isolierwiderstands bei der Zündkerze 10 oder für das Auftreten der Fehlzündungen verantwortlich sind, verbrannt, so daß der normale Isolier widerstand der Zündkerze 10 wieder hergestellt wird, und zudem der normale Verbrennungszustand - frei von Fehl zündungen - wieder hergestellt wird.

Somit nimmt die Zündenergie der Zündkerze 10 zu, wo durch sich wiederum der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 1 verbessert; hierdurch ist es möglich, einen guten Verbrennungszustand in dem Motor 1 aufrecht zu erhalten.

Durch Verändern des Betriebsmodus des Motors 1 in den stöchiometrischen Modus im Schritt S14 läßt sich der Ver brennungswirkungsgrad des Modus 1 ohne Erfordernis zum Hinzufügen einer neuen Einrichtung wieder herstellen; so mit läßt sich ein kostengünstiges System ohne zusätzlichen Kosten realisieren.

Nun werden die Details der in dem Ansaughub-Einspritz modus M2 zum Wiederherstellen des normalen Verbren nungszustands des Motors 1 durchgeführten Regelungen be schrieben.

Nach Fig. 5 bestimmt die CPU-Einheit 31 zunächst, ob die Dauer des Ansaughub-Einspritzmodus M2 ausgehend von einer Zeit t2 (im Schritt S15 gespeichert), bei der der Betriebsmodus verändert wurde, bis zu der momentan vor liegenden Zeit t länger als die festgelegte Zeit TB ist, insbe sondere ob t < t2 + TB gilt (Schritt S21).

Die vorgegebene Zeit TB ist so vorgegeben, daß sie lange genug bestimmt ist, damit eine an der Zündkerze 10 anhaf tende Substanz bei dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 ausgebrannt werden kann, so daß die Kraftstoffregelung im Ansaughub-Einspritzmodus M2 solange fortgesetzt wird, bis die Substanz bei der Zündkerze 10 verbrannt ist.

Ist die vorgegebene Zeit TB bezogen auf die Zeit t2, bei der der Kraftstoff-Einspritzmodus ausgehend von dem Kompressionshub-Einspritzmodus M1 in den Ansaughub- Einspritzmodus M2 umgeschalten wurde, noch nicht ver strichen, und liegt die Dauer des Ansaughub-Einspritzmo dus M2 unterhalb der vorgegebenen Zeit TB, so bestimmt die CPU-Einheit, daß t < t2 + TB gilt, d. h. ist das Bestim mungsergebnis JA, so verläßt die CPU-Einheit die Prozeß routine nach Fig. 5, damit der Ansaughub-Einspritzmodus M2 fortgeführt wird.

Entscheidet die CPU-Einheit im Schritt S21, daß t = t2 + TB gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so bedeu tet dies, daß die Verbrennung in dem Ansaughub-Einspritz modus M2 während der festgelegten Zeit TB fortgedauert hat, so daß die CPU-Einheit bestimmt, daß die Substanz bei der Zündkerze 10 ausgebrannt ist, und der normale Verbren nungswirkungsgrad wieder hergestellt ist, und sie schaltet die Kraftstoffeinspritzung von dem Ansaughub-Einspritz modus M2 zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 um (Schritt S22).

Ferner verändert die CPU-Einheit das vorgegebene Luft/ Kraftstoff-Verhältnis A/Fo von dem stöchiometrischen (theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis) Betriebsmodus für den mageren Betriebsmodus im Schritt S23, und sie be endet anschließend die Prozeßroutine nach Fig. 5.

Nach dem Wiederherstellen des Verbrennungswirkungs grads zum Verändern der Kraftstoffeinspritzung in den An saughub-Einspritzmodus M2, wie oben beschrieben, legt die CPU-Einheit die Kraftstoffeinspritzung wieder zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 fest.

Ist der Ansaughub-Einspritzmodus M2 zum Wiederher stellen des normalen Verbrennungszustands ausgehend von dem Fehlzündungszustand angestoßen, so wird mehr Kraft stoff verbraucht mit hiermit verbundenem schlechten Kraft stoffverbrauchsverhältnis, jedoch wird die Kraftstoffein spritzung zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus N3 un mittelbar dann rückgesetzt, wenn der Verbrennungswir kungsgrad wieder hergestellt ist, so daß der Betriebszustand wieder hergestellt werden kann, bei dem weniger Kraftstoff verbraucht wird.

In diesem Zeitpunkt kann aufgrund der Tatsache, daß der normale Verbrennungszustand wieder hergestellt ist, der Motor 1 in einem besseren Zustand als in einem anfängli chen Kompressionshub-Einspritzmodus M1 betrieben wer den. Somit läßt sich die Ausstoßmenge schädlicher Kompo nenten des Abgases im Vergleich zu dem Zustand reduzie ren, der vor der Wiederherstellung des normalen Verbren nungszustands vorlag.

Weiterhin kann aufgrund der Tatsache, daß das Verbren nungsdrehmoment des Motors 1 stabil ist, die bei dem Kom pressionshub-Einspritzbetrieb erzielte Fahrbarkeit wieder hergestellt werden.

Zweite Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde bestimmt, daß der Verbrennungswirkungsgrad wie der hergestellt ist, wenn der Betrieb des Ansaughub-Ein spritzmodus M2 während einer festgelegten Zeit TB vor liegt. Jedoch kann der Verbrennungswirkungsgrad aufgrund von Schwankungen des Motors 1 wie Altern usw. . ., nicht ausreichend wiederhergestellt sein.

Aus dem vorgenannten Grund kann zum Überprüfen des Wiederherstellens des Verbrennungswirkungsgrads nach dem Rücksetzen des Betriebsmodus zu dem Kompressions hub-Einspritzmodus M3 bestimmt werden, ob die Frequenz der Fehlzündungen Er einen zweiten festgelegten Wert Eb (< Ea) oder weniger annehmen, nachdem eine relativ kurze vorbestimmte Zeit TC ausgehend von t3, bei dem der Mo dus rückgesetzt wird, verstrichen ist.

Bei dieser Vorgehensweise wird dann, wenn der zweite vorgegebene Wert Eb vor dem Verstreichen der vorgegebe nen Zeit TC überschritten wird, bestimmt, daß der Fehlzün dungszustand, d. h. die Verschlechterung des Verbrennungs wirkungsgrads, vorgelegen hat.

Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung zum Illu strieren des Kraftstroffeinspritzmodus-Veränderungsbe triebs gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Die Abszissenachse bezeichnet die Zeit t, und die Ordinatenachse bezeichnet die Frequenz der Fehl zündungen Er; Ea, M1 bis M3, t1 bis t3, TA und TB stim men mit den bei der ersten Ausführungsform bezeichneten Größen überein. Die zweite Ausführungsform betrifft einen Fall, bei dem der Verbrennungswirkungsgrad durch den Be trieb in dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 nicht wieder hergestellt werden kann, und bei dem der Betriebsmodus zu einem anderen Ansaughub-Einspritzmodus M4 umgeschal tet wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Betrieb im Kompressions hub-Einspritzmodus M1 während der Zeitperiode zwischen 0 und t2 (0 bis t1 + TA) durchgeführt, und im Ansaughub- Einspritzmodus M2 während der Zeitperiode TB zwischen t2 und t3, und dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 während der Zeitperiode TC (fest vorgegebene Zeit) zwi schen t3 und t4, ferner im Ansaughub-Einspritzmodus M4 während der Zeitperiode TD zwischen t4 bis t5, und im Kompressionshub-Einspritzmodus M4 während der Zeitpe riode zwischen t5 und deren nachfolgenden Zeitabschnitten.

Die Zeit t3 ist bezeichnet durch t2 + TB, t4 durch t3 + TC, t5 durch t4 + TD, und t6 durch t5 + TC.

Wie zuvor unter Bezug auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben, wird während der Zeitperiode 0 bis t3 dann, wenn die vorge gebene Zeit TA verstrichen ist, seitdem die Frequenz der Fehlzündungen Er den vorgegebenen Wert Ea überstiegen hat, der Betriebsmodus von dem Kompressionshub-Ein spritzmodus M1 zu dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 umgeschaltet, so daß das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Ver hältnis A/Fo von dem mageren Modus in den stöchiometri schen Modus verändert wird. Anschließend wird dann, wenn die vorgegebene Zeit TB verstrichen ist, der Betriebs modus von dem Ansaughub-Einspritzmodus M2 zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 rückgeschaltet, so daß der stöchiometrische Modus durch den mageren Modus ersetzt wird.

Unter Bezug auf das in Fig. 7 gezeigte Flußdiagramm folgt nun die Erläuterung der Prozeßbearbeitung zum Über prüfen der Tatsache, ob der Verbrennungswirkungsgrad nach dem Zurückgehen auf den Kompressionshub-Ein spritzmodus M3 wieder hergestellt ist.

Die Schritte S33 und S34 nach Fig. 7 entsprechen den Schritten S13 und S14 nach Fig. 4.

Zunächst bestimmt zum Berechnen der Zeitdauer des Kompressionshub-Einspritzmodus M3 die CPU-Einheit, ob die Dauer zwischen der Zeit 3, bei dem der Betriebsmodus zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus M3 rückgesetzt wird, bis zu der momentan vorliegenden Zeit t unterhalb ei ner vorgegebenen Zeit TC liegt, d. h. ob gilt t < t3 + TC (Schritt S31).

Die vorgegebene Zeit TC ist die Zeitperiode zum Über prüfen der Tatsache, ob der Verbrennungswirkungsgrad vollständig wieder hergestellt ist; er kann auf ein relativ kurze Zeitdauer in Übereinstimmung mit der Größe des vor gegebenen Werts Eb festgelegt sein.

Ist die vorgegebene Zeit TC noch nicht ausgehend von der Zeit t3 verstrichen und liegt die Zeitdauer des Kompres sionshub-Einspritzmodus M3 unterhalb der vorgegebenen Zeit TC und bestimmt die CPU-Einheit daß t < t3 + TC gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 7 ohne Durchführung eines Schrit tes.

Bestimmt die CPU-Einheit im Schritt S31, daß t = t3 + C gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so bedeutet dies, daß der Verbrennungszustand in dem Kompressions hub-Einspritzmodus M3 während der vorgegebenen Zeit dauer TC zum Überprüfen vorgelegen hat; demnach be stimmt die CPU-Einheit, ob die Frequenz der Fehlzündun gen Er dem vorgegebenen Wert Eb entspricht oder niedriger als dieser ist, zum Überprüfen, ob die Frequenz der Fehlzün dungen Er ausreichend geregelt ist (Schritt S32).

Gilt Er ≦ Eb, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so entscheidet die CPU-Einheit, daß der Verbrennungswir kungsgrad vollständig wieder hergestellt ist, und sie beendet die Prozeßroutine nach Fig. 7, so daß der Kompressionshub- Einspritzmodus M3 fortgeführt wird.

Gilt Er < Eb, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so entscheidet die CPU-Einheit, daß der Verbrennungswir kungsgrad nichtin dem vorangegangenen Ansaughub-Ein spritzmodus M2 wieder hergestellt wurde, und sie verändert den Kraftstoffeinspritzmodus von dem Kompressionshub- Einspritzmodus M3 zu dem Ansaughub-Einspritzmodus M4 (Schritt S33), und sie verändert auch das vorgegebene Luft/ Kraftstoff-Verhältnis A/Fo von dem mageren Modus in den stöchiometrischen Modus (Schritt S34), und anschließend beendet sie die Bearbeitungsroutine nach Schritt S7.

In diesem Zeitpunkt wird wie bei dem zuvor beschriebe nen Schritt S15, die Zeit A4, bei dem der Betriebsmodus verändert wurde, gespeichert.

Nun wird unter Bezug auf das Flußdiagramm nach Fig. 8 der Prozeßbetrieb beschrieben, der bei dem zweiten An saughub-Einspritzmodus M4 durchgeführt wird.

Die Schritte S41 bis S43 nach Fig. 8 entsprechen den Schritten S21 bis S23 nach Fig. 5.

Zunächst beurteilt die CPU-Einheit zum Berechnen der Zeitdauer des Ansaughub-Einspritzmodus M4, ob die Dauer von M4 ausgehend von der Zeit t4, bei dem der Betriebsmo dus verändert wird, zu der momentanen Zeit t, unterhalb der festgelegten Zeit TD liegt, d. h. t < t4 + TD gilt (Schritt S41).

Die vorgegebene Zeit TD ist die Zeitperiode für die zweite Modusveränderungsprozeßbearbeitung, so daß sie auf eine kürzere Zeit als die vorhergehende vorgegebene Zeit TB eingestellt sein kann.

Ist die vorgegebene Zeit TD noch nicht ausgehend von der Zeit t4 verstrichen und bestimmt die CPU-Einheit im Schritt S41, daß t < t3 + TC gilt, d. h. ist das Bestimmungs ergebnis JA, so beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 8, ohne Durchführung irgendeiner Tätigkeit, so daß der An saughub-Einspritzmodus M4 fortgeführt wird.

Entscheidet die CPU-Einheit, daß t = t4 + TD gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so bedeutet dies, daß der Verbrennungszustand in dem Ansaughub-Einspritzmodus M4 während der vorgegebenen Zeit TD vorgelegen hat; demnach bestimmt die CPU-Einheit, daß der Verbrennungs wirkungsgrad durch die zweite Modusübergangsprozeßbe arbeitung wieder hergestellt ist, und sie verändert den Kraft stoffeinspritzmodus, ausgehend von dem Ansaughub-Ein spritzmodus M4 zurück zu dem Kompressionshub-Ein spritzmodus M5 im Schritt S42.

Die CPU-Einheit verändert auch das vorgegebene Luft/ Kraftstoff-Verhältnis A/Fo von dem stöchiometrischen Mo dus zu dem mageren Modus (Schritt S43), und sie beendet anschließend die Prozeßroutine nach Fig. 8.

Somit wird dann, wenn bestimmt wird, daß der Verbren nungswirkungsgrad nach dem Rücksetzen des Kraftstoffein spritzmodus in den Kompressionshub-Einspritzmodus M3 nicht wieder hergestellt ist, der Kraftstoff-Einspritzmodus erneut in den Ansaughub-Einspritzmodus M4 so verändert, daß der Verbrennungswirkungsgrad sicher wieder herge stellt wird.

Wie im Fall des in Fig. 7 gezeigten Prozeßbetriebs wird der Regelprozeß in dem Kompressionshub-Einspritzmodus M5 wiederholt. Insbesondere ersetzt in dem Schritt S31 nach Fig. 7 die CPU-Einheit die Zeit t3 durch t5, und sie führt anschließend dieselbe Bestimmungsprozeßbearbei tung zum Überprüfen der Frequenz der Fehlzündungen Er nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeit TC ausge hend von der Zeit t5 durch (Schritt S32).

In diesem Fall wird aufgrund der Tatsache, daß der Ver brennungswirkungsgrad sicher durch den zweiten Ansaug hub-Einspritzmodus M4 wieder hergestellt ist, bestimmt, daß Er ≦ Eb gilt (das Bestimmungsergebnis ist JA), und der Betrieb wird weiter in dem Kompressionshub-Einspritzmo dus M5 fortgeführt.

Wird bestimmt, daß der Verbrennungswirkungsgrad noch nicht vollständig wieder hergestellt ist, so wird anschließend der dritte oder weitergehende Ansaughub-Einspritzmodus wiederholt, wie in den in Fig. 7 und 8 gezeigten Fällen.

Somit wird der Verzögerungsschaltung detektiert, insbe sondere die Frequenz der Fehlzündungen Er, die beobachtet wird, wenn der Kraftstoff-Einspritzmodus von dem Ansaug hub-Einspritzmodus M2 in den Kompressionshub-Ein spritzmodus M3 umgeschaltet ist, und ist der Verbrennungs wirkungsgrad nicht gut, so wird anschließend die Kraftstof feinspritzung erneut zu dem Ansaughub-Einspritzmodus M4 festgelegt. Hierdurch ist es möglich, den Verbrennungs wirkungsgrad sicher wieder herzustellen, wodurch eine Fortführung des Betriebs im Kompressionshub-Einspritz modus M3 mit nicht vollständig wieder hergestellten nor malen Verbrennungszustand vermieden wird.

Wird festgestellt, daß der Verbrennungswirkungsgrad nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeit TC nach dem Zurückverändern zu dem Kompressionshub-Einspritzmo dus M3 gut ist, so wird der Betrieb in dem Kompressions hub-Einspritzmodus M3 fortgeführt. Demnach kann die Zeit, während der der Betrieb in dem Ansaughub-Einspritz modus M2 durchgeführt wird, dadurch minimiert werden, daß die Dauer insbesondere der vorgegebenen Zeit TB des ersten Ansaughub-Einspritzmodus M2 auf ein Minimum festgelegt wird.

In anderen Worten ausgedrückt ist es zum vollständigen Wiederherstellen des normalen Verbrennungszustands nicht erforderlich, die vorgegebene Zeit TB in dem ersten An saughub-Einspritzmodus M2 auf einen großen Wert festzu legen. Anstelle hiervon sollte der zweite und der nachfol gende Ansaughub-Einspritzmodus, falls erforderlich, wäh rend der vorgegebenen Zeit TD wiederholt werden.

Demnach läßt sich die Zeit, während der der Betrieb in dem Ansaughub-Einspritzmodus mit höherem Kraftstoff verbrauch durchgeführt wird, minimieren; deshalb wird we niger Kraftstoff verbraucht, was im Ergebnis zu einer erheb lich verbesserten Wirtschaftlichkeit führt.

Dritte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausfüh rungsform wird bei zunehmender Frequenz der Fehlzündun gen der Betrieb des Motors 1 von dem Kompressionshub- Einspritzmodus M1 in den Ansaughub-Einspritzmodus M2 umgeschaltet. Als Alternative hierzu kann jedoch das vorge gebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo zum Anreichern einer Mischung verändert werden, in Schritten anhand eines festgelegten Umfangs pro Zeit bei Aufrechterhaltung des Kraftstoff-Einspritzmodus in -Kompressionshub-Einspritzmodus M1.

Die Fig. 9A und 9B zeigen schematische Darstellungen zum Illustrieren des Betriebs zum Verändern des vorgegebe nen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/Fo relativ zur Frequenz der Fehlzündungen Er in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 9A stellt die Abszissenachse die Zeit t dar, und die Frequenz der Fehlzündungen Er ist an der Ordinatenachse angetragen. In Fig. 9B ist die Zeit t an der Abszissenachse und das vorge gebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo an der Ordinaten achse angetragen.

In den Fig. 9A und 9B bezeichnen Ea, t1, t2, TA und TB dieselben Größen wie sie zuvor beschrieben wurden. Die vorgegebene Zeit TB wird auf einen Wert festgelegt, der sich zum Wiederherstellen des normalen Verbrennungswir kungsgrads eignet.

Das Bezugszeichen δ bezeichnet einen festgelegten Wert zum Verändern des vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhält nisse A/Fo derart, daß der Wert einen relativ kleinen Wert darstellt; er ist so festgelegt, daß er das vorgegebene Luft/ Kraftstoff-Verhältnis A/Fo in Schritten reduziert, wenn der Fehlzündungszustand detektiert wird.

Das Bezugszeichen t3a bezeichnet die Zeit, während der die Frequenz der Fehlzündungen Er den vorgegebenen Wert Ea erneut übersteigt, nach dem ersten Anreicherungsprozeß betrieb, das Bezugszeichen t4a bezeichnet die Zeit, während der der zweite Anreicherungsprozeßbetrieb durchgeführt wird, und das Bezugszeichen t5a bezeichnet die Zeit, zu der die normale Regelung wieder aufgenommen wird.

Diese Ausführung betrifft einen Fall, in dem der Zustand mit Er ≦ Ea während der vorgegebenen Zeit TB durch Durchführung des zweiten Anreicherungsprozeßbetriebs zur Zeit t4a fortdauert, so daß die CPU-Einheit bestimmt, daß der normale Verbrennungswirkungsgrad wieder herge stellt ist und sie die normale Regelung zur Zeit t5a wieder aufnimmt.

Unter Bezug auf die Fig. 9A und 9B sowie die in Fig. 10 und 11 gezeigten Flußdiagramme wird nun der Regelpro zeßbetrieb in Übereinstimmung mit der dritten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In den Fig. 10 und 11 bestimmen die Schritte S11, S12, und S15 mit den in Fig. 4 gezeigten überein.

Bestimmt die CPU-Einheit im Schritt S11 nach Fig. 10, daß Er < Ea gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, und bestimmt sie im Schritt S12 zudem, daß der Zustand in dem Er < Ea gilt, während einer vorgegebenen Zeit TA oder länger vorliegt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so schaltet sie das nachfolgende vorgegebene Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo(n) in den angereicherten Modus durch Ver ringern des momentanen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo(n - 1) gemäß dem vorgegebenen Wert δ (Schritt S53).

Die CPU-Einheit speichert dann die Zeit t2 im Schritt S15, bevor sie die Prozeßroutine nach Fig. 10 verläßt.

Nach Anreicherung des vorgegebenen Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo gemäß dem vorgegebenen Wert δ, wird die Prozeßroutine nach Fig. 11 nach der Zeit t2 durchgeführt bzw. implementiert.

Die CPU-Einheit beurteilt im Schritt S11 zunächst, ob die Frequenz der Fehlzündungen Er den festgelegten Wert Ea oder einen niedrigeren Wert annimmt, und gilt Er < Ea, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so bestimmt sie im Schritt S12, ob der Zustand in dem Er < Ea gilt, während der vorgegebenen Zeit TA oder während einer längeren Zeit vorliegt, ausgehend von der Zeit t3a, wie in dem in Zusam menhang mit der Fig. 10 beschriebenen Fall.

Ist die vorgegebene Zeit TA ausgehend von der Zeit t3a verstrichen, so reichert die CPU-Einheit das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo weiter gemäß dem vorgege benen Umfang 8 im Schritt S53 an, und sie speichert die dann vorliegende Zeit t4a im Schritt S55, bevor sie die Pro zeßroutine nach Fig. 11 verläßt.

Im Zeitpunkt der Implementierung der nächsten Prozeß bearbeitung bestimmt dann, wenn die CPU-Einheit im Schritt S11 bestimmt, daß Er ≦ Ea gilt, d. h. wenn das Be stimmungsergebnis JA ist, die CPU anschließend im Schritt S56, ob die vorgegebene Zeit TB oder eine größere Zeit aus gehend von der Zeit t4a verstrichen ist, bei der das vorgege bene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo das zweite Mal ange reichert wurde.

Liegt die Zeit, die seit der Zeit t4a verstrichen ist, zu der des vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo angerei chert wurde, unterhalb der vorgegebenen Zeit TB, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so beendet die CPU-Ein heit die Prozeßroutine nach Fig. 11 ohne Durchführung ei nes Schrittes derart, daß der angereicherte Modus aufgehal ten wird.

Bestimmt die CPU-Einheit im Schritt S56, daß die vorge gebene Zeit TB oder eine größere Zeit seit der Zeit t4a ver strichen ist, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so führt sie eine Rückangleichung des vorgegebenen Luft/Kraft stoff-Verhältnis A/Fo in eine magere Mischung durch, und sie geht dann zu der normalen Regelung im Schritt S57 zu rück, bevor sie die Prozeßroutine nach Fig. 11 verläßt.

Somit wird dann, wenn die Frequenz der Fehlzündungen Er zunimmt, das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo gemäß der vorgegebenen Menge δ pro Zeit angereich tert zum Verbrennen von Schmutz oder dergleichen an der Zündkerze 10, so daß sich der Verbrennungswirkungsgrad wieder herstellen und die Frequenz der Fehlzündungen Er reduzieren läßt.

Bei der dritten Ausführungsform kann der normale Ver brennungszustand wieder hergestellt werden, während der Kompressionshub-Einspritzmodus beibehalten wird, indem sich das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo im mageren Modus befindet. Somit wird gemäß der dritten Ausführungsform weniger Kraftstoff als bei der ersten und zweiten Ausführungsform verbraucht, was das Aufrechter halten eines wirtschaftlichen Betriebs ermöglicht.

Ferner wird dann, wenn die Frequenz der Fehlzündungen Er selbst nach dem Anreichern des vorgegebenen Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses A/Fo nicht ausreichend abnimmt, das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo weiter an gereichtert, wodurch ein sicheres Reduzieren der Frequenz der Fehlzündungen Er bei minimaler Umsetzung einer An reicherungsprozeßbearbeitung ermöglicht wird.

Weiterhin ist aufgrund der Tatsache, daß sich der normale Verbrennungszustand des Motors 1 mit dem Luft/Kraftstoff- Verhältnis im magersten Modus wieder herstellen läßt, eine weitere Einsparung an Kraftstoff möglich, was einen wirt schaftlichen Betrieb ermöglicht.

Bei dieser Ausführungsform ist aufgrund der Tatsache, daß das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo zum Wiederherstellen des normalen Verbrennungszustands nicht fest vorgegeben ist, eine hohe Flexibilität für die erfolgrei che Handhabung unterschiedlicher Schwankungen der Be triebsbedingungen in demselben Motor 1 oder von Schwan kungen des Wetters oder von Schwankungen von einem Motor 1 zu einem anderen möglich.

Wie im Fall der zweiten Ausführungsform nützt die Ver brennungszustands-Bestimmungsvorrichtung in der CPU- Einheit 31 den zweiten vorgegebenen Wert Eb, der kleiner als der erste vorgegebene Wert Ea ist, und zwar zum Über prüfen der Frequenz der Fehlzündungen nach dem Verstrei chen der vorgegebenen Zeit TC bezogen auf die Zeit, zu der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den mageren Modus rück gesetzt wird, zum Überprüfen des Wiederherstellens des Verbrennungswirkungsgrads nach der Rückkehr zu der nor malen Regelung.

Vierte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wird bei Zunahme der Frequenz der Fehlzündungen Er das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo in den ange reichterten Modus verändert. Alternativ läßt sich jedoch das Zündsignal G für die in Fig. 27 gezeigte Zündspuleneinheit verändern.

Nun wird unter Bezug auf die Fig. 12A und 12D und die Fig. 13 die Veränderungsprozeßbearbeitung in Übereinstim mung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Fig. 12A bis 12D zeigen Zeitablaufdiagramme zum Illustrieren des Veränderungsprozeßbetriebs in Überein stimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung; die Fig. 12A zeigt das Zeitablaufdiagramm eines Zylinderidentifiziersignals SGC, die Fig. 12B zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Kurbelwinkelsignals SGT, die Fig. 12C zeigt ein Einspritzsignal für ein Kraftstoffeinspritzven til 8 für jeden Zylinder #1 bis #4, und die Fig. 12D zeigt ein Zeitablaufdiagramm für das Zündsignal für eine Zündspu leneinheit 9 jedes Zylinders.

In den Fig. 12A bis 12D bezeichnen J1 bis J4 die Ein spritzsignale für die Zylinder #1 bis #4, und G1 bis G4 be zeichnen die Zündsignale für die Zylinder.

Bei einer normalen Betriebsbedingung detektiert die CPU-Einheit beispielsweise das Kurbelwinkelsignal SGT des Zylinders #1, und sie treibt das Kraftstoffeinspritzventil 8 entsprechend dem Zylinder #1 durch Abgabe des Ein spritzsignals J1, und sie treibt lediglich eine Zündspulenein heit 9, gekoppelt an den Zylinder #1, durch Abgabe des Zündsignals G1, wodurch die Verbrennung des Zylinders #1 geregelt wird.

Die Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Veränderungsprozeßbetriebs in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; die Schritt S11 und Schritt S12 stimmen mit den obenbeschrie benen überein.

Zunächst beurteilt im Schritt S11 die CPU-Einheit, ob die Frequenz der Fehlzündungen Er (vgl. Fig. 9) den vorgege benen Wert Ea oder einen geringeren Wert annimmt, und be stimmt sie, daß er ≦ Ea ist, d. h. ist das Bestimmungsergeb nis JA, so beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 13.

Bestimmt die CPU-Einheit, daß Er < Ea gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so beurteilt sie ferner im Schritt S12, ob der Zustand mit Er < Ea während der vorge gebenen Zeit TA oder länger vorliegt; bestimmt sie, daß der Zustand während der vorgegebenen Zeit TA vorliegt, so ver ändert sie das Zündsignal G zum Verändern des Treiberver fahrens für die Zündspulen 25587 00070 552 001000280000000200012000285912547600040 0002019749154 00004 25468einheit 9 im Schritt S63, bevor sie die Prozeßroutine nach Fig. 13 verläßt.

Spezifischer ausgedrückt, gibt, wie in Fig. 12D gezeigt, die CPU-Einheit ein Zündsignal G4' ab, das anhand gestri chelter Linien gezeigt ist, und das zum Treiben der Zünd spuleneinheit 9 für andere Zylinder eingesetzt wird, bei spielsweise dem Zylinder #4, zusätzlich zu dem Zylinder wie dem Zylinder #1, der dem Kurbelwinkelsignal SGT zu geordnet ist.

In diesem Zeitpunkt ist der Zylinder, der zur selben Zeit angetrieben und gezündet wird, zu der der Zylinder #1 im Kompressionshub angetrieben und gezündet wird, der Zy linder #4 in einem Auslaßhub, der in keiner Weise durch das zur gleichen Zeit wie das Zündsignal G1 anliegende Zündsi gnal G4' beeinflußt ist.

In ähnlicher Weise wird ein Zündsignal G2', bezeichnet durch die gestrichelten Linien, für den Zylinder #2 zur sel ben Zeit angelegt, zu der ein Zündsignal G3 für den Zylinder #3 anliegt.

Demnach wird bei zunehmender Frequenz der Fehlzün dungen Er das Zündsignal G an der Zündspuleneinheit 9 mit einer Zeiteinstellung zusätzlich zu der regulären Zündzeit einstellung so angelegt, daß die Veränderungen zum Ver brennen der Substanzen an der Zündkerze 10 zunehmen, die einem Abfall des Isolierwiderstands zugeordnet werden können. Somit werden die anhaftenden Substanzen redu ziert, so daß die Zündkerze 10 ihren normalen Isolierwider stand wieder annimmt, was einen verbesserten Verbren nungswirkungsgrad ermöglicht.

In diesem Fall besteht keine Anforderung zum Verändern des Kraftstoffeinspritzzustands oder des vorgegebenen Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses A/Fo, und der Verbrennungswir kungsgrad des Motors 1 kann wieder hergestellt werden, bei Fortführung des Betriebs im mageren Modus, d. h. im Kom pressionshub-Einspritzmodus, was einen Vorteil bei dem Motor mit Zylindereinspritzung darstellt. Dieses Merkmal ermöglicht die Aufrechterhaltung eines ökonomischen Be triebs, da der Kraftstoffverbrauch nicht verschlechtert ist.

Der Motor 1 wird in derselben Weise wie vor der Wieder herstellung des normalen Verbrennungszustands geregelt, mit der Ausnahme, daß zusätzliche Zündsignale G1' bis G4' an den Zündspuleneinheiten 9 mit ihren Stellungen anlie gen, die für die Zündung des Kraftstoffs irrelevant sind, d. h. während dem Auslaßhub. Demnach wird keine bestimmte Differenz im Verhalten des Motors 1 zwischen dem Zustand beobachtet, in dem die Zündsignale G1' bis G4' zum Wie derherstellen der normalen Verbrennung anliegen, und dem Zustand, in dem keines der Zündsignale G1' bis G4' anliegt, da kein Wiederherstellbetrieb durchgeführt wird. Somit tritt kein Stoß aufgrund einer Veränderung des Verhaltens des Motors 1 auf, so daß eine Anforderung zum Vorsehen von Maßnahmen zum Regeln eines derartigen Stoßes besteht.

Wie im Fall der zweiten Ausführungsform kann die Ver brennungszustands-Bestimmungsvorrichtung in der CPU- Einheit 31 die Frequenz der Verzögerungsschaltungen mit dem zweiten festgelegten Wert Eb vergleichen, der kleiner als der erste festgelegte Wert Ea ist, und zwar nach dem Ver streichen der festgelegten Zeitdauer TC bezogen auf die Zeit, bei der die normale Regelung wieder aufgenommen wird, damit die Wiederherstellung des Verbrennungswir kungsgrads nach der Wiederaufnahme der normalen Rege lung überprüft wird.

Fünfte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen vierten Ausführungsform wurde das Zündsignal G verändert, wenn die Frequenz der Fehlzündungen Er zunahm. Alternativ kann jedoch die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung auf Basis des Einspritzsi gnals J und die Zündzeiteinstellung auf Basis des Zündsi gnals G verändert werden.

Unter Bezug auf die Fig. 14 bis 16 wird die Verände rungsprozedur gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen dieselben schematischen Dar stellungen wie die Fig. 34 bis 36, die zuvor erwähnt wurden; sie zeigen den Verbrennungswirkungsgrad des Motors 1 mit der Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung und der Zündzeitein stellung unter einer bestimmten Betriebsbedingung.

In den Figuren bezeichnet der Punkt W (Einspritzend- Zeiteinstellung = B60-Grad; Zündzeiteinstellung = B15- Grad) die Einspritzend-Zeiteinstellung und die Zündzeitein stellung in dem Fall, in dem der Motor 1 in dem normalen zuvor beschriebenen Zustand betrieben wird.

Bei dieser Ausführungsform wird dann, wenn der in Fig. 9A gezeigte Zustand, in dem die Frequenz der Fehlzündun gen Er den vorgegebenen Wert Ea übersteigt, während der vorgegebenen Zeit TA oder länger vorliegt, anschließend die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung und die Zündzeitein stellung ausgehend von dem Punkt W zum Reduzieren der Frequenz der Fehlzündungen Er verschoben.

Beispielsweise wird die Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstel lung und die Zündzeiteinstellung in dem Punkt W' verscho ben (Kraftstoffeinspritz-Zeiteinstellung = B62-Grad; Zünd zeiteinstellung = B17-Grad).

Somit ermöglicht die Anwendung der Prozeßbearbei tungsvorrichtung zum Verändern der Kraftstoffeinspritz- Zeiteinstellung der Zündzeiteinstellung als Wiederherstell vorrichtung für den Fall, daß die Frequenz der Fehlzündun gen Er zunimmt, die momentane Verbesserung des Verbren nungswirkungsgrads ausgehend von dem Kompressions hub, bei dem die Einspritzzeiteinstellung und die Zündzeit einstellung verändert wurden, so daß die Zeit, während der der Motor in einem schlechten Verbrennungszustand läuft, minimiert ist.

Da weiterhin, wie im Fall der vierten Ausführungsform, das vorgegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fe nicht ver ändert ist, läßt sich der Verbrennungswirkungsgrad wieder herstellen, bei Aufrechterhaltung des wirtschaftlichen Be triebsmodus mit geringerem Benzinverbrauch.

Ferner muß, wie bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, lediglich der Betriebszustand ver ändert werden, und kein zusätzliches System ist erforder lich, was zu keinen zusätzlichen Kosten führt.

Wie im Fall der oben beschriebenen zweiten Ausfüh rungsform kann die Verbrennungszustands-Bestimmungs vorrichtung in der CPU-Einheit 31 die Frequenz der Fehl zündungen mit dem zweiten vorgegebenen Wert Eb verglei chen, der kleiner als der erste vorgegebene Wert Ea ist, nachdem die vorgegebene Zeit TC ausgehend von der Zeit verstrichen ist, bei der der normale Betriebszustand wieder aufgenommen wurde, so daß das Wiederherstellen des Ver brennungswirkungsgrads nach der Wiederaufnahme der normalen Regelung überprüft wird.

Sechste Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstim mung mit der Drehänderung D (vgl. Fig. 1 und Fig. 2) de tektiert. Als Alternative können jedoch die Fehlzündungen unter Einsatz eines Ionenstroms C durch eine in Fig. 27 ge zeigte Ionenstrom-Detektoreinheit 19 detektiert werden.

Unter Bezug auf die Fig. 17A und 17D und die Fig. 18 wird der Fehlzündungsdetektorbetrieb in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung beschrieben.

Die Fig. 17A bis 17D zeigen Zeitablaufdiagramme zum Darstellen des Prozeßbetriebs zum Detektieren einer Fehl zündung in dem Motor 1 in Übereinstimmung mit dem Io nenstrom C. Die Fig. 17A und 17B zeigen dasselbe Zylinde ridentifiziersignal SGC und das Kurbelwinkelsignal SGT, das oben unter Bezug auf die Fig. 1 beschrieben wurde. Die Fig. 17C zeigt die Signalform des Ionenstroms C, und die Fig. 17D zeigt durch A bei dem Signalformgebiet des Io nenstroms C bezeichnete Abschnitte, d. h. den Integrierwert der in Fig. 17C gezeigten schraffierten Abschnitte.

Wie allgemein bekannt, entspricht der Ionenstrom C dem Umfang der Innenkomponenten, die während der Verbren nung des Kraftstoffs erzeugt werden; er zeigt den Grad der Verbrennung an.

A(i) (i = n - 4, n - 3, . . ., n, . . .) ist das Signalformgebiet A des Ionenstroms C für jede Berechnungszeit (i).

Die Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen der Fehlzündungsprozeßbearbeitung auf Basis des Signalform gebiets A des Ionenstroms C; die Schritte S4 und S5 sind dieselben Schritte, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind.

Zunächst berechnet die CPU-Einheit 31 in der in Fig. 28 gezeigten elektronischen Regeleinheit 20 das Signalformge biet A des Ionenstroms C in Ansprechen auf das Auftreten des Interrupts der abfallenden Flanke des Kurbelwinkelsi gnals SGT (Schritt S71).

Anschließend beurteilt die CPU-Einheit im Schritt S72, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist, in Übereinstimmung mit der Tatsache, ob das Signalformgebiet A des Ionen stroms C einen vorgegebenen Wert β oder einem geringeren Wert entspricht, und bestimmt sie, daß A < β gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so geht sie zu dem Schritt S4 über und entscheidet, daß keine Fehlzündung aufgetreten ist; die CPU-Einheit beendet anschließend die Bearbei tungsroutine nach Fig. 18.

Entscheidet die CPU-Einheit, daß A ≦ β gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so geht sie zum Schritt S5 über und bestimmt, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, und sie beendet die Bearbeitungsroutine nach Fig. 18.

Siebte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform wurde das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstim mung mit dem Ionenstrom C detektiert. Als Alternative kann jedoch eine Fehlzündung auf Basis einer Differenz ΔA/F zwischen einem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhält nis A/Fr und dem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo bestimmt werden, durch Berechnen des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr unter Einsatz einer Sauer stoffkonzentration X bei einem Abgas, die durch einen in Fig. 27 gezeigten Sauerstoffkonzentrationssensor 15 detek tiert wird.

Bei dieser Ausführungsform ist die CPU-Einheit 31 mit einer Vorrichtung zum Berechnen des tatsächlichen Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses A/Fr anhand der Sauerstoffkonzen tration X ausgestattet, sowie einer Vorrichtung zum Berech nen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz ΔA/F zwischen dem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fo und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/Fr.

Unter Bezug auf die Fig. 19A und 19C und die Fig. 20 wird der Fehlzündungsdetektorbetrieb in Übereinstimmung mit einer siebten Ausführungsform nun beschrieben.

Die Fig. 19A bis 19C zeigen Zeitablaufdiagramme zum illustrieren des Prozeßbetriebs zum Detektieren einer Fehl zündung in dem Motor 1 anhand des Ionenstroms G; die Fig. 19A und 19B zeigen dasselbe Zylinderidentifiziersignal SGC und das Kurbelwinkelsignal SGT, wie zuvor beschrie ben, und die Fig. 19D zeigt die zeitabhängige Veränderung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/Fr, be rechnet anhand der Sauerstoffkonzentration X.

In den Fig. 19A bis 19G bezeichnet IG(i) (i = n - 3, n - 2, . . ., n, . . ., n + 2) entsprechend dem Zeitpunkt t11 bis t16 die Zündzeiteinstellung für jeden Zylinder.

Die Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Fehlzündungsbestimmungs-Prozeßablaufs auf Basis des tat sächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/Fr, berechnet anhand der Sauerstoffkonzentration X; die Schritte S4 und S5 sind dieselben Schritte, wie sie zuvor beschrieben wur den.

Zunächst wird bei Auftreten des Interrupts der abfal lenden Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT die Sauerstoff konzentration X detektiert, und das tatsächliche Luft/Kraft stoff-Verhältnis A/Fr für jede Zeiteinstellung (n - 5, n - 4, . . ., n, n + 1, . . .) wird berechnet (Schritt S81).

In diesem Zeitpunkt liegt eine Zeitverzögerung vor, und zwar zwischen dem Moment, in dem Verbrennung in einem bestimmten Zylinder stattfindet, und dem Moment, in dem der Sauerstoffkonzentrationssensor 15 das Abgas dieses be stimmten Zylinders detektiert.

Wird beispielsweise der Zylinder #2 im Zeitpunkt t13 (Zündzeiteinstellung IG(n - 1)) gezündet, so befindet sich der Zustand des Zylinders #2 im Kompressionshub zwi schen der Zeit t13 und t14, und im Auslaßhub zwischen der Zeit t14 bis t15; das Verbrennungsgas wird von dem Zylin der #2 während der Zeitperiode t14 bis t15 weggeführt.

Anschließend liegt hier während der Zeitperiode t15 bis 16, während der das von dem Zylinder #2 weggeführte Gas den Sauerstoffkonzentrationssensor 15 erreicht, der Sauer stoffkonzentrationssensor 15 die Sauerstoffkonzentration X (n - 1) in dem Abgas, und er führt das Detektionsergebnis der CPU-Einheit 31 in der elektronischen Regeleinheit 20 zu.

Nach der Detektion des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses A/Fr anhand der Sauerstoffkonzentration X be rechnet die CPU-Einheit 31 die Luft/Kraftstoff-Verhältnis differenz ΔA/F zwischen dem Regelsoll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis A/Fo und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Ver hältnis A/Fr im Schritt S82, und sie beurteilt im Schritt S83, ob die berechnete Luft/Kraftstoff-Verhältnisdifferenz ΔA/F einen festgelegten Wert y oder einen geringeren Wert an nimmt.

Gilt ΔA/F ≦ γ, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so bedeutet dies, daß die von dem Sauerstoffkonzentrations sensor 15 detektierte Sauerstoffkonzentration X gering ist und daß viel Sauerstoff während dem Kompressionshub verbraucht wurde, d. h. der Verbrennungszustand ist gut.

Demnach geht die CPU-Einheit zu dem Schritt S4 über, und sie bestimmt, daß keine Fehlzündung stattgefunden hat, und anschließend beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 20.

Gilt ΔA/F < γ, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so bedeutet dies, daß die Sauerstoffkonzentration hoch ist und daß wenig Sauerstoff bei dem Verbrennungshub ver braucht wurde, d. h. der Verbrennungszustand ist nicht gut.

Somit geht die CPU-Einheit zu dem Schritt S5 über, und sie bestimmt, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, und an schließend beendet sie die Prozeßroutine nach Fig. 20.

Achte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen siebten Ausführungsform wurde das Auftreten von Fehlzündungen anhand der Diffe renz ΔA/F zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Ver hältnis A/Fr und dem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhält nis A/Fo bestimmt, auf der Basis der Sauerstoffkonzentra tion X. Alternativ kann jedoch der von einer in Fig. 27 ge zeigten Zylinderinnendruck-Detektoreinheit 17 detektierte Zylinderinnendruck P zum Detektieren einer Fehlzündung eingesetzt werden.

Die Fig. 21A bis 21C zeigen Zeitablaufdiagramme zum Illustrieren des Prozeßbetriebs zum Detektieren einer Fehl zündung in dem Motor 1 gemäß dem Zylinderinnendruck P. Die Fig. 21A und 21B zeigen dasselbe Zylinderidentifizier signal SGC und Kurbelwinkelsignal SGT, wie sie zuvor be schrieben wurden, und die Fig. 21C zeigt die zeitabhängige Veränderung des Zylinderinnendrucks P während des Kom pressionshubs, bedingt durch den Kompressionshub ent sprechend der Zündzeiteinstellung für jeden Zylinder.

In den Fig. 21A bis 21 G bezeichnen die Größen P(i)(i = n - 4, n - 3, . . ., n, . . ., n + 2) den Spitzenwert jedes Zylinderin nendrucks P.

Pa bezeichnet den vorgegebenen Wert, der die Fehlzün dungsbestimmungsreferenz im Vergleich zu dem Spitzen wert P(i) bildet.

Die Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm zum Illustrieren des Fehlzündungsdetektor-Prozeßablaufs in Übereinstimmung mit einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. In der Fig. 22 stimmen die Schritte S4 und S5 mit den zuvor beschriebenen überein.

Zunächst wird im Schritt S91 der Spitzenwert P(i) des Zy linderinnendrucks P des Zylinders in den Kompressionshub detektiert.

Allgemein hängt der Zylinderinnendruck P von dem Mo torantriebsdruck ab, der sich mit dem Kontrahieren und Ex pandieren dem Mischung in den Zylindern 1a und 1d verän dert, sowie dem Verbrennungsdruck, der bei Verbrennung des Kraftstoffs in den Zylindern 1a bis 1d erzeugt wird; der Motorantriebsdruck bleibt unter einer festgelegten Betriebs bedingung nahezu konstant.

Demnach kann die Schwankung des Verbrennungs drucks, d. h. der Verbrennungszustand, in einem geregelten Zylinder durch Detektion des Zylinderinnendrucks P detek tiert werden.

Anschließend bestimmt die CPU-Einheit im Schritt S93, ob der Spitzenwert P(i) des Zylinderinnendrucks P den vor gegebenen Wert Pa oder einen geringeren Wert annimmt, und gilt P(i) < Pa, d. h. ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so geht sie zum Schritt S4 über, in dem sie entscheidet, daß keine Fehlzündung vorgelegen hat, und sie beendet die Pro zeßroutine nach Fig. 22.

Entscheidet die CPU-Einheit, daß P(i) ≦ Pa gilt, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so geht sie zum Schritt S5 über, indem sie bestimmt, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, und sie beendet die Prozeßroutine nach Fig. 22.

Neunte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen achten Ausführungsform wurde das Auftreten einer Fehlzündung durch den Zylinde rinnendruck P detektiert. Alternativ können jedoch Fehlzün dungen durch Klopfschwingungen K detektiert werden, die mittels einem in Fig. 27 gezeigten Klopfsensor 8 detektiert werden.

Die Fig. 23A bis 23D zeigen Zeitablaufdiagramme zum Illustrieren eines Fehlzündungsdetektor-Prozeßbetriebs in Übereinstimmung mit einer neunten Ausführungsform. Die Fig. 23A und 23B illustrieren dasselbe Zylinderidentifizier signal SGC und das Kurbelwinkelsignal SGT, wie sie oben beschrieben wurden; die Fig. 23C illustriert die Klopf schwingung K für jede Zündzeiteinstellung jedes Zylinders; und die Fig. 23D illustriert die zeitabhängige Veränderung eines Spitzenhaltewerts Kp(i) der Kopfschwingung K.

In den Fig. 23A bis 23D bezeichnet Ka den vorgegebenen Wert, der die Fehlzündungsbestimmungsreferenz im Ver gleich zu dem Spitzenhaltewert Kp(i) bestimmt.

Die Fig. 24 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Fehlzündungsdetektor-Prozeßablaufs in Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform; die Schritte S4 und S5 nach Fig. 24 stimmen mit den zuvor beschriebenen überein.

Zunächst bestimmt der Klopfsensor 18 die Klopfschwin gung K des Motors 1, die erzeugt wird, wenn Kraftstoff bei dem Kompressionshub eines durch den Kompressionshub laufenden Zylinders explodiert, und er führt dies der CPU- Einheit 31 zu.

Somit detektiert die CPU-Einheit 31 den Spitzenhaltewert Kp(i) der Klopfschwingung K eines Zylinder den Verbren nungshub derart, daß der Verbrennungszustand in Überein stimmung mit der Klopfschwingung K beurteilt wird (Schritt S91).

Anschließend bestimmt die CPU-Einheit 31 im Schritt S102, ob der Spitzenhaltewert Kp(i) der Klopfschwingung K den festgelegten Wert Ka oder einen geringeren Wert an nimmt, und gilt Kp(i) < Ka, d. h. ist das Bestimmungsergeb nis NEIN, so geht sie zum Schritt S4 über, in dem sie ent scheidet, daß keine Fehlzündung aufgetreten ist, und sie be endet die Prozeßroutine nach Fig. 24.

Gilt Kp(i) ≦ Ka, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so geht die CPU-Einheit zu dem Schritt S5 über, indem sie entscheidet, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, und sie beendet die Prozeßroutine nach Fig. 24.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird bei Zunahme der Frequenz der Fehlzündungen Er die Frequenz der Fehlzündungen Er dadurch reduziert, daß ein einziger Fehlzündungsabnahme-Prozeßzyklus durchgeführt wird; je doch können anstelle hiervon beliebige Prozeßzyklen kom biniert werden.

Zehnte Ausführungsform

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Prozeßablauf zum Reduzieren der Frequenz der Fehlzün dungen Er durchgeführt, nachdem beurteilt wird, daß die Frequenz der Fehlzündungen Er aufgrund der Verschlechte rung des Verbrennungswirkungsgrads zugenommen hat. Als Alternative kann jedoch die Betriebsbedingung automatisch verändert werden, und zwar dann, wenn die Verschlechte rung des Verbrennungswirkungsgrads anhand der Dauer des Kompressionshubs vorhergesagt wird.

Die Fig. 25A und 25B zeigen Zeitablaufdiagramme zum Illustrieren der Veränderungsprozeßbearbeitung in Überein stimmung mit der zehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung; die Fig. 25A zeigt den Betriebsmodus, d. h. die Betriebsbedingung des Motors 1, und die Fig. 25B zeigt die zeitabhängige Veränderung des Regelsoll-Luft/Kraft stoff-Verhältnisses A/Fo.

In den Fig. 25A und 25B bezeichnet T1 eine vorgegebene Zeit, bei der sich der Verbrennungswirkungsgrad ver schlechtern kann, und T2 bezeichnet eine vorgegebene Zeit, die als ausreichend zum Wiederherstellen des normalen Ver brennungswirkungsgrads betrachtet wird.

Die Fig. 26 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebszustands-Veränderungsprozeßablaufs in Überein stimmung mit der zehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Wie in Fig. 26 gezeigt, wird zunächst be stimmt, ob der momentane Betriebsmodus des Motors 1 der Kompressionshub-Einspritzmodus ist, d. h. der magere Mo dus (Schritt S111).

Ist die momentane Zeit t12, so wird bestimmt, daß der Be triebsmodus des Motors 1 der Kompressionshub-Einspritz modus ist, d. h. das Bestimmungsergebnis ist JA, und die Betriebszeit in dem Kompressionshub-Einspritzmodus wird im Schritt S112 berechnet.

Anschließend wird im Schritt S113 bestimmt, ob der Kompressionshub-Einspritzmodus während der vorgegebe nen Zeit T1 vorgelegen ist, und ist das Bestimmungsergeb nis NEIN, so beendet die CPU-Einheit die Prozeßroutine nach Fig. 26 ohne Durchführung eines Schrittes.

Wird zur Zeit t22 bestimmt, daß die vorgegebene Zeit T1 verstrichen ist, d. h. ist das Bestimmungsergebnis JA, so verändert die CPU-Einheit im Schritt S114 den Betriebsmo dus des Motors 1 in den Ansaughub-Einspritzmodus und sie beendet die Prozeßroutine nach Fig. 26.

Entscheidet die CPU-Einheit im Schritt S111, daß der Be triebsmodus der Ansaughub-Einspritzmodus ist, d. h. der stöchiometrische Modus, oder ist das Bestimmungsergebnis NEIN, so berechnet die CPU-Einheit im Schritt S115 die Betriebs Zeit im Ansaughub-Einspritzmodus, und sie be stimmt im Schritt S116, ob der Ansaughub-Einspritzmodus während der vorgegebenen Zeit T2 vorgelegen hat.

Liegt die Dauer des Ansaughub-Einspritzmodus unter halb der vorgegebenen Zeit T2, d. h. ist das Bestimmungser gebnis NEIN, so beendet die CPU-Einheit die Prozeßroutine nach Fig. 26. Hiernach verändert dann, wenn zur Zeit t23 die CPU-Einheit bestimmt, daß die vorgegebene Zeit t2 ver strichen ist, d. h. wenn das Bestimmungsergebnis JA ist, die CPU-Einheit im Schritt S117 den Betriebsmodus in den Kompressionshub-Einspritzmodus, und sie beendet die Pro zeßroutine nach Fig. 26.

Bei der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform wird der Operationsmodus in den Ansaughub-Einspritzmo dus dann verändert, wenn der Kompressionshub-Einspritz modus während der vorgegebenen Zeit T1 oder länger vor gelegen hat. In dem oben beschriebenen Fall kann jedoch je der im Zusammenhang mit der oben beschriebenen vierten bis fünften Ausführungsform erwähnte Fehlzündungsredu zier-Prozeßablauf realisiert werden, wenn der Kompressi onshub-Einspritzmodus während der vorgegebenen Zeit T1 oder länger vorgelegen hat.

Somit entfällt durch Anwendung der Vorrichtung zum Wiederherstellen des normalen Betriebszustands in Über einstimmung mit der Zeitdauer des Betriebs im Kompressi onshub-Einspritzmodus das Erfordernis zum Bereitstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen des Verbrennungszu stands des Motors 1, wodurch der Prozeßablauf der elektro nischen Regeleinheit 20 vereinfacht sein kann.

Ferner wird der normale Verbrennungszustand wieder hergestellt, bevor sich der Verbrennungszustand verschlech tert, anstelle des Starts der Wiederherstellprozedur für den normalen Verbrennungswirkungsgrad nach der Detektion einer Zunahme der Frequenz der Fehlzündungen Er. Dies er möglicht das Vermeiden einer Verschlechterung des Ver brennungszustands, so daß der Motor immer in einem guten Verbrennungszustand betrieben werden kann.

Claims

1. Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung, enthaltend:

a) ein Kraftstoffeinspritzventil (8) zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1);
b) eine Zündspuleneinheit (9) zum Treiben einer Zündkerze (10) in dem Zylinder;
c) eine elektrische Steuereinheit 20) zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils (8) und der Zündspuleinheit (9) entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1); und
d) eine Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) zum Bestimmen des Verbrennungszustands des Verbrennungsmotors (1);

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die elektronische Steuereinheit (20) bei Vorliegen eines verschlechterten Verbrennungszustands den Kraftstoffeinspritzmodus ausgehend von einem Kompressionshub-Einspritzmodus zu einem Ansaughub- Einspritzmodus ändert.

2. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) den Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Kompressionshub- Einspritzmodus dann rücksetzt, wenn der Verbrennungszustand korrigiert ist.

3. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) den Verbrennungszustand erneut bestimmt, nachdem der Kraftstoffeinspritzmodus zu dem Kompressionshub- Einspritzmodus zurückgesetzt ist und
b) die elektronische Steuereinheit (20) den Einspritzmodus erneut zu dem Ansaughub-Einspritzmodus umschaltet, wenn sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert und den Kompressionhub-Einspritzmodus dann beibehält, wenn der Verbrennungszustand nicht verschlechtert ist.

4. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) die Verschlechterung des Verbrennungszustands bestimmt, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen ersten festgelegten Wert bei dem Kompressionshub-Einspritzmodus übersteigt, und
b) die erneute Verschlechterung des Verbrennungszustands bestimmt, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen zweiten festgelegten Wert überschreitet, der kleiner ist als der erste festgelegte Wert, und zwar innerhalb einer festgelegten Zeit ausgehend von dem Moment, bei dem der Einspritzmodus ausgehend von dem Ansaughub- Einspritzmodus zu dem Kompressionshub-Einspritzmodus rückgesetzt ist.

5. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) bei einer Verschlechterung des Verbrennungszustands das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis zum Anreichern einer Mischung lediglich gemäß einem ersten festgelegten Umfang verändert und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erneut verändert, zum weiteren Anreichern der Mischung gemäß einem zweiten festgelegten Umfang dann, wenn sich der Verbrennungszustand innerhalb einer festgelegten Zeit nach der Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erneut verschlechtert.

6. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in einem mageren Modus zurücksetzt, sobald der Verbrennungszustand wieder hergestellt ist.

7. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Modus überprüft; und
b) die elektronische Steuereinheit (20) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erneut in den angereicherten Modus verändert, wenn sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat bzw. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem mageren Modus hält, wenn keine Verschlechterung des Verbrennungszustands nachfolgend vorliegt.

8. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) bestimmt, daß
- 1. sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen ersten festgelegten Wert in dem mageren Modus des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses übersteigt, und
- 2. sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, wenn sich die Frequenz der Fehlzündungen einen zweiten festgelegten Wert übersteigt, der kleiner als der erste festgelegte Wert ist, und zwar innerhalb einer festgelegten Zeit ausgehend von dem Moment, in dem der angereichterte Modus zu dem mageren Modus rückgesetzt ist.

9. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) bei Vorliegen eines verschlechterten Verbrennungszustands ein Zündsignal an mindestens eine weitere Zündspuleinheit abgibt.

10. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) die Zündsignale in den normalen Zustand rücksetzt, wenn der Verbrennungszustand wiederhergestellt ist.

11. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustands-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen der Zündsignale in den normalen Modus überprüft, und
b) die elektronische Steuereinheit (20) dann, wenn sie bestimmt, daß sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, das Zündsignal erneut der Zündspuleinheit eines Zylinders zusätzlich zu dem Zylinder mit Zündsteuerung zuführt, oder daß sie dann, wenn keine weitere Verschlechterung des Verbrennungszustands erkannt wird, das Zündsignal im normalen Modus aufrechterhält.

12. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) bestimmt, daß

a) sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen ersten festgelegten Wert in dem Normalzustand des Zündsignals übersteigt, und bestimmt, daß
b) sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen zweiten festgelegten Wert, übersteigt, der kleiner als der erste festgelegte Wert ist, und zwar innerhalb einer festgelegten Zeit ausgehend von dem Moment, in dem das Zündsignal in den normalen Zustand rückgesetzt ist.

13. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) zusätzlich den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bzw. den Zündzeitpunkt zum Wiederherstellen des Verbrennungszustands variiert.

14. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (20) den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündzeitpunkt in den normalen Zustand rücksetzt, wenn der Verbrennungszustand wiederhergestellt ist.

15. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) den Verbrennungszustand erneut nach dem Rücksetzen der Steuerzeiteinstellung in den normalen Zustand überprüft, und
b) die elektronische Steuereinheit (20) die Steuerzeiteinstellung bei erneuter Verschlechterung des Verbrennungszustands die Steuerzeiteinstellung erneut verändert bzw. dann, wenn keine Verschlechterung des Verbrennungszustands erfaßt wird, die Steuerzeiteinstellung in dem normalen Zustand aufrechterhält.

16. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungszustand-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) bestimmt, daß

a) sich der Verbrennungszustand verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen ersten festgelegten Wert in dem Normalzustand der Steuerzeiteinstellung übersteigt, und
b) sich der Verbrennungszustand erneut verschlechtert hat, wenn die Frequenz der Fehlzündungen einen zweiten festgelegten Wert übersteigt, der kleiner als der erste festgelegte Wert ist, und zwar innerhalb einer festgelegten Zeit ausgehend von dem Moment, in dem die Steuerzeiteinstellung in den normalen Zustand zurückgesetzt ist.

17. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß

a) mindestens eine Drehänderungs-Detektorvorrichtung zum Detektieren einer Veränderung der Drehung des Verbrennungsmotors. (1) vorgesehen ist, sowie
b) eine Ionenstrom-Detektoreinheit (19) zum Detektieren eines Ionenstroms bei jedem der Zylinder,
c) eine Luft/Ktaftstoff-Verhältnis- Differenzdetektorvorrichtung zum Detektieren der Differenz zwischen einem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemäß der Sauerstoffkonzentration des von jedem der Zylinder weggeführten Abgases, und
d) eine Zylinderinnendruck-Detektorvorrichtung (17) zum Detektieren des Zylinderinnendrucks jedes der Zylinder, derart, daß
e) die Verbrennungszustands-Bestimmungsvorrichtung (13, 14, 17, 19) eine Verschlechterung des Verbrennungszustands bestimmt, wenn sie mindestens eines der folgenden Ereignisse detektiert:
- 1. Veränderung der Drehzahl zu einem festgelegten Wert oder mehr,
- 2. Veränderung eines Ionenstroms zu einem festgelegten Wert oder weniger,
- 3. Veränderung einer Luft/Kraftstoff- Verhältnisdifferenz zu einem festgelegten Wert oder mehr und
- 4. Veränderung von einem Zylinderinnendruck zu einem festgelegten Wert oder mehr.

18. Regelvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die elektronische Steuereinheit (20) bestimmt, ob der Betrieb bei einem Kompressionshub-Einspritzmodus während einer festgelegten Zeit vorgelegen ist, bei der die Verschlechterung des Verbrennungszustands auftreten kann, und den Verbrennungswirkungsgrad des Verbrennungsmotors (1) wiederherstellt durch:
b) Verändern des Einspritzzustands des Kraftstoffs ausgehend von dem Kompressionshub-Einspritzmodus zu einem Ansaughub-Einspritzmodus bzw.
c) Verändern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Verbrennungsmotor (1) zu einem angereicherten Modus;
d) Zuführen eines Zündsignals auch zu einer Zündspuleneinheit eines Zylinders zusätzlich zu einem Zylinder mit Zündsteuerung;
e) Verändern mindestens der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung auf Basis eines Einspritzsignals und der Zündzeiteinstellung auf Basis eines Zündsignals.