DE60018314T2

DE60018314T2 - Kraftstoffeinspritzungsregler für einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE60018314T2
Application number: DE60018314T
Authority: DE
Inventors: Tadayuki Toyota-shi Aichi-ken Nagai; Senji Toyota-shi Aichi-ken Kato; Zenichiro Toyota-shi Aichi-ken Mashiki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: DE60024015T2; JP2001082216A; US6374798B1; DE60024015D1; EP1083327B1; EP1408223B1; EP1431556A2; EP1083327A3; DE60021436D1; EP1408223A1; EP1083327A2; JP4019570B2; EP1431556A3; DE60018314D1; EP1431556B1; DE60021436T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung und noch genauer auf eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung für einen Zylindereinspritzmotor, die Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung No. 10-30468 beschreibt eine Steuereinrichtung für einen Zylindereinspritzmotor, welche Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt. Die Steuereinrichtung steuert die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Betriebszustand des Motors und spritzt wahlweise Kraftstoff in dem Ansaugtakt (Ansaugtakt-Einspritzmodus) und dem Verdichtungstakt (Verdichtungstakt-Einspritzmodus). Wenn bei einem typischen Zylindereinspritzmotor bei niedriger Temperatur der Verbrennungskammer die Verdichtungstakt-Einspritzung ausgeführt wird, ist die Zeit, die zum Verdampfen des Kraftstoffs vorgesehen ist, kurz. Somit wird der Kraftstoff nicht wie gewünscht verdampft. Dies beeinflusst die Verbrennung und erhöht die Menge an unverbrannten Gasen in den Emissionen. Um solche Emissionen beim Starten des Motors, wenn die Motorkühlmitteltemperatur relativ niedrig ist, zu vermeiden, wird die Zeitspanne zum Verdampfen des eingespritzten Kraftstoffs durch Einspritzen von Kraftstoff während des Ansaugtakts verlängert. Wenn der Motor gestartet wird und die Kühlmitteltemperatur relativ hoch ist, wird Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt. Dies verbessert die Kraftstoffeffizienz und die Abgasemissionen. Jedoch unterscheidet sich, aufgrund der unterschiedlichen zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, im Zylindereinspritzmotor die Art und Weise, in welcher sich Kraftstoff in der Verbrennungskammer ablagert, wenn der Motor kalt ist, zwischen dem Ansaugtakt-Einspritzmodus und dem Verdichtungstakt-Einspritzmodus.
Dennoch werden in einem konventionellen Zylindereinspritzmotor, wenn der Motor kalt ist, die Ansaugtakt-Einspritzung und die Verdichtungstakt-Einspritzung ohne Berücksichtigung der Ablagerung von Kraftstoff an den Oberflächen der Verbrennungskammer gesteuert. Dies behindert die Verbrennung, wodurch unerwünschte Abgasemissionen und eine geringere Leistung erzeugt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung mit verbesserten Abgasemissionen und verbessertem Fahrverhalten zu schaffen, wenn der Motor kalt ist.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eines Zylindereinspritzmotors, welche einen Einspritzmodus aus einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzmodi einschließlich einem Ansaugtakt-Einspitzmodus, bei dem Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, und einem Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Verdichtungstakts eingespitzt wird, auswählt. Die Steuereinrichtung hat eine Wähleinrichtung zum Auswählen des Verdichtungstakt-Einspritzmodus wenn der Motor kalt ist, sofern die Temperatur des Motors, wenn der Motor gestartet wird, innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs ist, und zum Auswählen des Ansaugtakt-Einspritzmodus wenn der Motor kalt ist, sofern die Temperatur des Motors, wenn der Motor gestartet wird, höher als der vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einem Zylindereinspritzmotor, das einen Einspritzmodus aus einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzmodi einschließlich einem Ansaugtakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, und einem Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Verdichtungstakts eingespritzt wird, auswählt. Das Verfahren umfasst das Auswählen des Verdichtungstakt-Einspritzmodus, wenn der Motor kalt ist, sofern die Temperatur des Motors, wenn der Motor gestartet wird, innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs ist, und das Auswählen des Ansaugtakt-Einspritzmodus, wenn der Motor kalt ist, sofern die Temperatur des Motors, wenn der Motor gestartet wird, höher als der vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Andere Aspekte und Vorteile werden durch die folgende Beschreibung durch Beispiele, welche die Prinzipien der Erfindung erläutern, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Die Erfindung und ihre bevorzugten Aufgaben und Vorteile sind am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung des bestimmten veranschaulichenden Ausführungsbeispiels zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich, in welchen:
1 eine schematische Darstellung ist, die einen Motor zeigt, in dem eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
2 ein Flussdiagramm ist, das eine Routine zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, wenn der Motor kalt ist, zeigt.
3 ein Flussdiagramm ist, welches die Routine zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, wenn der Motor kalt ist, zeigt.
4 eine graphische Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen der Temperatur des Motorkühlmittels und der abgegebenen Menge an unverbrannten Gasen, wenn der Motor gestartet wird, zeigt.
5 eine graphische Darstellung ist, welche die Ausgleichsmenge der eingespritzten Kraftstoffmenge sofort nach Schalten in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus zeigt; und
6 ist eine Abbildung, welche die Ausgleichsmenge der eingespritzten Kraftstoffmenge sofort nach Schalten in den Ansaugtakt-Einspritzmodus, zeigt.
1 eine schematische Darstellung ist, die einen Motor 10 zeigt, in den eine elektronische Steuereinheit (ECU 40), die als Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegende Erfindung dient, eingebaut ist.
Der Motor 10 hat einen Zylinderkopf 11 und einen Zylinderblock 13, der eine Vielzahl an Zylindern 12 hat (nur einer ist in 1 dargestellt). Jeder Zylinder 12 nimmt einen sich hin- und hergehend bewegbaren Kolben 14 auf. Der Kolben 14, die Wand des Zylinders 12 und der Zylinderkopf 11 definieren eine Verbrennungskammer 15. Einlassluft wird zu der Verbrennungskammer 15 über eine Einlasspassage 16 geliefert. Ein Einlasslufttemperatursensor (nicht dargestellt) wird in der Einlasspassage 16 zum Erfassen der Temperatur der Einlassluft angeordnet.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 20, das Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 15 einspritzt, und eine Zündkerze 22, welche das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 15 zündet, sind für jeden Zylinder 12 an dem Zylinderkopf 11 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 20 ist mit einem Zuführrohr 34 über eine Lieferpassage 35 verbunden. Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffeinspritzventil 20 von dem Zuführrohr 34 geliefert. Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 37 zu dem Zuführrohr 34 durch eine Kraftstoffpumpe 36 geliefert. Ein Kraftstoffdrucksensor 38 ist im Zuführrohr 34 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in dem Zuführrohr 34 angeordnet.
Der Motor 10 ist mit Sensoren die zum Erfassen des Betriebszustands des Motors 10 verwendet werden, wie zum Beispiel einem Kurbelwinkelsensor 30, einem Nockenwinkelsensor 31 und einem Kühlmitteltemperatursensor 32 versehen. Der Kurbelwinkelsensor 30 und der Nockenwinkelsensor 31 sind nahe einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle (keine von beiden ist dargestellt) angeordnet, um die Drehzahlgeschwindigkeit (Motorendrehzahl) und die Drehphase (Kurbelwinkel KW) der Kurbelwelle zu erfassen. Der Kühlmitteltemperatursensor 32 ist im Zylinderblock 13 angeordnet, um die Temperatur des Motorkühlmittels zu erfassen (Kühlmitteltemperatur THW).
Die ECU 40 erhält Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren, einschließlich der Sensoren 30–32, 38. In Übereinstimmung mit den Erfassungssignalen treibt die ECU 40 jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 an, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine vorbestimmte Zündsteuerung auszuführen. Die ECU 40 wirkt als eine Wähleinrichtung und Ausgleichseinrichtung. Ferner hat die ECU 40 einen Speicher 41, der Programme zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung und Zündung, Berechnungstabellen und Daten, die bei dem Ausführen der Steuerungen erhalten werden, speichert.
Gemäß dem Betriebszustand des Motors 10 ändert die ECU 40 den Kraftstoffeinspritzmodus zwischen einem Ansaugtakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, und einem Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird.
Wenn der Motor 10 gestartet (angekurbelt) wird, stellt die ECU 40 den Kraftstoffeinspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein und steuert die Kraftstoffeinspritzventile 20 so, dass Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird. Durch Kraftstoffeinspritzen während des Ansaugtakts, wenn der Motor 10 gestartet wird, besteht zum Verdampfen des in die Verbrennungskammern 15 eingespritzten Kraftstoffs ausreichend Zeit. Dies stabilisiert die Zündung und Verbrennung und garantiert, dass der Motor starten wird.
Nachdem der Motor 10 gestartet worden ist, stellt, wenn die Motortemperatur des Motors 10 während des Startens oder die Motorkühlmitteltemperatur während des Startens des Motors 10 (nachstehend ist diese als die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST bezeichnet), innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs ist, die ECU 40 den Einspritzmodus in den Verdichtungstakt ein. Die ECU 40 stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Verdichtungsmodus ein, wenn die Motortemperatur nicht innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs ist.
Unter Bezugnahme auf 4 kann die Startzeitkühlmitteltemperatur drei Bereiche haben, zum Beispiel einen ersten Temperaturbereich R1, in welchem die Temperatur niedriger ist als 15°C, einen zweiten Temperaturbereich R2, in welchem die Temperatur von 15°C bis 40°C reicht, und einen dritten Temperaturbereich R3, in welchem die Temperatur zwischen 40°C und einer Temperatur ist, die anzeigt, dass der Motor gestartet worden ist (z.B. 80°C). Wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST im zweiten Temperaturbereich R2 ist, schaltet die ECU 40 den Einspritzmodus vom Einspritztakt-Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus. Wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST im ersten oder im dritten Temperaturbereich R1, R3 ist, hält die ECU 40 den Einspritzmodus im Ansaugtakt-Einspritzmodus.
Wenn die Verdampfung des Einspritzkraftstoffs zufriedenstellend ist, ist Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die an den Oberteilen der Kolben 14 und den Wänden der Zylinder 12 einschließlich den Wänden der Verbrennungskammern 15 abgelagert ist, klein. In diesem Zustand sinkt die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen. Somit wird der Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus umgeschaltet, wenn die Motor-Startzeitkühlmitteltemperatur THWST in dem relativ hohen zweiten Temperaturbereich R2 ist.
Wenn die Motor-Startzeitkühlmitteltemperatur THWST im dritten Temperaturbereich R3 ist, ist die Menge an Kraftstoff, die an den Wänden der Verbrennungskammern 15 abgelagert ist, im Wesentlichen Null unabhängig davon, ob der Einspritzmodus im Ansaugtakt-Einspritzmodus oder im Verdichtungstakt-Einspritzmodus ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Einspritzmodus jedoch im Ansaugtakt-Einspritzmodus gehalten, wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST im dritten Temperaturbereich R3 ist. Dies ist so, weil, obwohl die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen während des Verdichtungstakt-Einspritzmodus gering ist, die Menge an unverdampftem eingespritzten Kraftstoff, oder die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen, größer im Vergleich zu derjenigen des Ansaugtakt-Einspritzmodus ist.
Nachstehend ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozedur, die ausgeführt wird, wenn der Motor 10 nach dem Starten kalt ist, erörtert.
Die 2 und 3 zeigen ein Flussdiagramm, welches die Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozedur darstellt. Wenn der Motor 10 kalt ist, führt die ECU 40 die Prozedur, die durch das Flussdiagramm dargestellt ist, in zyklischen Unterbrechungen bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel aus.
Wenn der Motor 10 kalt ist, wird der Kraftstoffeinspritzmodus gemäß der Motor-Startzeitkühlmitteltemperatur THWST (Motortemperatur) eingestellt. Kraftstoff wird aus den Kraftstoffeinspritzventilen 20 gemäß dem Kraftstoffeinspritzmodus eingespritzt.
Wenn der Motor 10 gestartet (angekurbelt) wird, wird der Ansaugtakt-Einspritzmodus eingestellt und Kraftstoff wird aus den Kraftstoffeinspritzventilen 20 während des Ansaugtakts eingespritzt. Durch das Einspritzen von Kraftstoff während des Ansaugtakts ist die Zeitspanne, die zum Verdampfen des Kraftstoffs erforderlich ist, der in die Verbrennungskammern 15 eingespritzt ist, vorhanden. Dies stabilisiert die Zündung und Verbrennung.
Wenn der Motor gestartet ist, bestimmt die ECU 40 bei dem Schritt 110, ob die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST innerhalb des zweiten Temperaturbereichs R2 (15°C bis 40°C) ist oder nicht. Wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST nicht im zweiten Temperaturbereich R2 ist, das heißt, wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST im ersten Temperaturbereich R1 (geringer als 15°C) oder im dritten Temperaturbereich R3 (40°C oder höher) ist, geht die ECU 40 zu dem Schritt 200 weiter und stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein. Wenn die Startzeitkühlmitteltemperatur THWST innerhalb des zweiten Temperaturbereichs R2 ist, geht die ECU 40 zu dem Schritt 120 weiter.
Bei dem Schritt 120 bestimmt die ECU 40, ob der Kraftstoffdruck größer als oder gleich wie ein vorbestimmter Druck P1 ist oder nicht. Der vorbestimmte Druck P1 ist der Druck, der erforderlich ist, um Kraftstoff während des Verdichtungstakts einzuspritzen. Wenn der Kraftstoffdruck geringer als der vorbestimmte Druck P1 ist, wird die Einspritzung von Kraftstoff während des Verdichtungstakts verhindert. In diesem Fall geht die ECU 40 zu dem Schritt 200 weiter. Wenn der Kraftstoffdruck größer als oder gleich wie der vorbestimmte Druck P1 ist, bestimmt die ECU 40, das, Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt werden kann, und geht zu dem Schritt 130 weiter.
Bei dem Schritt 130 bestimmt die ECU 40, ob die Motordrehzahl NE geringer als eine vorbestimmte Motordrehzahl NE1 ist oder nicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Motordrehzahl NE1 die maximale Motorleerlaufdrehzahl. Wenn die Motordrehzahl NE größer als oder gleich wie die vorbestimmte Motordrehzahl NE1 ist, wird das Einspritzen von Kraftstoff während des Verdichtungstakts verhindert, da die Zeitspanne zum Verdampfen des eingespritzten Kraftstoffs kurz ist. In diesem Fall geht die ECU 40 zu dem Schritt 200 weiter, und stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein. Wenn die Motordrehzahl NE geringer als die vorbestimmte Motordrehzahl NE1 ist, bestimmt die ECU 40, dass Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt werden kann, und geht zu dem Schritt 140 weiter.
Bei dem Schritt 140 bestimmt die ECU 40, zum Beispiel auf der Grundlage der Position des Gaspedals, ob eine große Belastung auf den Motor 10 aufgebracht wird oder nicht. Wenn eine große Belastung auf den Motor 10 aufgebracht wird, wird eine große Menge an Kraftstoff eingespritzt. Somit wird, wenn Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, die Kraftstoffkonzentration des Luft-Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerzen 22 herum zu hoch. Folglich geht die ECU 40 zu Schritt 200 weiter und stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein. Wenn keine große Belastung auf den Motor 10 aufgebracht wird, bestimmt die ECU 40, dass Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt werden kann, und geht zu Schritt 150 weiter.
Bei dem Schritt 150 bestimmt die ECU 40, ob die Temperatur der Einlassluft, die durch einen Einlasslufttemperatursensor (nicht dargestellt) erfasst wird, höher als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur TH0 ist oder nicht. Wenn die Einlasstemperatur geringer als die vorbestimmte Temperatur TH0 ist, geht die ECU 40 zu Schritt 200 weiter, und stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ungeachtet der Startzeitkühlmitteltemperatur ein. Dies ist so, weil, wenn der Kraftstoff während des Verdichtungstakts, wenn die Einlasslufttemperatur geringer als die vorbestimmte Temperatur TH0 ist, eingespritzt wird, der Kraftstoff keine Zeit zum vollständigen Verdampfen hat, was die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen erhöht. Wenn die Einlasslufttemperatur höher als oder gleich wie die vorbestimmte Temperatur TH0 ist, bestimmt die ECU 40, dass Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt werden kann, und geht zu Schritt 160 weiter.
Bei dem Schritt 160 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Kühlmitteltemperatur geringer ist als die Summe der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST und α oder nicht. Alpha ist größer als Null und ist zum Beispiel in diesem Ausführungsbeispiel auf 10°C gesetzt. Wenn die gegenwärtige Kühlmitteltemperatur höher als oder gleich wie die Summe der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST und α ist, geht die ECU 40 zu dem Schritt 200 weiter und stellt den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein. Wenn der Motor 10 mit dem Laufen beginnt, und die Kühlmitteltemperatur von der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST um α°C steigt, steigt die Temperatur der Wände der Verbrennungskammern 15. Die Menge an Kraftstoff, die an den Wänden der Verbrennungskammern 15 abgelagert ist, ist somit im Wesentlichen Null sowohl beim Ansaugtakt-Einspritzmodus als auch beim Verdichtungstakt-Einspritzmodus. Wenn der Kraftstoff jedoch während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, hat der Kraftstoff weniger Zeit zum Verdampfen, was die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen erhöht. Somit wird der Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus eingestellt, wenn die gegenwärtige Kühlmitteltemperatur höher als oder gleich wie die Summe der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST und α ist. Wenn die gegenwärtige Kühlmitteltemperatur geringer als die Summe der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST und α ist, geht die ECU zu dem Schritt 170 weiter, und stellt den Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Modus ein.
Bei dem Schritt 180 bestimmt die ECU 40, ob die Zeitspanne die seit dem Beginn des Verdichtungstakt-Einspritzmodus verstrichen ist, kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Zeitspanne Ts ist oder nicht. Wenn die verstrichene Zeitspanne länger als die vorbestimmte Zeitspanne Ts (wenn das Ergebnis aus Schritt 180 negativ ist) ist, wird eine der Motorlast und der Kühlmitteltemperatur entsprechende Kraftstoffmenge während des Verdichtungstakts eingespritzt. Die ECU 40 beendet dann vorübergehend die Routine.
Wenn bestimmt wird, dass die verstrichene Zeitspanne kürzer als oder gleich wie die vorbestimmte Zeitspanne Ts bei Schritt 180 ist (wenn das Ergebnis aus Schritt 180 positiv ist), geht die ECU 40 zu dem Schritt 190 weiter und korrigiert die Kraftstoffeinspritzmenge, die der Motorlast und der Kühlmitteltemperatur entspricht, durch Hinzufügen einer Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge. Die korrigierte Kraftstoffmenge wird während des Verdichtungstakts eingespritzt. Die ECU 40 beendet dann vorübergehend die Routine. Die Ausgleichsmenge wird gemäß der Kühlmitteltemperatur eingestellt, wie in 5 gezeigt. Die Ausgleichsmenge nimmt zu, wenn die Kühlmitteltemperatur abnimmt, und sie nimmt ab, wenn die Kühlmitteltemperatur zunimmt. Des weiteren nimmt die Ausgleichsmenge allmählich ab, wenn die verstrichene Zeitspanne seit Beginn des Verdichtungstakt-Einspritzmodus zunimmt.
Wenn der Motor 10 kalt ist und der Einspritzmodus vom Ansaugtakt-Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus geändert wird, wird Kraftstoff an den Oberteilen der Kolben 14 abgelagert. Dies verringert momentan die Menge an verbrennbarem Kraftstoff und bewirkt, dass das sich ergebende Schrittmoment einen Stoß erzeugt. Folglich fügt die ECU 40 die Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge hinzu, um die verringerte verbrennbare Kraftstoffmenge auszugleichen. Dies verhindert eine Verringerung der verbrennbaren Kraftstoffmenge und verhindert ein Schrittmoment. Wenn des weiteren der Einspritzmodus vom Ansaugtakt-Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus umgeschaltet wird, variiert die an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagerte Menge an Kraftstoff gemäß der Motortemperatur (Kühlmitteltemperatur). Somit kompensiert die ECU 40 den Kraftstoff, der gemäß der Motortemperatur abgelagert wird, durch Zufügen einer angemessenen Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge. Der an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagerte Kraftstoff nimmt auch mit dem Verstreichen der Zeit ab. Somit kompensiert die ECU 40 den Kraftstoff, der gemäß der verstrichenen Zeitspanne abgelagert wird, durch Zufügen einer angemessenen Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge. Bei dem Schritt 190 wirkt die ECU 40 als eine Ausgleichseinrichtung.
Bei dem Schritt 200 stellt die ECU 40 den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ein. Bei dem Schritt 210 bestimmt die ECU 40, ob die Zeitspanne, die seit Beendigung des Verdichtungstakt-Einspritzmodus verstrichen ist, kleiner als oder gleich wie eine vorbestimmte Zeitspanne Te ist. Wenn die verstrichene Zeitspanne größer als die vorbestimmte Zeitspanne Te ist, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge, die der Motorlast und der Kühlmitteltemperatur entspricht, während des Ansaugtakts eingespritzt. Die ECU 40 beendet dann vorübergehend die Routine.
Wenn bei dem Schritt 210 die verstrichene Zeitspanne kleiner als oder gleich wie die vorbestimmte Zeitspanne Te ist, geht die ECU 40 zu dem Schritt 220 weiter und korrigiert die Kraftstoffeinspritzmenge durch Abziehen einer Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge, die der Motorlast und der Kühlmitteltemperatur entspricht. Die korrigierte Menge an Kraftstoff wird während des Ansaugtakts eingespritzt. Die ECU 40 beendet dann vorübergehend die Routine.
Die Ausgleichsmenge wird gemäß der Kühlmitteltemperatur eingestellt, wie in 6 gezeigt. Der Absolutwert der Ausgleichsmenge nimmt zu, wenn die Kühlmitteltemperatur abnimmt und nimmt ab, wenn die Kühlmitteltemperatur zunimmt. Des weiteren nimmt der Absolutwert der Ausgleichsmenge allmählich ab, wenn die verstrichene Zeitspanne seit Beendigung des Verdichtungstakt-Einspritzmodus zunimmt.
Wenn der Motor 10 kalt ist und der Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus geändert wird, wird etwas vom Kraftstoff, der an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagert ist, verdampft. Dies erhöht momentan die Menge an verbrennbarem Kraftstoff und bewirkt, dass das sich ergebende Schrittmoment einen Stoß erzeugt. Folglich zieht die ECU 40 die Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge ab, um die erhöhte verbrennbare Kraftstoffmenge auszugleichen. Dies kompensiert die Zunahme der Menge an verbrennbarem Kraftstoff und verhindert das Schrittmoment. Wenn des weiteren der Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus umgeschaltet wird, variiert die Menge an Kraftstoff, die an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagert ist, gemäß der Motortemperatur (Kühlmitteltemperatur). Somit kompensiert die ECU 40 den Kraftstoff, der an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagert ist, gemäß der Motortemperatur durch Abziehen der angemessenen Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge. Die verdampfte Menge an Kraftstoff, die an den Oberflächen der Kolben 14 abgelagert ist, verringert sich auch mit dem verstreichen der Zeit, wenn der Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus umgeschaltet wird. Somit kompensiert die ECU 40 die verdampfte Kraftstoffmenge gemäß der verstrichenen Zeitspanne, durch Abziehen der angemessenen Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge. Bei dem Schritt 220 wirkt die ECU 40 als eine Ausgleichseinrichtung.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.

(a) Wenn die Motor-Startzeitkühlmitteltemperatur THWST innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (zweiter Temperaturbereich R2) ist, stellt die ECU 40 den Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus ein. Dies verbessert die Abgasemissionen, wenn der Motor 10 kalt ist.
(b) Wenn die Einlasslufttemperatur des Motors 10 niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, stellt die ECU 40 den Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus ungeachtet der Motor-Startzeitkühlmitteltemperatur THWST. Dies verbessert die Abgasemissionen, wenn der Motor 10 kalt ist.
(c) Wenn die Kühlmitteltemperatur des Motors 10 steigt, ist die Menge an Kraftstoff, die an den Wänden der Verbrennungskammern 15 abgelagert ist, sowohl beim Ansaugtakt als auch beim Verdichtungstakt-Einspritzmodus im Wesentlichen Null. Da die Verdampfungszeit jedoch für den Verdichtungstakt-Einspritzmodus kürzer als für den Ansaugtakt-Einspritzmodus ist, ist die Menge an unverbrannten Gasen bei den Emissionen während des Verdichtungstakt-Einspritzmodus größer. Folglich stellt die ECU 40 im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus zurück, wenn die Kühlmitteltemperatur steigt, wenn der Motor 10 seinen Lauf fortsetzt. Dies verbessert die Abgasemissionen.
(d) Die ECU 40 korrigiert die Kraftstoffeinspritzmenge durch Abziehen der vorbestimmten Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge während des Ansaugtakt-Einspritzmodus. Die Ausgleichsmenge hängt von der verstrichenen Zeit ab, ab der der Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus geändert wird. Dies verhindert eine Zunahme der Menge an verbranntem Kraftstoff, verhindert das Schrittmoment und verbessert die Leistung des Fahrzeugs, in das der Motor 10 eingebaut ist.
(e) Die ECU 40 ändert die Ausgleichsmenge gemäß der Kühlmitteltemperatur des Motors 10. Das heißt, die ECU 40 kompensiert die Menge an verdampftem Kraftstoff, welche gemäß der Kühlmitteltemperatur (Motortemperatur) variiert, durch Abziehen einer angemessenen Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge. Dies verbessert die Fahrzeugleistung.
(f) Die ECU 40 verringert allmählich die Ausgleichsmenge gemäß der verstrichenen Zeit. Das heißt, die ECU 40 kompensiert die Menge an verdampften Kraftstoff, welche gemäß der verstrichenen Zeit variiert, durch Abziehen einer angemessenen Ausgleichsmenge von der Kraftstoffeinspritzmenge. Dies verbessert weiter die Fahrzeugleistung.
(g) Die ECU 40 korrigiert die Kraftstoffeinspritzmenge durch Zufügen der vorbestimmten Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge während des Verdichtungstakt-Einspritzmodus. Die Ausgleichsmenge hängt von der verstrichenen Zeit ab, ab der der Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus geändert wird. Dies verhindert eine Abnahme der Menge an verbranntem Kraftstoff, verhindert das Schrittmoment und verbessert die Fahrzeugleistung.
(h) Die ECU 40 ändert die Ausgleichsmenge gemäß der Kühlmitteltemperatur des Motors 10. Das heißt, die ECU 40 kompensiert die Menge an Kraftstoff, die an den Oberflächen der Verbrennungskammern 15 abgelagert ist, welche gemäß der Kühlmitteltemperatur variiert, durch Zufügen einer angemessenen Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge. Dies verbessert die Fahrzeugleistung.
(i) Die ECU 40 verringert allmählich die Ausgleichsmenge gemäß der verstrichenen Zeit. Das heißt, die ECU 40 kompensiert die Menge an abgelagertem Kraftstoff, welche gemäß der verstrichenen Zeit variiert, durch Zufügen einer angemessenen Ausgleichsmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge. Dies verbessert weiter die Fahrzeugleistung.

Es sollte Fachleuten ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen bestimmten Formen ausgeführt werden kann. Vor allem sollte es klar sein, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel stellt die ECU 40 den Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus auf der Grundlage, ob die Kühlmitteltemperatur von der Startzeitkühlmitteltemperatur THWST um α° oder mehr zugenommen hat, oder nicht, zurück. Alternativ kann die ECU 40 den Einspritzmodus vom Verdichtungstakt-Einspritzmodus in den Ansaugtakt-Einspritzmodus zurückstellen, wenn eine Temperatur, die direkt von den Wänden der Verbrennungskammern 15 erfasst wird, höher als oder gleich wie eine vorbestimmte Temperatur wird.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann nach Bedarf die Reihenfolge zum Ausführen der Schritte 110 bis 160 verändert werden.
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele sind als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (40) eines Zylindereinspritzmotors (10) wählt einen Kraftstoffeinspritzmodus aus einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzmodi gemäß dem Betriebszustand des Motors aus. Die Modi umfassen einen Ansaugtakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Ansaugtakts eingespritzt wird, und einen Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird. Die Steuereinrichtung weist eine Ausgleichseinrichtung zum Ausführen eines Ausgleichs auf, der die Menge an Kraftstoff, die im Verdichtungstakt-Einspritzmodus eingespritzt wird, erhöht, wenn der Kraftstoffeinspritzmodus vom Ansaugtakt-Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus geändert wird, wenn der Motor kalt ist. Der Ausgleich wird eine vorbestimmte Zeit lang ab dem Zeitpunkt fortgesetzt, bei dem der Kraftstoffeinspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus wechselt.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (40) eines Zylindereinspritzmotors (10), die einen Kraftstoffeinspritzmodus aus einer Vielzahl an Kraftstoffeinspritzmodi gemäß dem Betriebszustand des Motors auswählt, wobei die Modi einen Ansaugtakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, und einen Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, umfassen, wobei die Steuereinrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Ausgleichseinrichtung zum Ausführen eines Ausgleichs, bei dem die Kraftstoffmenge erhöht wird, die beim Verdichtungstakt-Einspritzmodus eingespritzt wird, wenn der Kraftstoffeinspritzmodus vom Ansaugtakt-Einspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus bei kaltem Motor geändert wird, wobei der Ausgleich eine vorbestimmte Zeit lang, ab der Änderung des Kraftstoffeinspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus fortgesetzt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Ausgleichseinrichtung die Menge an Kraftstoff, die gemäß der Temperatur des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, variiert.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die Ausgleichseinrichtung die Ausgleichsmenge gemäß der verstrichenen Zeitspanne allmählich verringert.
Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einem Zylindereinspritzmotor (10), das einen Kraftstoffeinspritzmodus aus einer Vielzahl an Kraftstoffeinspritzmodi gemäß dem Betriebszustand des Motors auswählt, wobei die Modi einen Ansaugtakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Ansaugtakt-Einspritzmodus eingespritzt wird, und einen Verdichtungstakt-Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Verdichtungstakt-Einspritzmodus eingespritzt wird, umfassen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte: Ändern des Kraftstoffeinspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus; und Ergänzen der Kraftstoffmenge, die im Verdichtungstakt-Einspritzmodus eingespritzt wird, eine vorbestimmte Zeit lang ab dann, wenn der Kraftstoffeinspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus geändert wird, wenn der Motor kalt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Variieren der Menge, um die die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der Temperatur des Motors ergänzt wird, umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge, um die die Kraftstoffeinspritzmenge ergänzt wird, abnimmt, wenn die Zeitspanne, die von da an verstreicht, wenn der Kraftstoffeinspritzmodus in den Verdichtungstakt-Einspritzmodus geändert wird, zunimmt.