DE4221091A1 - System zum steuern der kraftstoffeinspritzung in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Steuern der Kraftstoff­ einspritzung in einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritz­ system, insbesondere zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge bei einer Änderung des Einspritzzeitpunkts.

Bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung ist in einer Brennkammer ein Einspritzer vorgesehen, und Hochdruck­ kraftstoff wird in einen Zylinder des Motors während eines Verdichtungshubs direkt eingespritzt, und dann wird das Ge­ misch von einer Zündkerze gezündet. In der eigenen US-PS 50 78 107 wurde bereits das folgende Einspritzsystem vorge­ schlagen: Bei hoher Belastung des Motors wird die Kraftstoff­ einspritzung vorverlegt, um eine homogene Ladung zu erhalten. Im Leerlauf und bei niedriger und mittlerer Motorbelastung wird die Einspritzung verzögert, um eine Schichtladung zu er­ halten. Wenn sich im Motor ein Verbrennungsmodus ändert, wird auch die Kraftstoffeinspritzmenge geändert, um das Motordreh­ moment zu steuern.

Bei einem solchen System zur Steuerung der Kraftstoffein­ spritzung wie etwa bei einem Motor mit Direkteinspritzung ist der Einspritzdruck höher als ein Maximaldruck im Zylinder vorgegeben. Die Einspritzmenge ist nach Maßgabe des Ein­ spritzdrucks und der Einspritzimpulsdauer in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors bestimmt.

Bei dem Motor, bei dem der Einspritzzeitpunkt bei einer Ände­ rung des Verbrennungsmodus geändert wird, ändert sich der Druck im Zylinder zum Einspritzzeitpunkt entsprechend. Infol­ gedessen ändert sich die Ist-Kraftstoffeinspritzmenge mit dem Zylinderdruck auch dann, wenn sich die Impulsdauer nicht ändert. Es ist somit erforderlich, die Kraftstoffeinspritz­ menge so zu korrigieren, daß sie mit einem Sollwert exakt übereinstimmt.

Die JP-OS 59-2 21 433 beschreibt ein System zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, bei dem Kraftstoff in einen Ansaug­ krümmer eingespritzt wird und ein Drucksensor in einer Brenn­ kammer vorgesehen ist, um den Druck in dieser Brennkammer zu messen. Auf der Basis des gemessenen Drucks wird die der Brennkammer zugeführte Saugluftmenge geschätzt, um die Kraft­ stoffeinspritzmenge zu berechnen. Somit wird das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis bei der Aufladung und in einem Übergangszu­ stand richtig eingestellt.

Beim Stand der Technik ist jedoch der Einspritzzeitpunkt mit einem Konstantwert vorgegeben. Daher kann hier die Kraft­ stoffeinspritzmenge bei einer Änderung des Einspritzzeit­ punkts nicht korrigiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einer Brennkraft­ maschine mit Direkteinspritzsystem, wobei eine Kraftstoff­ einspritzmenge auch bei einer Änderung des Einspritzzeit­ punkts in Abhängigkeit von einem Verbrennungsmodus exakt gesteuert wird.

Bei dem System nach der Erfindung sind vorgesehen: ein Ein­ spritzer zur Direkteinspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder, ein Zylinderdruckdetektor, um den Druck im Zylinder bei der Kraftstoffeinspritzung zu detektieren, ein Rechner, um einen Korrekturbeiwert nach Maßgabe einer Differenz zwi­ schen dem Zylinderdruck und dem Kraftstoffdruck zu bilden, und eine Korrektureinrichtung, um den Korrekturbeiwert mit einer Einspritzdauer zu multiplizieren. Somit wird die Ein­ spritzdauer nach Maßgabe einer Änderung des Einspritzzeit­ punkts gesteuert, der sich mit einer Änderung der Motorbela­ stung ändert.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zweitaktmotors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Funktionsblockbild, das eine Steuereinheit gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 3a eine Tabelle, die den Ladungswirkungsgrad wieder­ gibt;

Fig. 3b eine Tabelle, die Anstiegsverläufe des Zylinder­ drucks zeigt;

Fig. 3c eine Tabelle, die den Korrekturbeiwert zeigt; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das einen Ablauf zur Korrektur der Einspritzmenge zeigt.

Nach Fig. 1 hat ein Zweitaktmotor 1 für ein Kraftfahrzeug einen Zylinder 2, einen darin vorgesehenen Kolben 3, eine mit dem Kolben 3 verbundene Pleuelstange 6 und eine in einem Kurbelgehäuse 4 befindliche Kurbelwelle 5. Ein Ausgleichs­ gewicht 7 ist auf der Kurbelwelle 5 angeordnet, um die Träg­ heit des im Zylinder 2 hin- und hergehenden Kolbens 3 auszu­ gleichen. Ein Kurbelwinkelsensor und ein Zylinderdiskrimi­ niersensor sind am Motor nahe der Kurbelwelle vorgesehen.

In einer Wand des Zylinders 2 sind eine Auslaßöffnung 11 und drei Spülöffnungen 17 gebildet, wobei die Spülöffnungen 17 voneinander um jeweils 90° beabstandet sind und eine davon der Auslaßöffnung 11 gegenübersteht. Die Spülöffnungen 17 sind mit Zweigleitungen eines Ansaugrohrs 18 verbunden. Die Öffnungen 11 und 17 öffnen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in bezug auf die Position des Kolbens 3.

Ein Einspritzer 10 und eine Zündkerze 9 sind an der Oberseite einer Brennkammer 8 des Zylinders 2 angeordnet.

Die Brennkammer 8 kann vom versetzten, vom Keil- oder vom Halbkugeltyp sein. Der Einspritzer 10 ist von einem Typ, bei dem eine vorbestimmte Kraftstoffmenge unter hohem Druck durch ein Einspritzsystem eingespritzt wird. Die Zündkerze 9 ist so geneigt, daß ihre Elektrode 9a direkt unter dem Einspritzer 10 positioniert ist. Die Entfernung zwischen dem Einspritzer 10 und der Funkenstrecke ist auf der Basis der Bedingung be­ stimmt, daß der eingespritzte Kraftstoff die Form eines Konus hat, der im Bereich der niedrigen und der mittleren Motorbe­ lastung unmittelbar vor der Zündung eingespritzt wird. Wenn also die Entfernung zu kurz ist, wird der Kraftstoff unzurei­ chend vergast. Wenn dagegen die Entfernung zu groß ist, wird der Kraftstoffstrahl zerteilt. Durch geeignete Einstellung der Entfernung wird es möglich, eine Schichtladung zu erhal­ ten, wobei der konische Kraftstoffstrahl an einem rückwärti­ gen Strahlbereich gezündet wird.

Ferner ist der Einspritzer 10 im wesentlichen auf der verti­ kalen Mittellinie des Zylinders 2 positioniert. Daher wird eine große Kraftstoffmenge, die in einem Bereich hoher Motor­ belastung zu einem früheren Zeitpunkt eingespritzt wird, sehr rasch zerteilt, um ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erhalten.

Eine elektronische Steuerung 50 mit einem Mikrocomputer hat eine CPU 501, einen R0M 502, einen RAM 503 und eine Ein-Aus­ gabeschnittstelle 504, die über einen Bus 505 miteinander verbunden sind.

Der Kurbelwinkelsensor 40, der Zylinderdiskriminiersensor 41, ein Fahrpedalbetätigungssensor 42 und ein Kraftstoffdruck­ sensor 43 sind mit der Ein-Ausgabeschnittstelle 504 verbun­ den. Ausgangssignale der Sensoren 40, 41, 42, 43 werden einem Eingabebaustein der Ein-Ausgabeschnittstelle 504 zugeführt. Ein Ausgabebaustein der Ein-Ausgabeschnittstelle 504 ist mit einem Treiber 506 verbunden. Der Treiber 506 ist mit einem Druckregler 33, mit der Zündkerze 9 und mit dem Einspritzer 10 verbunden.

Im ROM 502 sind Steuerprogramme und unveränderliche Informa­ tionen gespeichert. Ausgangssignale der Sensoren 40, 41, 42, 43 werden im RAM 503 gespeichert. Im RAM 503 werden die Aus­ gangssignale nach Datenverarbeitung in der CPU 501 gespei­ chert.

Die CPU 501 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge, den Ein­ spritzzeitpunkt und einen Zündzeitpunkt nach Maßgabe der im ROM 502 gespeicherten Steuerprogramme und auf der Basis ver­ schiedener Informationen im RAM 503.

Kraftstoff aus einem Behälter 30 wird dem Einspritzer 10 durch eine einen Filter 31 enthaltende Kraftstoffleitung 35, eine Pumpe 32, den Kraftstoffdrucksensor 43 und einen Druck­ speicher 34 zum Regeln von Kraftstoffdruckschwankungen zuge­ führt. Der Kraftstoff kehrt zum Behälter durch eine Rücklaufleitung 35 mit einem Druckregler 33 zurück. Dem Druckregler 33 wird ein Signal von der Steuerung 50 zuge­ führt, um den Kraftstoffdruck zu regeln. Dabei wird in einem Bereich niedriger Motorbelastung, in dem die in den Zylinder 2 geladene Luftmenge klein ist, der Kraftstoff mit niedrigem Druck eingespritzt. Der Kraftstoffdruck steigt mit zunehmen­ der Luftmenge bei steigender Motorbelastung. Infolgedessen wird im vorliegenden Fall unter verschiedenen Betriebsbedin­ gungen der Kraftstoffdruck um einen vorbestimmten Wert höher als der Verdichtungsdruck im Zylinder festgelegt. Der Ein­ spritzer wird nach Maßgabe eines Einspritzsignals von der Steuerung 50 geöffnet, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen.

Dem Motor 1 wird Luft durch einen Luftfilter 19 und die An­ saugleitung 18 zugeführt, in der eine Drosselklappe 20 mit dem Fahrpedalbetätigungssensor 42 und eine Spülpumpe 21 an­ geordnet sind. Die Abgase des Motors 1 werden durch die Aus­ laßöffnung 11, eine Abgasleitung 12 mit einem Katalysator 13 und einen Auspufftopf 14 abgeführt.

Die Spülpumpe 21 ist mit der Kurbelwelle 5 betriebsmäßig durch eine Übertragungseinrichtung 22 verbunden, die einen über eine Kurbelwellenscheibe und eine Pumpenscheibe laufen­ den Endlosriemen aufweist. Die Spülpumpe 21 wird von der Kur­ belwelle 5 über die Übertragungseinrichtung 22 angetrieben, um einen Spüldruck zu erzeugen. Die Drosselklappe 20 ist aus­ gelegt, um den Durchgang der Ansaugleitung 18 auch dann ge­ ringfügig zu öffnen, wenn ein mit der Drosselklappe 20 be­ triebsmäßig verbundenes Fahrpedal losgelassen wird, so daß die Spülpumpe 21 Luft ansaugen kann. Wenn das Fahrpedal ge­ drückt wird, wird die Drosselklappe 20 entsprechend geöffnet, um dadurch die Ansaugluftmenge zu bestimmen. Somit wird dem Zylinder 2 zum Spülen nur von der Ansaugluft erzeugter Spül­ druck zugeführt, wodurch der Ladungswirkungsgrad erhöht wird.

Ein Abgasdrehschieber 15 ist in der Abgasleitung 12 an der Abstromseite der Auslaßöffnung 11 an sie angrenzend vorge­ sehen. Der Drehschieber 15 ist betriebsmäßig mit der Kurbel­ welle 5 über eine Übertragungseinrichtung 16 verbunden, die einen über eine Kurbelwellenscheibe und eine Drehschieber­ scheibe laufenden Endlosriemen aufweist, so daß der Dreh­ schieber von dem Motor angetrieben wird. Der Drehschieber 15 ist ausgelegt, um seine Schieberphase nach Maßgabe der Posi­ tion des Kolbens 3 zu ändern. Wenn der Kolben 3 während des Verdichtungshubs nach oben geht, wird die Auslaßöffnung 11 von dem Drehschieber 15 in einer frühen Phase geschlossen. Es ist dadurch möglich, den Einspritzzeitpunkt vorzuverstellen, so daß dadurch im Hochlastbereich des Motors der Kraftstoff ausreichend mit Luft vermischt wird.

Nach Fig. 2 hat das Steuersystem einen Kurbelwinkelsensor 40, einen Zylinderdiskriminiersensor 41, einen Fahrpedalbetäti­ gungssensor 42, um einen Betätigungsgrad α des Fahrpedals aufzunehmen, und einen Kraftstoffdrucksensor 43, um den Kraftstoffdruck Pf zu messen; die Ausgangssignale dieser Sensoren werden der Steuerung 50 zugeführt. Der Zylinderdis­ kriminiersensor 41 detektiert eine Zylindernummer und erzeugt ein Zylindernummersignal.

Die Steuerung 50 hat einen Motordrehzahldetektor 51, dem ein Kurbelwinkel R vom Kurbelwinkelsensor 40 zugeführt wird, um eine Motordrehzahl Ne auf der Basis des Zeitintervalls zwi­ schen Kurbelwinkelimpulsen zu detektieren. Der Kurbelwinkel R und das Zylindernummersignal vom Zylinderdiskriminiersensor 41 werden einem Kurbelwinkelpositionsdetektor 52 zugeführt. Der Kurbelwinkelpositionsdetektor 52 ist ausgelegt, um eine vorbestimmte Standard-Kurbelwinkelposition vor dem oberen Totpunkt in jedem Zylinder zu detektieren.

Die Motordrehzahl Ne und der Fahrpedalbetätigungsgrad α wer­ den einer Einspritzmengentabelle 53 zugeführt. In der Tabelle 53 sind Einspritzmengen Gf in Abhängigkeit von Motorbetriebs­ bedingungen gespeichert.

Die Motordrehzahl Ne und der Fahrpedalbetätigungsgrad α wer­ den ferner einer Kraftstoffdrucktabelle 54 zugeführt. In der Tabelle 54 sind Soll-Kraftstoffdrücke Pf gespeichert. Der den verschiedenen Motorbetriebsbedingungen entsprechende Soll- Kraftstoffdruck Pf ist höher als der maximale Wert des Ver­ dichtungsdrucks festgelegt. Der Soll-Kraftstoffdruck Pf wird einem Regelgrößenrechner 55 zugeführt, dem der Kraftstoff­ druck Pf′ vom Sensor 43 zugeführt wird. Der Rechner 55 be­ rechnet eine Regelgröße nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck Pf und dem Ist-Kraftstoffdruck Pf′ und erzeugt ein der Regelgröße entsprechendes Drucksignal, das über einen Treiber 56 dem Druckregler 33 zugeführt wird.

Der Soll-Kraftstoffdruck Pf wird ferner einer Druckbeiwert­ vorgabeeinheit 57 und einer Einspritzeranstiegsdauer-Vorgabe­ einheit 58 zugeführt. Die Einheit 57 leitet aus einer Nach­ schlagetabelle nötigenfalls unter Interpolation einen Kraft­ stoffdruckbeiwert K ab. Die Einheit 58 leitet aus der Nach­ schlagetabelle eine Einspritzeranstiegsdauer Ts ab. Der Druckbeiwert K und die Einspritzeranstiegsdauer Ts werden dem Kraftstoffeinspritzdauer-Rechner 59 zugeführt, dem ferner die Einspritzmenge Gf aus der Tabelle 53 zugeführt wird. Der Rechner 59 berechnet eine Kraftstoffeinspritzdauer (Impuls­ dauer) Ti in Abhängigkeit von

Ti = K·Gf + Ts.

Die Motordrehzahl Ne und die Einspritzmenge Gf werden einer Verbrennungsmodus-Festlegeeinheit 62 zugeführt, die einen Verbrennungsmodus, und zwar Schichtladungsverbrennung oder homogene Ladungsverbrennung, festlegt. Die Festlegeeinheit 62 enthält eine Nachschlagetabelle eines Änderungspunkts zum Andern des Verbrennungsmodus nach Maßgabe der Motordrehzahl Ne und der Einspritzmenge Gf.

Die Verbrennungsmodus-Festlegeeinheit 62 vergleicht die im Einspritzimpulsdauerrechner 53 abgerufene Einspritzmenge Gf mit einer Referenzmenge Gf0, die dem Änderungspunkt ent­ spricht. Im Niedrig- und Mittellastbereich des Motors, in dem die Einspritzmenge Gf kleiner als die Referenzmenge Gf0 ist (Gf < Gf0), wird die Schichtladungsverbrennung festgelegt. Im Hochlastbereich des Motors, in dem die Einspritzmenge Gf die Referenzmenge Gf0 übersteigt (Gf < = Gf0), wird die homogene Ladungsverbrennung festgelegt.

Das Ausgangssignal der Verbrennungsmodus-Festlegeeinheit 62 wird einem Einspritzzeitpunktgeber 60 zugeführt, dem ferner die Motordrehzahl Ne und die Einspritzmenge Gf zugeführt werden. Der Einspritzzeitpunktgeber 60 hat eine Nachschlage­ tabelle, in der eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzzeit­ punkten Rie für die Schichtladungsverbrennung gespeichert ist, und eine Nachschlagetabelle, in der eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten Ris für die homogene Ladungs­ verbrennung gespeichert ist, die jeweils nach Maßgabe der Motordrehzahl Ne und der Einspritzmenge Gf angeordnet sind. Die Zeitpunkte Rie sind verzögert, um die Schichtladungsver­ brennung durchzuführen. Die Kraftstoffeinspritzung muß jedoch so beendet sein, daß eine Zeitdauer vorhanden ist, während der der eingespritzte Kraftstoff vor der Zündung vergast wird. Dagegen sind die Zeitpunkte Ris für die homogene La­ dungsverbrennung vorverstellt, um die Einspritzung zu be­ ginnen, sobald das Auslaßventil geschlossen ist. Das Aus­ gangssignal der Verbrennungsmodus-Festlegeeinheit 62, die Motordrehzahl Ne und die Einspritzmenge Gf werden ferner einem Zündzeitpunktgeber 61 zugeführt. Der Zündzeitpunktgeber 61 hat Zündzeitpunkt-Nachschlagetabellen für die Schichtla­ dungsverbrennung und für die homogene Ladungsverbrennung, in denen jeweils eine Vielzahl von Zündzeitpunkten Rg gespei­ chert sind, die entsprechend der Motordrehzahl Ne und der Einspritzmenge Gf angeordnet sind. Der Zündzeitpunktgeber 61 leitet den Zündzeitpunkt Rg aus der Tabelle nach Maßgabe der Motorbelastung ab.

Die Einspritzimpulsdauer Ti, die im Einspritzimpulsdauer­ rechner 59 berechnet wird, und der Zündzeitpunkt Rie oder Ris werden einem Treiber 63 zugeführt. Dieser erzeugt ein Kraft­ stoffeinspritzsignal, das der Einspritzimpulsdauer Ti und dem Einspritzzeitpunkt Rie oder Ris in Abhängigkeit von der Stan­ dard-Kurbelwinkelposition vom Kurbelwinkelpositionsdetektor 52 entspricht. Das Einspritzsignal wird dem Einspritzer 10 zugeführt.

Der im Zündzeitpunktgeber 61 gebildete Zündzeitpunkt Rg wird einem Treiber 64 zugeführt, der ein Zündzeitpunktsignal, das dem Zündzeitpunkt Rg entspricht, auf der Basis der Standard- Kurbelwinkelposition und eines Schließwinkels der Zündkerze 9 zuführt.

Das Steuersystem zur Korrektur der Menge des eingespritzten Kraftstoffs in Abhängigkeit von der Änderung des Einspritz­ zeitpunkts wird nachstehend beschrieben, Das Prinzip der Steuerung ist derart, daß zuerst, wenn der Einspritzzeitpunkt Rie oder Ris in Abhängigkeit vom Verbrennungsmodus geändert wird, ein Ist-Innendruck Pc des Zylinders gemessen wird. Nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Ist-Zylinderdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck Pf wird die Einspritzdauer Ti korrigiert.

Die Steuerung 50 enthält eine Ladungswirkungsgrad-Tabelle 70, der die Motordrehzahl Ne und der Fahrpedalbetätigungsgrad α zugeführt werden. In der Tabelle 70 sind Ladungswirkungsgrade η gemäß Fig. 3a nach Maßgabe der verschiedenen Motorbetriebs­ bedingungen gespeichert. Der Ladungswirkungsgrad η, der Kur­ belwinkel R vom Sensor 40 und der Einspritzzeitpunkt Rie oder Ris von der Einheit 60 werden einem Zylinderdruckdetektor 71 zugeführt. Der Detektor 71 enthält eine Nachschlagetabelle, in der eine Anstiegskurve des Zylinderdrucks bei jedem La­ dungswirkungsgrad η bei dem Kurbelwinkel R gemäß Fig. 3b ge­ speichert ist. Der Detektor 71 leitet den Ist-Zylinderdruck Pc, der dem Zündzeitpunkt entspricht, aus der Nachschlage­ tabelle ab. Der Zylinderdruck Pc und der Kraftstoffdruck Pf der Tabelle 54 werden einem Korrekturbeiwertrechner 72 zuge­ führt. Der Rechner 72 berechnet die Druckdifferenz ΔP zwi­ schen dem Kraftstoffdruck Pf und dem Zylinderdruck Pc(Pf-Pc), um einen Korrekturbeiwert A entsprechend der Differenz ΔP zu bestimmen. Wenn der Zylinderdruck pc klein ist, wird die Dif­ ferenz ΔP groß, so daß die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird. Um die Menge zu korrigieren, wird der Korrekturbeiwert A als eine abnehmende Funktion der Differenz ΔP gemäß Fig. 3c bestimmt. Der Korrekturbeiwert A wird dem Treiber 63 zuge­ führt, in dem die Einspritzdauer Ti mit dem Korrekturbeiwert A multipliziert wird.

Nachstehend wird der Betrieb des Zweitaktmotors beschrieben. Während des Betriebs des Motors 1 erreicht der Kolben 3 eine Position nahe dem unteren Totpunkt, wie Fig. 1 zeigt, so daß die Spülöffnungen 17 sowie die Auslaßöffnung 11 öffnen. Die Saugluft, deren Menge vom Offnungsgrad der Drosselklappe 20 abhängt, die entsprechend dem Fahrpedal betätigt wird, wird von der Spülpumpe 21 durch die Spülöffnungen 17 in den Zylin­ der 2 gefördert. Infolgedessen wird Verbrennungsgas im Zylin­ der 2 durch vertikales Verwirbeln von Luft ausgeschoben, so daß Frischluft mit hohem Ladungswirkungsgrad eingelassen wird. Während der Verdichtung steigt der Kolben 3 vom unteren Totpunkt an, wobei die Spülöffnungen 17 geschlossen werden. Gleichzeitig wird die Auslaßöffnung 11 durch den Drehschieber 15 geschlossen. Der Kraftstoff wird vom Einspritzer 10 ein­ gespritzt, ohne daß er durch die Auslaßöffnung 11 entweicht. Der Kraftstoffdruck wird vom Kraftstoffdruckregler 33 nach Maßgabe des Signals von der Steuerung 50 geregelt.

In der Steuerung 50 werden die Einspritzmenge Gf und der Kraftstoffdruck Pf aus den Nachschlagetabellen entsprechend der Motordrehzahl Ne und dem Fahrpedalbetätigungsgrad α abge­ leitet. Nach Maßgabe des Kraftstoffdrucks Pf werden der Druckbeiwert K und die Einspritzeranstiegsdauer Ts festge­ legt. Der Einspritzdauerrechner 59 berechnet die Kraftstoff­ einspritzdauer Ti auf der Basis der Einspritzmenge Gf, des Druckbeiwerts K und der Anstiegsdauer Ts. Die Verbrennungs­ modus-Festlegeeinheit 62 legt den Verbrennungsmodus nach Maß­ gabe der Einspritzmenge Gf fest, wodurch der Einspritzzeit­ punkt und der Zündzeitpunkt vom Einspritzzeitpunktgeber 60 bzw. vom Zündzeitpunktgeber 61 erzeugt werden.

Im Niedrig- und Mittellastbereich des Motors wird im Ein­ spritzzeitpunktgeber 60 die Nachschlagetabelle für die Schichtladungsverbrennung ausgewählt, so daß der Kraftstoff mit der Einspritzdauer Ti und zum Einspritzzeitpunkt Rie, der nahe dem Zündzeitpunkt Rg nahe dem oberen Totpunkt liegt, eingespritzt wird. Infolgedessen wird in Richtung der Elek­ trode 9a der Zündkerze 9 eine relativ kleine Kraftstoffmenge in der späteren Verdichtungsperiode eingespritzt. Unmittelbar nach der Einspritzung wird der Zündkerze 9 das Zündsignal zu­ geführt. Infolgedessen wird der konusförmige Kraftstoffstrahl an seinem rückwärtigen Bereich gezündet, bevor der Kraftstoff verteilt ist, wodurch die Schichtladungsverbrennung erreicht wird. Obwohl also die Kraftstoffmenge relativ zu der Saug­ luftmenge gering ist, wird der fette Teil des Luft-Kraft­ stoff-Gemischs ordnungsgemäß verbrannt, um eine stabile Ver­ brennung zu erreichen.

Im Hochlastbereich des Motors wird die Einspritzmenge Gf er­ höht, so daß der homogene Ladungsverbrennungsmodus festgelegt wird. Die Einspritzzeitpunkt-Nachschlagetabelle für die homo­ gene Ladungsverbrennung wird im Einspritzzeitpunktgeber 60 ausgewählt, um den Einspritzzeitpunkt Ris abzuleiten. Der Zündzeitpunkt Rg wird in gleicher Weise aus der Tabelle im Zündzeitpunktgeber 61 abgeleitet. Daher wird vom Einspritzer 10 eine große Kraftstoffmenge in den Zylinder 2 eingespritzt, sobald der Drehschieber 15 die Auslaßöffnung 11 schließt. Der Kraftstoff wird während des Verdichtungshubs hinreichend mit der Saugluft vermischt, so daß beim Zünden der Zündkerze 9 der Kraftstoff homogen verbrennt. Somit wird aufgrund des hohen Luftvermischungseffekts das Motordrehmoment erhöht.

Der Betrieb des Systems zur Korrektur der Einspritzmenge wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 4 erläutert. In Schritt S1 werden die Motordrehzahl Ne und der Fahrpedal­ betätigungsgrad α ausgelesen. In Schritt S2 wird der Kraft­ stoffdruck Pf nach Maßgabe der Motorbetriebsbedingungen ab­ geleitet. In Schritt S3 wird der Ladungswirkungsgrad η der Saugluft nach Maßgabe der Motorbetriebsbedingungen abgelei­ tet. In Schritt S4 wird der Zylinderdruck Pc zum Einspritz­ zeitpunkt Rie oder Bis nach Maßgabe des Zylinderdrucks bei jedem Ladungswirkungsgrad η detektiert. Wenn der Einspritz­ zeitpunkt Ris für die homogene Ladungsverbrennung gewählt ist, wird ein niedriger Zylinderdruck Pc detektiert. In Schritt S5 wird die Differenz ΔP zwischen dem Kraftstoffdruck Pf und dem Zylinderdruck Pc berechnet, um den Korrekturbei­ wert A festzulegen. Bei der homogenen Ladungsverbrennung ist die Differenz ΔP wegen des niedrigen Zylinderdrucks Pc groß. Somit wird der kleine Korrekturbeiwert A vorgegeben. In Schritt S6 wird die Einspritzdauer Ti durch den Korrekturbei­ wert A korrigiert. Im vorgenannten Fall wird die Einspritz­ dauer Ti durch den kleinen Korrekturbeiwert A korrigiert, um die Dauer zu verringern, wodurch ein Anstieg der Kraftstoff­ einspritzmenge verhindert wird. Infolgedessen stimmt die aus dem Einspritzer 10 eingespritzte Kraftstoffmenge unter den Bedingungen des hohen Kraftstoffdrucks Pf, des niedrigen Zylinderdrucks Pc und der Einspritzdauer Ti mit der von der Steuerung 50 erhaltenen Einspritzmenge Gf überein.

Wenn der Einspritzzeitpunkt Rie für die Schichtladungsver­ brennung ausgewählt wird, wird ein vergleichsweise hoher Zy­ linderdruck Pc detektiert. Somit wird die Druckdifferenz ΔP groß, so daß ein großer Korrekturbeiwert A vorgegeben wird. Die Einspritzdauer Ti wird durch den großen Korrekturbeiwert A korrigiert. Infolgedessen wird die aus dem Einspritzer ein­ gespritzte Kraftstoffmenge in der gleichen Weise korrigiert, um mit der Einspritzmenge Gf übereinzustimmen.

Gemäß der Erfindung wird der Einspritzzeitpunkt in Abhängig­ keit vom Verbrennungsmodus geändert, und die Einspritzdauer wird unter Berücksichtigung des Ist-Zylinderdrucks zu den jeweiligen Einspritzzeitpunkten korrigiert. Somit wird die Differenz der Kraftstoffmenge, die durch die Änderung des Zylinderdrucks bewirkt ist, korrigiert. Es ist möglich, die eingespritzte Kraftstoffmenge exakt zu steuern, um dadurch den Kraftstoffverbrauch, das Fahrverhalten und die Abgas­ reinigung zu verbessern. Da der Korrekturbeiwert nach Maßgabe der Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Zylinder­ druck bei geändertem Einspritzzeitpunkt bestimmt wird, wird die Kraftstoffmenge richtig korrigiert.

Aus obigem geht hervor, daß die Anmeldung sowohl ein Verfah­ ren als auch eine Vorrichtung betrifft.

Claims (1)

1. System zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einer Brenn­ kraftmaschine mit einer Kurbelwelle (5), mit einem Zylinder (2), der einen Einspritzer (10) und eine Zündkerze (9) auf­ weist, mit einem Druckregler (33), um einen Kraftstoffdruck des Einspritzers zu regeln, mit einem Motordrehzahlsensor (40), um eine Motordrehzahl aus einem Kurbelwinkel der Kur­ belwelle (5) aufzunehmen und ein Motordrehzahlsignal zu er­ zeugen, mit einem Zylinderdiskriminierer (41), um eine Zylin­ dernummer bei einem Verbrennungshub zu detektieren und ein Zylindernummersignal zu erzeugen, mit einem Fahrpedalbetäti­ gungsgradsensor (42), um einen Betätigungsgrad eines Fahr­ pedals aufzunehmen und ein Betätigungsgradsignal zu erzeugen, und mit einem Kraftstoffdrucksensor (43), um den Kraftstoff­ druck aufzunehmen und ein Kraftstoffdrucksignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch

   • - eine Ladungswirkungsgrad-Abrufeinrichtung (70), um aufgrund des Betätigungsgradsignals und des Motordrehzahlsignals einen Ladungswirkungsgrad aus einer Tabelle, in der ein Standard- Ladungswirkungsgrad in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und dem Fahrpedalbetätigungsgrad gespeichert ist, abzurufen und ein Ladungswirkungsgradsignal zu erzeugen;
   • - eine Kraftstoffdruckdetektiereinrichtung (43, 54), um den Kraftstoffdruck zu detektieren und ein Kraftstoffdrucksignal zu erzeugen;
   • - eine Kraftstoffmengen-Abrufeinrichtung (53), um aufgrund des Betätigungsgradsignals eine Kraftstoffmenge aus einer Ta­ belle, in der eine Standard-Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Betätigungsgrad eines Fahrpedals gespeichert ist, abzu­ rufen und ein Kraftstoffmengensignal zu erzeugen;
   • - eine Zeitpunktvorgabeeinrichtung (59, 60), um aufgrund des Motordrehzahlsignals und des Kraftstoffmengensignals einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt festzulegen und ein Zeitpunkt­ signal zu erzeugen;
   • - eine Diskriminiereinrichtung (52), um aufgrund des Motor­ drehzahlsignals und des Zylindernummersignals einen Drehwin­ kel zu detektieren und ein Kurbelwellenpositionssignal zu erzeugen;
   • - eine Zylinderdruck-Detektiereinrichtung (71), um einen Zylinderinnendruck zu detektieren und ein Zylinderdrucksignal zu erzeugen;
   • - eine Beiwertrecheneinrichtung (72), um aufgrund des Zylin­ derdrucksignals und des Kraftstoffdrucksignals einen Beiwert zu berechnen und ein Beiwertsignal zu erzeugen;
   • - eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung (55), um aufgrund des Zylinderdrucksignals und des Kraftstoffdrucksignals eine Kraftstoffsteuermenge zu berechnen und den Druckregler zu steuern; und
   • - eine Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung (63), um aufgrund des Kraftstoffdrucksignals, des Kraftstoffmengensignals, des Zeitpunktsignals und des Kurbelwellenpositionssignals den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von einer Änderung des Zylinderinnendrucks zu korrigieren, um den Einspritzer (10) präzise zu steuern.