DE10042902A1

DE10042902A1 - Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE10042902A1
Application number: DE10042902A
Authority: DE
Inventors: Iwao Yoshida
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-05-03
Also published as: JP2001073835A

Abstract

In einem Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung zum Ausführen eines geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus zum Erhöhen der Abgastemperatur durch Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zündkerze, das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, durch Kraftstoff der direkt in eine Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub während einer Motoraufwärmephase eingespritzt wird, führt eine Steuereinheit den geschichteten, stöchiometrischen Verbrennungsmodus nur aus, wenn ein Katalysator deaktiviert ist und eine physikalische Größe, die zu einem Temperaturzustand in der Verbrennungskammer korreliert, einen vorbestimmten Grenzwert erreicht. Die Steuereinheit führt eine Zeitfortschrittskorrektur auf der basis einer Motordrehzahl bezüglich eines Basiseinspritzzeitpunkts, der auf der Motordrehzahl und einer Motorlast basiert, nach Umschalten auf den geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus zum Erzeugen eines korrigierten Einspritzzeitpunkts aus und führt gleichzeitig eine Zeitverzögerungskorrektur auf der Basis einer physikalischen Größe bezüglich des korrigierten Einspritzzeitpunkts während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus aus, um einen abschließenden Einspritzzeitpunkt zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Automotor mit Direkteinspritzung und einem elektronischen Motorsteuersystem, das elektronisch mit einem elektronischen Zündsystem und einem elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzsystem verbunden ist, das zum Umschalten zwischen einem Homogenverbrennungsmodus und einem Schichtverbrennungsmodus in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen, wie z. B. Mo torlast und Motordrehzahl, verwendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

In den letzten Jahren wurden verschiedene Otto-Verbrennungsmotoren mit Direktein spritzung vorgeschlagen und entwickelt, in welchen Kraftstoff direkt in den Motorzylinder eingespritzt wird. Der Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung verwendet zumin dest zwei Verbrennungsmodi, nämlich einen homogenen Verbrennungsmodus (ein Frühzeit-Einspritzverbrennungsmodus), bei dem eine Kraftstoffeinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt des Ansaughubes ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, und einen geschichteten Verbrennungsmodus (einen Spätzeitpunkt-Einspritzverbrennungs modus), bei dem eine Spätzeitkraftstoffeinspritzung das Ereignis bis zum Ende des Kompressionshubs verzögert, um ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeu gen. Im Wesentlichen ist das homogene Luft/Kraftstoff-Gemisch für Hochlastzustände geeignet, wohingegen das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch geeignet ist für Teillas ten oder niedrige Drehzahlen und Leichtlastzustände. Während des geschichteten Verbrennungsmodus (oder des geschichteten Magerverbrennungsmodus), mischt sich die einkommende Luft mit dem dichteren Kraftstoffnebel aufgrund der Spätzeiteinsprit zung in der zweiten Hälfte des Kompressionshubs, um ein zündbares reiches Gemisch um eine Zündkerze für leichte Entzündung zu erzeugen, während der Rest des Luft/Kraftstoff-Gemischs nach der Spätzeiteinspritzung sehr mager an den Kanten des Verbrennungsraums ist und hierdurch eine gemischte Magerverbrennung bei extrem magerer durchschnittlichen Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis (ein Luft/Kraftstoff- Verhältnis nahe an einer Magerzündaussetzgrenze) auszuführen. Ein solcher Automotor mit Direkteinspritzung ist in den provisorischen japanischen Patentveröffentlichungs nummem 62-191622, 2-169834, und 10-169488 offenbart. Die provisorische japanische Patentveröffentlichungsnummer 10-169488 lehrt ebenso das Bereitstellen einer Abgas temperatur-Erhöhungsvorrichtung. Die Vorrichtung stellt eine lokale Anreicherung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses um eine Zündkerze während einer bestimmten Zeitdauer sicher, und zwar während eines Motorkaltstarts oder während des Aufwärmens des Motors zur schnellen Aktivierung eines Katalysators, der in einer Abgasausstoßsteuer vorrichtung enthalten ist. Während der bestimmten Motorbetriebszustände, wie z. B. di rekt nach dem Starten oder während Aufwärmens des Motors, dient die Abgastempe ratur-Erhöhungsvorrichtung zum lokalen Anreichern eines Luft/Kraftstoff-Gemisch- Verhältnis um eine Zündkerne, wodurch ein lokaler Luftmangel erzeugt wird. In solch einem Zustand reagiert unvollständiges Verbrennungsgas (CO) und ein Teil des nicht verbrannten Kraftstoffs mit überschüssigem Sauerstoff in dem Zylinder nach der Haupt verbrennung, wodurch eine Erhöhung der Abgastemperatur entsteht. Dieses unterstützt wirksam die Aktivierung des Katalysators der Abgasausstoßsteuervorrichtung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Jedoch leidet das Motorsteuersystem mit der Abgastemperatur-Erhöhungsvorrichtung, wie es in der provisorischen japanischen Patentveröffentlichungsnummer 10-169488 offenbart ist, an dem Nachteil einer unstabilen Verbrennung, und zwar einer erhöhten Abgasemission an unverbranntem Kraftstoff (Kohlenwasserstoff). Aus dieser Sicht und zum Sicherstellen einer stabilen Verbrennung ist ein Zündzeitpunkt bevorzugt verzögert (im Vergleich zu einem üblichen geschichteten Magerverbrennungsmodus), während ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt wird, das ein lokal um eine Zündkerze angereichertes Luft/Kraftstoff-Gemisch enthält. Diese Verzögerung des Zündzeitpunkts stellt eine ausreichende Zerstäubung (stabile Zündung) des versprühten Kraftstoffs si cher und stellt eine wirksame Anhebung der Abgastemperatur sicher, wodurch eine schnelle Aktivierung des Katalysators und ein reduzierter Abgasausstoß an unver branntem Kraftstoff (HC) in Einklang gebracht sind. Um schneller unvollständiges Verbrennungsgas (CO) wieder zu verbrennen, das aufgrund der Hauptverbrennung des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt wurde, ist es mehr bevorzugt, ein mage res Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, das in der Verbrennungskammer durch Kraft stoffeinspritzung beim Ansaughub abgemagert ist, zusätzlich zu dem geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, welches das lokal angereicherte Luft/Kraftstoff- Gemisch um die Zündkerze durch Kraftstoffeinspritzung beim Kompressionshub in dem selben Motorbetriebszyklus enthält. In solch einem Fall kann die Flamme sich fortpflan zen oder alle Ecken der Verbrennungskammer durch das magere Luft/Kraftstoff- Gemisch nach der Hauptverbrennung erreichen.

In dem zuvor diskutierten Motorsteuersystem mit der Abgastemperatur-Erhöhungs vorrichtung, die geeignet ist einen geschichteten Verbrennungsmodus durch Erzeugen eines geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs, das ein lokal angereichertes Luft/Kraftstoff-Gemisch um eine Zündkerze während eines frühen Zeitpunkts einer Mo toraufwärmphase oder während eines Motorkaltstarts erzeugt, auszuführen, wird ein Kraftstoffzündzeitpunkt (Einspritzbeginn) zu einem fortgeschrittenen Zeitpunkt im Ver gleich mit einem geschichteten Magerverbrennungsmodus, der nach dem Aufwärmen des Motors durchgeführt wird, festgesetzt. Der verbesserte Einspritzzeitpunkt unterstützt die ausreichende Zerstäubung oder Verneblung des Kraftstoffs, der eingespritzt oder ausgesprüht wird während des Kompressionshubs bei niedrigen Temperaturen. Um den geschichteten Verbrennungsmodus, der durch Erzeugen des geschichteten Luft/Kraft stoff-Gemischs, das ein lokal angereichertes Luft/Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze während eines frühen Zeitpunkts der Motoraufwärmphase oder während eines Motor kaltstarts enthalten ist, von dem geschichteten Magerverbrennungsmodus zu unter scheiden, der ausgeführt wird, wenn die Maschine aufgewärmt ist, wird der frühe ge schichtete Verbrennungsmodus im nachfolgenden als ein "geschichteter Verbren nungsmodus mit Abgastemperaturerhöhung" bezeichnet wird. Der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs, der in den Kompressionshub während des geschichteten Verbren nungsmodus mit Abgaserhöhung eingesprüht wird, wird jedoch für Niedrigtemperaturzu stände der Startphase des geschichteten Verbrennungsmodus mit Abgastemperaturer höhung in geeigneter Weise eingestellt. Mit der Zeit erhöht sich die Temperatur in der Verbrennungskammer, wodurch die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs sehr stark unterstützt wird. Wie von dem Übergang in der Kopfreihe der Fig. 10A zu der mitti gen Reihe der Fig. 10A gesehen werden kann, tendiert der stark zerstäubte Kraftstoff dazu, das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze anzureichern. Wie von dem Übergang (Statusänderung) von der Mittenreihe der Fig. 10A zu der Bodenrei he der Fig. 10A gesehen werden kann, tendiert die angereicherte Zone zum Vergrößern.

Hieraus ergibt sich, dass ein geringerer Kontakt zwischen dem angereicherten Kraftstoff und dem Sauerstoff während des Nachbrennens, das nach der Hauptverbrennung statt findet, entsteht, wodurch ein verschlechteter Verbrennungswirkungsgrad (erhöhte Ab gasemission von Kohlenwasserstoffen) resultiert. Ebenso ist es während der Nach brennphase unmöglich zufriedenstellend das unverbrannte Gas (CO) und unverbrann ten Kraftstoff (HC) aufgrund der ungewünschten Vergrößerung der angereicherten Zone wieder zu verbrennen. Als eine Konsequenz kann während eines Motorkaltstarts oder während eines frühen Zeitpunkts einer Motoraufwärmphase die Abgastemperatur nicht in gewünschter Weise angehoben werden und ebenso kann der Kraftstoffverbrauch ver schlechtert sein.

Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung einen Automotor mit Direkteinspritzung be reitzustellen, welcher die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ver meidet.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung einen Automotor mit Direkteinspritzung bereitzu stellen, welche konstant eine Kraftstoffmenge optimieren kann, die einer Zerstäubung des gesamten Kraftstoffs, der in den Kompressionshub eingespritzt ist, ausgesetzt ist, während ein geschichteter Verbrennungsmodus mit Abgastemperaturerhöhung ausge führt wird, um verbesserte stabile Verbrennungseigenschaften und gute Abgastempe raturanhebungen und verbesserten Kraftstoffverbrauch zu erzielen.

Um die zuvor erwähnten und anderen Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst ein Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung, der zumindest einen ge schichteten Verbrennungsmodus ausführt, um eine Abgastemperatur durch Erzeugen eines angereicherten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zündkerze, das gesättigter ist, als stöchiometrisch notwendig, mit Kraftstoff, der direkt in eine Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub bei einem bestimmten Motorbetriebszustand eingespritzt wird, bevor die Aufwärmphase des Motors beendet ist, eine Kraftstoffeinspritzvorrich tung zum Direkteinspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer und eine Steuer einheit, die derart ausgestaltet ist, dass sie elektronisch mit der Kraftstoffeinspritzvor richtung zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts beim Kompressionshub in Rich tung einer Zeitpunktverzögerung in Abhängigkeit einer Temperaturerhöhung in der Verbrennungskammer verbunden ist.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst der Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt, eine Zündkerze, die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer zündet, und eine Steuereinheit, die derart ausgestaltet ist, dass sie elektronisch mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Zündkerze verbunden ist, wobei die Steuereinheit einen Temperaturzustandsermittlungsbereich zum Ermitteln eines Temperaturzustands in der Verbrennungskammer, einen Abgastemperatur- Anhebesteuerbereich, der einen geschichteten Verbrennungsmodus ausführt, um eine Abgastemperatur durch Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um die Zündker ze, das fetter als stöchiometrisch notwendig ist, mit Kraftstoff, der direkt in die Verbren nungskammer bei einem Kompressionshub unter einem bestimmten Motorbetriebszu stand eingespritzt wird, bevor eine Motoraufwärmphase beendet ist, und einen Ein spritzzeitpunkt-Ausgleichsbereich, der abhängig ist von dem Temperaturzustand, der durch den Temperaturzustandsermittlungsbereich zum Kompensieren eines Einspritz zeitpunkts bei dem Kompressionshub in einer Richtung einer Zeitpunktverzögerung in Abhängigkeit einer Temperaturerhöhung in der Verbrennungskammer umfasst.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Automotor mit Direkteinsprit zung zum Durchführen zumindest eines geschichteten Verbrennungsmodus, um eine Abgastemperatur durch Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zünd kerze, das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, mit Kraftstoff, die direkt in eine Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub unter einem bestimmten Motorbe triebszustand eingespritzt wird, bevor eine Aufwärmphase eines Motors beendet ist, der eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Direkteinspritzen von Kraftstoff in die Verbren nungskammer und eine Steuereinheit, die derart ausgestaltet ist, dass sie elektronisch mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts bei dem Kompressionshub in eine Richtung einer Zeitpunktverzögerung in Abhängigkeit einer verstrichenen Zeitdauer vom Startzeitpunkt des Motors verbunden ist, umfasst.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Automotor mit Direkteinsprit zung zum Durchführen zumindest eines geschichteten Verbrennungsmodus zum Anhe ben einer Abgastemperatur durch Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs, das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, um eine Zündkerze mit direkt eingespritztem Kraftstoff in eine Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub unter einem be stimmten Motorbetriebszustand bevor die Aufwärmphase des Motors abgeschlossen ist, der eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Direkteinspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer und eine Steuereinheit, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts beim Kompressionshub in eine Richtung einer Zeitverzögerung abhängig von einem Erhöhen der Motortemperatur verbunden ist, umfasst.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum Direkteinspritzen von Kraft stoff in eine Verbrennungskammer, eine Zündkerze zum Zünden eines Luft/Kraftstoff- Gemischs in der Verbrennungskammer, einen Katalysator zum Begrenzen der Menge an Luftverschmutzern im Abgas, und eine Steuereinheit, die derart ausgestaltet ist, dass sie elektronisch mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und der Zündkerze verbunden ist, wobei die Steuereinheit einen Ermittlungsbereich zum Ermitteln einer physikalischen Größe, die zu einem Temperaturzustand in der Verbrennungskammer korreliert, einen Abgastemperatur-Erhöhungssteuerbereich, der einen stöchiometrischen, geschichteten Verbrennungsmodus ausführt, der eine Abgastemperatur nur anhebt, wenn der Kataly sator deaktiviert ist und die physikalische Größe einen vorbestimmten Grenzwert er reicht und einen Einspritzzeitpunkt-Ausgleichbereich, der eine Zeitfortschrittskorrektur auf der Basis einer Motordrehzahl zu einem Basiseinspritzzeitpunkt, basierend auf einer Motordrehzahl und einer Motorlast aufgrund des Umschaltens eines geschichteten stö chiometrischen Verbrennungsmodus zum Erzeugen eines korrigierten Einspritzzeit punkts ausführt, und gleichzeitig eine Zeitpunktverzögerungskorrektur auszuführen, die auf der physikalischen Größe zu dem korrigierten Einspritzzeitpunkt während des stö chiometrisch geschichteten Verbrennungsmodus basiert, um einen abschließenden Ein spritzzeitpunkt zu erzeugen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Systemanordnung eines Ausführungsbeispiels eines Otto- Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Fließdiagramm, das eine Motorsteuerroutine zeigt, die durch eine elektronische Steuereinheit ausgeführt wird, die in dem Otto- Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung gemäß des Ausführungsbei spiels vorgesehen ist.

Fig. 3A ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Zustand einer Kraftstoff- Direkteinspritzung zeigt, die am Ende eines Kompressionshubs einge leitet wird, in welcher ein geschichteter Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt ist.

Fig. 3B ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Zustand der Kraftstoff- Direkteinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt des Ansaughubs zeigt, bei welchem ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt ist.

Fig. 3C ist eine Draufsicht, die eine Kraftstoff-Direkteinspritzung zeigt.

Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Zustand des Erzeugens ei nes geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskam mer während eines geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmo dus zeigt, der durch den Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinsprit zung gemäß des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.

Fig. 5 ist ein Fließdiagramm, das eine erste Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine zeigt, die durch eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU), die in dem Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung des Ausführungsbeispiels eingebaut ist, bei einem Kompressionshub wäh rend des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus aus führbar ist.

Fig. 6 ist ein Graph, der ein charakteristisches Kennfeld eines vorbestimmten Basiskraftstoff-Einspritzzeitpunkts (ITB) zeigt, das in der ECU des Mo tors des Ausführungsbeispiels gespeichert ist.

Fig. 7 ist ein Graph, der ein charakteristisches Kennfeld einer vorbestimmten Motordrehzahl und eines Zeitfortschrittskorrekturwerts (ITO) zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungsbeispiels gespeichert ist.

Fig. 8 ist ein Graph, der ein charakteristisches Kennfeld eines vorbestimmten verstrichenen Zeitraums in Abhängigkeit eines Zeitverzögerungskor rekturwerts (ITS) zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungs beispiels abgespeichert ist.

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Veränderung in dem Kraftstoff-Einspritz zeitpunkt beim Kompressionshub während des stöchiometrischen ge schichteten Verbrennungsmodus erklärt, der durch die ECU des Motors des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.

Fig. 10A ist eine schematische Darstellung, die eine Zustandsveränderung der Formation eines Luft/Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerze ohne Ein spritzzeitpunktverzögerung während der Motorstartphase zeigt.

Fig. 10B ist eine schematische Darstellung, die einen Zustandswechsel der Formation eines Luft/Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerze mit einer Einspritzzeitpunktsverzögerung während der Motorstartphase zeigt.

Fig. 11 ist ein Fließdiagramm, das eine zweite Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine zeigt, die durch die ECU, die in dem Otto- Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung des Ausführungsbeispiels integriert ist, bei dem Kompressionshub während eines geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausführbar ist.

Fig. 12A-12E sind Zeitdiagramme, die das Verhältnis zwischen einem Wechsel der Motortemperatur TWe (Motorkühlmitteltemperatur Tw) und falscher Motortemperatur TWF, eine Signalwelle eines Zündsignals, eine Sig nalwellenform eines Startersignals, und eine Zeitspanne eines homo genen Verbrennungsmodus und einer Zeitspanne eines geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus zeigen.

Fig. 13 ist ein Graph, der das charakteristische Kennfeld der vorbestimmten Motortemperatur bei der Motorstartphase über der falschen Motortem peratur zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungsbeispiels ab gespeichert ist.

Fig. 14 ist ein Graph, der das charakteristische Kennfeld einer vorbestimmten Luftansaugmenge (Q) über einem Zeitverzögerungskorrekturfaktors (Ktwf) zeigt, das in der ECU der Motor des Ausführungsbeispiels ge speichert ist.

Fig. 15 ist ein Graph, der das charakteristische Kennfeld einer vorbestimmten falschen Motortemperatur (TWF) abhängig von einem Zeitverzöge rungskorrekturwerts (ITTWF) zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungsbeispiels gespeichert ist.

Fig. 16 ist ein Fließdiagramm, das eine dritte Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine zeigt, die durch die ECU, die in dem Automotor mit Di rekteinspritzung des Ausführungsbeispiels integriert ist, bei dem Kom pressionshub während des geschichteten stöchiometrischen Verbren nungsmodus ausgeführt wird.

Fig. 17 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einer Verbrennungskammer- Wandtemperatur (TSW), die durch einen Wandtemperatursensor 21 ermittelt wird, und einer verstrichenen Zeit t zeigt.

Fig. 18 ist ein Graph, der das charakteristische Kennfeld einer vorbestimmten Verbrennungskammer-Wandtemperatur in Abhängigkeit eines Zeitver zögerungskorrekturwerts (ITT) zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungsbeispiels gespeichert ist.

Fig. 19 ist ein Graph, der sich auf eine vierte Kraftstoff-Einspritzungszeitpunkts steuerroutine der Fig. 22 bezieht und das Verhältnis zwischen einer Wärmemenge, die durch die Verbrennungskammer aufgenommen wird und einem internen Druck (SP) in der Verbrennungskammer zeigt.

Fig. 20 ist ein Graph, der sich auf eine vierte Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine der Fig. 22 bezieht und das Verhältnis zwischen einer virtuellen Temperatur in der Verbrennungskammer und der Wärme menge, die von der Verbrennungskammer aufgenommen wird, zeigt.

Fig. 21 ist ein Graph, der sich auf eine vierte Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine der Fig. 22 bezieht und das charakteristische Kennfeld einer vorbestimmten virtuellen Temperatur in Abhängigkeit eines Zeit punktsverzögerungskorrekturwerts (ITT2) zeigt, das in der ECU des Motors des Ausführungsbeispiels gespeichert ist.

Fig. 22 ist ein Fließdiagramm, das eine vierte Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts steuerroutine zeigt, die durch die ECU, die in dem Otto- Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung des Ausführungsbeispiels integriert ist bei dem Kompressionshub während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausgeführt wird.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Bezugnehmend auf die Zeichnung, und insbesondere auf Fig. 2, ist ein Otto- Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung gemäß der Erfindung in einem Reihenvier taktmotor 1 mit obenliegender Nockenwelle mit einem Vierventilzylinderkopf beispielhaft dargestellt. Ein Luftdurchflussmesser 3 ist an einem Einlassluftkanal eines Ansaugsys tems des Motors vorgesehen, um eine Lufteinlassmenge Q zu überwachen oder ermit teln. Ein Drosselventil 4 ist ebenso in dem Einlasskanal der Maschine vorgesehen, um die Lufteinlassmenge zu steuern oder einzustellen. Eine individuelle, elektromagneti sche Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (oder ein individuelles, elektromagnetisches Kraft stoff-Einspritzventil) 5 wird für jeden Motorzylinder (jede Verbrennungskammer) verwen det. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung wird geöffnet oder angetrieben durch ein An triebspulssignal von einem Antriebskreislauf, der mit einer Ausgangsschnittstelle einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU oder C/U) 50, die in dem Motor der Ausfüh rungsform vorgesehen ist, verbunden ist. In einem elektronischen Kraftstoff-Einspritz system wird die Kraftstoffmenge, die der Einspritzvorrichtung des zugehörigen Motorzy linders zugeführt wird, üblicherweise durch die Pulslängendauer (ein gesteuerter Be triebszyklus) des Antriebspulssignals (das pulsbreitenmodulierte (PWM) Spannungssig nal) gesteuert, welche die tatsächliche Zeitdauer, die die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung offen bleibt, darstellt. Tatsächlich wird der Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) komprimiert und auf einen vorbestimmten Kraftstoffdruck durch einen Druck regler (nicht gezeigt) eingestellt. Kraftstoff, der auf den vorbestimmten Kraftstoffdruck eingestellt ist, wird direkt eingespritzt oder direkt zerstäubt in die Verbrennungskammer. Wie deutlich in Fig. 1 und in Fig. 3A-3C in Kombination gesehen werden kann, ist eine Zündkerze 6 in einem Zylinderkopf in der Zylindermitte umgeben von vier Ventilen (sie he Fig. 3C) bei jedem Motorzylinder installiert. Die Zündkerze 6, die in einem elektroni schen, computergesteuerten Zündsystem beinhaltet ist, ist abhängig von einem Zünd signal der ECU zum Zünden des Kraftstoff/Luft-Gemischs. Des Weiteren ist ein Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnissensor, einfach A/F-Verhältnissensor 8 (korrespondie rend zu einem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnissensor) in einem Abgaskanal 7 vorgesehen, um den Anteil an spezifischen Komponenten (d. h., Sauerstoff), der in den Abgasen zu jeder Zeit, wenn der Motor läuft, enthalten ist, zu überwachen oder zu er mitteln, und eine Eingangsinformation zu erzeugen, die anzeigt, wie weit das tatsächli che Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des Luft/Kraftstoff-Gemischs von dem geregelten stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (14,7 : 1) abweicht. Als A/F-Verhältnissensor 8 kann ein Sauerstoffsensor, der ein Hochspannungssensorsignal zum Repräsentieren eines angereicherten Luft/Kraftstoff-Gemischs ausgibt, wenn der Sauerstoffbetrag in dem Abgas niedrig ist, und der ein Niedrigspannungssignal zum Repräsentieren eines mageren Luft/Kraftstoff-Gemischs ausgibt, wenn der Sauerstoffbetrag in den Abgasen hoch ist, verwendet werden. Alternativ kann ein Großbereichs-Luft/Kraftstoff- Verhältnissensor als A/F-Verhältnissensor 8 verwendet werden, der in der Lage ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis linear über einen großen Bereich zu ermitteln. Ein Katalysator 9, der in einer Abgasausstoßsteuereinrichtung enthalten ist, ist in dem Abgassystem stromabwärts von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnissensor angeordnet. Als Katalysator 9 kann ein Dreiwege-Katalysator verwendet werden, der den Betrag an Luftverschmutzern CO, HC und NOx in den Abgasen durch Oxidieren von CO und HC und durch Reduzieren von NOx bei einem Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (14,7 : 1), das bedeutet λ = 1, begrenzt.

Deshalb kann ein oxidierender Umwandler, der CO und HC in den Abgasen oxidiert, als Katalysator 9 verwendet werden. Ein stromabwärts angeordneter Sauerstoffsensor 10 ist ebenso stromabwärts von dem Katalysator zum Überwachen oder Ermitteln des An teils eines spezifischen Bestandteils (d. h. Sauerstoff), der in den Abgasen zu allen Sei ten, wenn der Motor läuft, enthalten ist und zum Erzeugen einer Eingangsinformation, die indiziert, ob das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnissensor 10 überwacht wird, mager oder fett ist, vorgesehen. In dem ge zeigten Ausführungsbeispiel wird ein sogenanntes duales A/F-Verhältnissensorsystem, das aus einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen A/F-Sensor 8 und 10 be steht, verwendet, so dass ein Rückmeldungsausgleich zu einem Luft/Kraftstoff- Gemisch-Verhältnis durchgeführt wird, das auf einer Eingangsinformation des strom aufwärts angeordneten A/F-Verhältnissensors durch Verwenden von Eingangsinformati on des stromabwärts angeordneten Sauerstoffsensors basiert, wodurch ein Fehler in einer Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnissteuerung, der aufgrund einer Verschlechterung des stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnissensors auftritt, minimiert ist. Wenn nur die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung, die auf der Eingangsinformation des stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnissensors 8 basiert, erforderlich ist, ist es möglich, den stromabwärts angeordneten Sauerstoffsensor wegzulassen. Darüber hin aus ist es bei der Annahme, dass keine Notwendigkeit einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungssteuerung gegeben ist, möglich, sowohl den stromaufwärtigen als auch den stromabwärtigen A/F-Verhältnissensor wegzulassen.

Die ECU, die in dem Motor des Ausführungsbeispiels eingebaut ist, umfasst einen Mik rocomputer, der üblicherweise durch eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Nurle sespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Analog/Digital-Wandler, einen Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenkreislauf oder einer Eingangs/Ausgangs- Schnittstelleneinheit und ähnlichen konstruiert ist. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, empfängt die Eingangsschnittstelle der ECU verschiedene Signale von den Mo tor/Fahrzeugsensoren, wie z. B. einem stromaufwärtigen und stromabwärtigen A/F- Verhältnissensor 8 und 10, einem Kurbelwinkelsensor 11, einem Motortemperatursensor 12, einem Drosselsensor 13. Der Kurbelwinkelsensor wird als Motordrehzahlsensor zum Ermitteln der Motordrehzahl N verwendet. Tatsächlich ermittelt der Kurbelwinkelsensor Drehzahlen der Motorkurbelwelle oder die Drehung der Nockenwelle. Angenommen, dass die Anzahl der Motorzylinder "n" ist, erzeugt der Kurbelwinkelsensor ein Referenz pulssignal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel für jeden Kurbelwinkel 720°/n, und zur selben Zeit erzeugt er ein einheitliches Pulssignal (1°-Signal oder 2°-Signal) für jeden Einheitskurbelwinkel (1° oder 2°) in Synchronisation mit der Drehung des Motors.

Üblicherweise wird ein Kühlmitteltemperatursensor 12 an dem Motor angeordnet (z. B. an einem Motorzylinderblock), so dass sein Sensorelement einem Kühlmantel (siehe den schraffierten Querschnitt in Fig. 1) ausgesetzt ist, um die tatsächliche Betriebstem peratur (Kühlmitteltemperatur Tw) der Maschine zu erfassen. Der Drosselsensor 13 ist vorgesehen, um eine Drosselöffnung des Drosselventils 4 zu überwachen oder zu er mitteln. Der Drosselsensor 13 funktioniert ebenso als ein Leerlaufschalter. Der Drossel sensor erzeugt ein Drosselsensorsignal, das die Drosselöffnung wiedergibt, welches üblicherweise als Verhältnis eines tatsächlichen Drosselwinkels zu einem Drosselwinkel bei einer weit offenen Drossel, definiert ist. Der Drosselsensor umfasst den Leerlauf schalter, welcher angeschaltet wird, wenn das Drosselventil 4 vollständig geschlossen ist. In dem Motorsteuersystem des gezeigten Ausführungsbeispiels, kann die Drossel öffnung des Drosselventils 4 gesteuert oder eingestellt werden durch eine Drosselven tilsteuereinrichtung 14. Die Drosselventilsteuereinrichtung umfasst einen Drosselbetäti ger, wie z. B. einen DC-Motor, dessen Abtriebswelle mechanisch mit der Drosselwelle eines Drosselventils 4 zum Einstellen der Drosselöffnung verbunden ist. Um das erfor derliche Motordrehmoment zu erreichen, das aufgrund des Niederdrückens des Gaspe dals durch einen Fahrer berechnet wird, ist die Drosselventilsteuervorrichtung derart konstruiert oder designed, um elektronisch das Drosselventil in Abhängigkeit eines An triebssignals von der ECU 50 zu steuern. Abhängig von dem Motor/Fahrzeugbetriebs zustand, der aufgrund von Signalen der Motor/Fahrzeugsensoren bestimmt wird, steuert die ECU die Drosselöffnung über die Drosselöffnungssteuereinrichtung 14 und steuert den Kraftstoffeinspritzbetrag durch Betreiben der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung, und setzt fest oder bestimmt einen Zündzeitpunkt und verursacht ein Zünden der Zündkerze bei dem vorbestimmten Zündzeitpunkt. Zusätzlich ist der Prozessor der ECU 50 des Motors des Ausführungsbeispiels vorprogrammiert, um grundsätzlich von einem der mindestens zwei Verbrennungsmodi, nämlich einem homogenen Verbrennungsmodus und einem geschichteten Verbrennungsmodus, abhängig von den Mo tor/Fahrzeugbetriebszuständen, umzuschalten. Für das Umschalten zwischen dem ho mogenen Verbrennungsmodus und dem geschichteten Verbrennungsmodus ist der Prozessor der ECU 50 so ausgestaltet, um den Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt in Abhän gigkeit der Motor/Fahrzeugbetriebszustände zu variieren. In einem speziellen Motor- Betriebszustand, z. B. während niedriger oder mittlerer Motorlastzustände, wählt der Prozessor der ECU 50 den geschichteten Verbrennungsmodus in einer Weise, so dass die einkommende Luft sich mit dichterem Kraftstoffnebel aufgrund der späten Zündung in der zweiten Hälfte des Kompressionshubs mischt, um ein zündbares, fettes Gemisch um die Zündkerze zur Schnellzündung zu erzeugen, während der Rest des Luft/Kraftstoff-Gemischs nach der späten Zündung sehr mager an den Rändern der Verbrennungskammer ist, und somit eine geschichtete Magerverbrennung bei einem äußerst mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis ausgeführt wird. Im Gegensatz zu dem obigen, wählt während hoher Motorlastzustände der Prozessor der ECU 50 den homogenen Verbrennungsmodus in einer Weise, so dass Kraftstoffeinspritzung zu ei nem frühen Zeitpunkt in den Ansaughub ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch mit ei nem homogenen Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis über den gesamten Zylindern er zeugt. Zusätzlich zu dem gewöhnlichen homogenen Verbrennungsmodus und dem ge schichteten Verbrennungsmodus (geschichteten Magerverbrennungsmodus) kann die ECU des Automotors mit Direkteinspritzung gemäß des Ausführungsbeispiels einen geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus (wie weiter unten beschrieben wird) ausführen, der benötigt wird, um die Aktivierung eines Katalysators 9 zu unterstüt zen und ein schnelles Anheben der Abgastemperatur herbeiführt und ebenso eine Ver zögerung des Kraftstoffzündzeitpunkts (wie weiter unten beschrieben wird) beim Kom pressionshub auszuführen. Um den Katalysator 9 der Abgasausstoßsteuereinrichtung schnell zu aktivieren, wodurch ein Unterdrücken oder Reduzieren des HC-Ausstoßes, der in die Atmosphäre für eine bestimmte Zeitdauer ab dem Motorstart bis zum vollstän digen Aktivieren des Katalysators freigegeben wird, erhält die ECU des Motors des Ausführungsbeispiels ein Eingangsinformationssignal von den Mo tor/Fahrzeugsensoren/Schaltern, die ein Signal von einem Zündschlüsselschalter 16 erhalten, um die folgende Steuerroutine, welche weiter unten vollständig beschrieben wird, ausführen. In dem System des gezeigten Ausführungsbeispiels wird während ei nes frühen Stadiums der Motoraufwärmphase oder während eines Motorkaltstarts, wenn der zuvor erwähnte, abgastemperaturanhebende geschichtete Verbrennungsmodus (d. h., geschichteter stöchiometrischer Verbrennungsmodus) ausgeführt wird, gefolgt durch Erzeugen eines homogenen mageren Luft/Kraftstoff-Gemischs (magerer als stö chiometrisch erforderlich 14,7 : 1 AFR) über die gesamte Verbrennungskammer mit einer frühen Kraftstoffzündung beim Ansaughub und durch Erzeugen eines geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs, das ein lokal angereichertes Luft/Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze beinhaltet mit einer späten Kraftstoff-Zündung beim Kompressionshub, ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder Luft/Kraftstoff-Gemisch, das in der ge samten Verbrennungskammer vorliegt, festgesetzt oder eingestellt mit einem im We sentlichen stöchiometrischen (14,7 : 1) Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Aus diesem Grund mag dieser Verbrennungsmodus "geschichteter stöchiometrischer Verbrennungsmodus" ge nannt werden. Während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus wird das reichere Gemisch um die Zündkerze einer Hauptverbrennung ausgesetzt, unvoll ständiges Verbrennungsgas (CO), das durch oder aufgrund der Hauptverbrennung er zeugt wurde, wird wieder verbrannt zusammen mit der Magermischung, wobei als Er gebnis die Flamme sich zufriedenstellend in sämtliche Ecken der Verbrennungskammer ausdehnen kann. Somit wird, selbst während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus eine in einem erloschenen Bereich in der Verbrennungskammer auf denselben gelöschten Bereich wie bei der homogenen Ladungsverbrennung mini miert. Zusätzlich verbleibt übermäßiger Sauerstoff, der in der mageren Mischzone ent halten ist, in der Verbrennungskammer nach der Hauptverbrennung. Am Ende der Hauptverbrennung ist die Temperatur des Sauerstoffs, der in der Verbrennungskammer verbleibt relativ hoch. Der hochtemperierte verbleibende Sauerstoff unterstützt die schnelle Verbrennung des unvollständigen Verbrennungsgases (CO). Darüber hinaus kann, wie später beschrieben wird, gemäß des Systems dieses Ausführungsbeispiels, der Einspritzzeitpunkt kompensiert oder sehr gut verzögert werden in Abhängigkeit ei nes Temperaturanstiegs in der Verbrennungskammer, so dass sowohl die Zusammen setzung als auch eine Schicht (oder ein Bereich) des geschichteten Luft/Kraftstoff- Gemischs, das in und um die Zündkerze geformt ist, konstant zu halten, während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus, wodurch ein guter Nachbrenn effekt mit der Magermischung erhalten wird und ein gewünschter Abgastemperaturan stieg aufgrund der Nachverbrennung sowohl von CO und HC sichergestellt ist. Die Hauptmotorsteuerungsroutine, die durch die ECU des Motors des Ausführungsbeispiels ausgeführt ist, wird im Nachfolgenden im Detail beschrieben in Bezug auf das Fließdia gramm, das in Fig. 2 gezeigt ist. Auf der anderen Seite wird die Einspritzzeitpunktskom pensation (Zeitpunktsfortschrittskorrektur sowie die Zeitpunktsverzögerungskorrektur) die durch die ECU-Verzögerungssteuerung ausgeführt wird, vollständig in Bezug auf die Fig. 5, 11, 16 und 22 beschrieben werden.

In der Hauptmotorsteuerroutine, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist Schritt S1 ein Test, der durchgeführt wird, um festzustellen, ob ein Zündsignal von dem Zündschlüsselschalter 16 AN (high) oder AUS (low) ist. Wenn die Antwort im Schritt S1 positiv (JA) ist, das be deutet, dass das Zündsignal auf einer hohen Stufe gehalten ist (Zündschlüsselschalter 16 ist angeschaltet), tritt Schritt S2 auf. Umgekehrt, wenn die Antwort des Schritts S1 negativ (NEIN) ist, das bedeutet, dass das Zündsignal auf einem niedrigen Niveau gehalten ist, endet der aktuelle Zyklus der Routine. Bei Schritt S2 wird ein Test durch geführt, um festzustellen, ob das Startersignal von dem Zündschlüsselschalter 16 AN (high) oder AUS (low) ist. Wenn die Antwort im Schritt S2 positiv (JA) ist, das bedeutet, wenn der Startschalter angeschaltet ist (es besteht ein Erfordernis, dass sich die Kur belwelle des Motors dreht), die Routine fährt fort von Schritt S2 zu Schritt S3. Im Ge gensatz hierzu, wenn die Antwort des Schritts S2 negativ ist (NEIN), das bedeutet, wenn kein Anlasserfordernis vorhanden ist, geht die Routine von Schritt S2 zu Schritt S1 zu rück. Bei Schritt S3 bringt die ECU den Motor zum Drehen durch Aktivieren und Antrei ben des Motorstarts oder des Starters. Nach diesem wird ein Schritt S4, eine Direkt kraftstoffeinspritzung, die zum Start des Motors verwendet wird, ausgeführt, um eine homogene Verbrennungsladung bei einem Ansaughub sicherzustellen, so dass der Motor unter seiner eigenen Leistung arbeitet. Anschließend wird bei Schritt S5 ein Test durchgeführt, um sicherzustellen, ob der Katalysator 9 deaktiviert (in einem inaktiven Zustand) oder aktiviert (in einem aktiven Zustand) ist. Anstelle des direkten Ermittelns des inaktiven Zustands des Katalysators 9 kann eine indirekte Ermittlung des inaktiven Zustands des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 10 durchgeführt werden. Das heißt in anderen Worten, dass eine Information über das Deaktivieren oder Aktivieren des Kata lysators 9 korreliert oder basiert ist auf einer Veränderung des Sensorsignals von dem stromabwärtigen Sauerstoffsensor 10. Hierdurch wird eine Temperatur des Katalysators 9 zuerst von einer Motorkühlmitteltemperatur Tw oder einer Motoröltemperatur ge schätzt und dann ein Test bezüglich der Deaktivierung oder Aktivierung des Katalysa tors 9 durchgeführt auf der Basis der abgeschätzten Katalysatortemperatur. Alternativ kann, um die Deaktivierung oder Aktivierung des Katalysators 9 zu testen, eine tatsäch liche Temperatur des Katalysators 9 (eine Temperatur in oder um den Auslaß des Ka talysators 9) direkt ermittelt werden. Wenn die Antwort im Schritt S5 positiv (JA) ist, das bedeutet, dass der Katalysator 9 deaktiviert ist, geht die Routine von Schritt S5 zu Schritt S6, um die Aktivierung des Katalysators durchzuführen. Umgekehrt, wenn die Antwort in Schritt S5 negativ ist (NEIN), das bedeutet, dass der Katalysator aktiviert ist, geht die Routine von Schritt S5 zu Schritt S9 zum Zwecke der verbesserten Kraftstoff wirtschaftlichkeit. Bei Schritt S6 wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob ein vor bestimmter autorisierter Zustand erreicht ist, der für das Umschalten zu dem geschich teten stöchiometrischen Verbrennungsmodus benötigt wird. Konkret bedeutet das, dass ein Temperaturzustand in der Verbrennungskammer oder eine Innen-Zylindertemperatur abgeschätzt wird, und dann die so abgeschätzte Innen-Zylindertemperatur verglichen wird mit einem vorbestimmten Temperaturgrenzwert. Wenn die abgeschätzte Innen- Zylindertemperatur oberhalb des vorbestimmten Temperaturgrenzwerts liegt, ermittelt die ECU, dass der zuvor beschriebene, vorbestimmte autorisierte Zustand erreicht ist. Der vorbestimmte Temperaturgrenzwert wird bei einem Temperaturwert festgelegt, der hoch genug ist, um eine gute Zündbarkeit und eine gute Verbrennbarkeit bereitzustellen, das bedeutet, dass eine akzeptable Verbrennungsstabilität des Motors ausgeführt wird, selbst wenn der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus (geschichteter Verbrennungsmodus zum Anheben der Abgastemperatur), der für ein Anheben der Ab gastemperatur und zum Unterstützen der Aktivierung des Katalysators 9 ausgeführt wird. In dem System des Ausführungsbeispiels wird, um den Temperaturzustand in der Verbrennungskammer (Abschätzen der Innen-Zylindertemperatur) auszuführen, die ver strichene Zeit (t) von dem Motorstart, die falsche Motortemperatur TWF (welche später noch vollständig beschrieben wird), die Verbrennungskammer-Wandtemperatur TSW, wie z. B. eine Kolbenboden-Wandtemperatur, die durch den Wandtemperatursensor 21 ermittelt wird, oder die Wärmemenge, die an die Verbrennungskammer abgegeben wird verwendet als physikalische Größe, die mit dem Temperaturzustand der Verbrennungs kammer korreliert, gemessen. Die Wärmemenge, die an die Verbrennungskammer ab gegeben wird, basiert auf oder korreliert zu dem Innendruck (SP) in der Verbrennungs kammer (das ist der Verbrennungsdruck).

Wenn die Antwort in Schritt S6 positiv (JA) ist, das bedeutet, dass die physikalische Größe, die zu dem Temperaturzustand in der Verbrennungskammer korreliert den vor bestimmten Grenzwert erreicht und der vorbestimmte autorisierte Zustand vorliegt und somit der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus, der zum Unterstützen der Aktivierung des Katalysators vorgesehen ist, mit einer guten Zündbarkeit und einer gu ten Brennbarkeit durchgeführt werden kann (eine akzeptierbare Verbrennungsstabilität des Motors), schreitet die Routine zu Schritt S7 voran. Umgekehrt, wenn die Antwort im Schritt S6 negativ (NEIN) ist, das bedeutet, wenn der vorbestimmte autorisierte Zustand nicht erfüllt ist und aufgrund einer relativ niedrigen In-Zylindertemperatur unterhalb des vorbestimmten Temperaturwerts ist (das bedeutet, aufgrund einer geringeren Vernebe lung des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs), kann eine gute Zündbarkeit und eine gute Brennbarkeit (eine akzeptierbare Verbrennungsstabilität des Motors) nicht erreicht werden, wenn der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus, der die Aktivie rung des Katalysators unterstützen soll, eingeleitet wird, geht die Routine von Schritt S6 zu Schritt S4 zurück, so dass der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus verhindert ist und der übliche homogene Verbrennungsmodus, der auf der Direktkraft stoffeinspritzung bei dem Ansaughub ausgeführt wird, fortgesetzt wird. Für den Fall ei nes Flusses von Schritt S5 über den Schritt S6 zu Schritt S7 bestimmt die ECU das eine Notwendigkeit für einen geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus, der zum Unterstützen der Aktivierung des Katalysators 9 vorgesehen ist, und zusätzlich die In nen-Zylindertemperatur über dem vorbestimmten Temperaturwert liegt, um eine gute Ausbildung des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs sicherzustellen. In diesem Fall ermöglicht die ECU 50 dem Motor-Verbrennungsmodus zu dem geschichteten stöchio metrischen Verbrennungsmodus umgeschaltet zu werden, der die Aktivierung des Ka talysators unterstützt, und wodurch der geschichtete stöchiometrische Verbrennungs modus bei Schritt S7 beginnt.

Konkret bedeutet das, dass während des geschichteten stöchiometrischen Verbren nungsmodus aus einer vollständigen Kraftstoffmenge, welche nahezu vollständig mit einer Einlassluftmenge für jeden Verbrennungszyklus verbrannt werden kann (ein voll ständiger Betriebszyklus des Motors 1), im Wesentlichen 50 bis 90 Gew.-% des Kraft stoffs zugeführt und die Verbrennungskammer beim Einlasshub eingespritzt werden, um zuerst ein homogenes mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer zu erzeugen und ein Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis zu erzielen, das magerer ist, als stöchiometrisch notwendig (siehe Fig. 3B), und dann bei demselben Verbrennungszyk lus (während desselben Motorbetriebszyklus) der verbleibende Kraftstoff, das sind im Wesentlichen 10 bis 50 Gew.-% Kraftstoff, wird zugeführt und in die Verbrennungskam mer beim Kompressionshub eingespritzt, um ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer in geschichteter Anordnung zu erzeugen, so dass ein lokal angereichertes, zündbares Luft/Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 6 erzeugt ist und der Rest des Luft/Kraftstoff-Gemischs sehr mager an den Rändern der Verbrennungs kammer (siehe Fig. 3A und 4) ist. Wie oben diskutiert, ist während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus der Prozessor der ECU 50 derart programmiert, um einen zweifach unterteilten Kraftstoff-Einspritzmodus auszuführen, in welchem Kraft stoff zweifach eingespritzt wird, zum einen beim Einlass und zum anderen beim Kom pressionshub, um eine verhältnismäßig schwache geschichtete Ladung beim Kompres sionshub und eine vergleichsweise starke homogene magere Ladung beim Einlasshub in demselben Motorbetriebszyklus zu erzeugen. Um den Übergang von dem homoge nen mageren Ladungsbetrieb zu dem geschichteten Ladungsbetrieb so ungehindert wie möglich durchzuführen und ein gewünschtes geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch zu formen, ist die Menge an Kraftstoff, die in die Verbrennungskammer beim Einlasshub eingespritzt wird, größer als oder gleich der Menge des Kraftstoffs, der in die Verbren nungskammer bei dem Kompressionshub eingespritzt wird. Der Zustand in Fig. 4 kann mit einer leichten Zeitverzögerung von direkt nach der Direktkraftstoffeinspritzung in den Kompressionshub (siehe den Zustand von Fig. 3A) erreicht werden. Die zuvor erwähnte komplette Kraftstoffmenge korrespondiert mit einem Kraftstoffgewicht, das benötigt wird, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis (14,7 : 1) zu erreichen. An stelle die Zuführrate (pro Gewicht) zwischen dem Kraftstoff, der beim Einlasshub einge spritzt wird, und Kraftstoff, der in den Kompressionshub eingespritzt wird, kann in dem geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus eine Zuführrate zwischen einer Kraftstoff-Einspritzmenge während des Einlasshubs und einer Kraftstoffmenge während des Kompressionshubs gesteuert oder bestimmt oder festgesetzt werden, so dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das während des Einlasshubs erzeugt wird, eingestellt ist auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das von 16 : 1 bis 28 : 1 reicht und magerer ist als stöchiometrisch (14,7 : 1) notwendig, und so dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das während des Kompressionshubs erzeugt wird, eingestellt ist auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das von 9 : 1 bis 13 : 1 reicht und angereicherter ist als stöchio metrisch notwendig. Darüber hinaus kann, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis der mage ren Gemischschicht innerhalb eines vorbestimmten A/F-Verhältnisbereichs von 16 : 1 bis 28 : 1, wie oben diskutiert, ist, und zusätzlich ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis der angerei cherten Gemischschicht innerhalb eines vorbestimmten A/F-Verhältnisbereichs von 9 : 1 bis 13 : 1, wie oben diskutiert, ist, ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer etwas abweichend vom stöchio metrisch (14,7 : 1) notwendig sein. Zum Beispiel kann das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einem Bereich von 13,8 : 1 bis 18 : 1 festgesetzt sein.

Der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus, der bei Schritt S7 gestartet wird und der zum Unterstützen der Aktivierung des Katalysators vorgesehen ist, ist ef fektiver die Abgastemperatur anzuheben im Vergleich zum homogenen Verbrennungs modus und ebenso effektiver die Menge an unverbrannten HC, welches freigesetzt wer den könnte oder von der Verbrennungskammer in dem Abgaskanal freigesetzt werden könnte, reduzieren. Aus einem Standpunkt der schnellen Aktivierung des Katalysators und reduziertem Abgasausstoß (reduziertes HC und reduziertes CO) während der eines Motorkaltstarts oder während der Aufwärm-Phase des Motors ist der geschichtete stö chiometrische Verbrennungsmodus, der durch den Motor gemäß des Ausführungsbei spiels ausgeführt wird, besser im Vergleich zum üblichen Verbrennungsmodus, das be deutet, dass nur der homogene Verbrennungsmodus, nur der geschichtete Verbren nungsmodus (nur der geschichtete Magerverbrennungsmodus), der homogene Verbrennungsmodus plus zusätzliche Kraftstoffeinspritzung, die nach dem Expansions hub oder während des Ausstoßhubs durchgeführt wird, oder der geschichtete Verbren nungsmodus plus zusätzlicher Kraftstoffeinspritzung, die nach dem Expansionshub oder während des Ausstoßhubs durchgeführt wird. Im speziellen ist es, während einer Zeit dauer von dem Motorstart bis zur vollständigen Aktivierung des Katalysators 9 möglich, die Aktivierung des Katalysators bemerkenswert zu beschleunigen, während die Frei setzung von reduzierten Kohlenwasserstoffen (HCs) in die Atmosphäre unterdrückt wird.

Zurückkehrend zu Schritt S8 der in Fig. 2 gezeigten Routine kann in ähnlicher Weise wie in Schritt S5 ein Test durchgeführt werden, um festzustellen, ob der Katalysator 9 akti viert wurde. Das bedeutet, dass die Motoraufwärmphase beendet ist. Wenn die Antwort in Schritt S8 positiv (JA) ist, das bedeutet, der Katalysator wurde aktiviert und Schritt S9 tritt auf. Umgekehrt, wenn die Antwort in Schritt S8 negativ (NEIN) ist, das bedeutet, dass der Katalysator noch nicht aktiviert wurde, kehrt die Routine von Schritt S8 zu Schritt S7 zurück, um den geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus bis zur vollständigen Aktivierung des Katalysators 9 fortzuführen. Bei Schritt S9 wählt, um die Abgasausstoßsteuerung, den Kraftstoffverbrauch und die Fahrbarkeit (Motorleistungs charakteristik und Verbrennungsstabilität) zu optimieren, die ECU eine von drei konven tionellen Verbrennungsmodis, nämlich einen homogenen stöchiometrischen Verbren nungsmodus, einen homogenen magerer Verbrennungsmodus oder einen geschichte ten Magerverbrennungsmodus, basierend auf den Motor/Fahrzeugbetriebszuständen aus, und schaltet auf den gewählten Verbrennungsmodus um. In dieser Weise wird ein Zyklus dieser Routine beendet.

Bezugnehmend auf Fig. 5, ist dort die erste Kraftstoff-Einspritzzeitpunktsteuerroutine gezeigt, gemäß welcher einen Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt, der beim Kompressionshub ausgeführt wird, in eine Richtung einer Zeitverzögerung abhängig eines Grads eines In- Zylindertemperaturanstiegs kompensiert (Grad des Temperaturanstiegs in der Verbren nungskammer). Die Routine, die in Fig. 5 gezeigt ist, wird als zeitgetaktete Unterbre chungsroutinen durchgeführt, die in vorbestimmten Intervallen wie z. B. 10 ms getaktet sind.

Bei Schritt S11 werden die erforderlichen Informationsdaten, wie z. B. die Motordrehzahl N, die Luftansaugmenge Q und die verstrichene Zeit t, die ausgehend von dem Motor start gemessen wird, eingelesen. Bei Schritt S12 wird eine Basiseinspritzzeitpunkt ITB, der bei dem Kompressionshub verwendet wird, berechnet oder von einer Karte ent nommen, die auf einem aktuellen Motorbetriebszustand basiert, so dass sowohl die Motordrehzahl N als auch die Motorlast Q/N von einem vorprogrammierten charakteris tischen Kennfeld entnommen werden, das zeigt, wie der Basiseinspritzzeitpunkt ITB variiert werden muss relativ zu der Motordrehzahl N und der Motorlast Q/N (siehe Fig. 6). Es soll beachtet werden, dass der Basiseinspritzzeitpunkt ITB vorprogrammiert ist, um geeignet zu sein für den geschichteten Magerverbrennungsmodus, der nach der Motoraufwärmphase ausgeführt wird. Bei Schritt S13, wird, um einen Einspritzzeitpunkt, der geeignet ist für einen geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus durch Kompensieren des Basiseinspritzzeitpunkts ITB, der geeignet ist für den geschichtete Magerverbrennungsmodus, durch einen Zeitfortschrittskorrekturwert ITO, der benötigt wird, um den Basiseinspritzzeitpunkt ITB zu kompensieren, berechnet oder aus einem Kennfeld, das in Fig. 7 gezeigt ist, auf der Basis der vor kurzem entnommenen Daten der Motordrehzahl N entnommen. Das bedeutet im Vergleich mit dem geschichteten Magerverbrennungsmodus, der ausgeführt wird, nachdem der Motor aufgewärmt ist, dass der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus, der während des Motor kaltbetriebs ausgeführt wird, mehr Zeit benötigt, um den ausgesprühten Kraftstoff zu zerstäuben oder zu zernebeln weil eine geringe Zerstäubungsrate vorliegt. Aus diesem Grund wird während des beschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus der Ba siseinspritzzeitpunkt ITB zuerst in eine Richtung des Zeitfortschritts kompensiert. Des halb wird, wie von dem charakteristischen Kennfeld der vorbestimmten Motordrehzahl (N) über den Zeitfortschrittskorrekturwert (ITO), das in Fig. 7 gezeigt ist, gesehen wer den kann, der Zeitfortschrittskorrekturwert ITO in Stufenschritten in Abhängigkeit von der Motordrehzahl N erhöht, so dass er zu einem Wechsel des Temperaturstatus in der Verbrennungskammer (d. h. ein Wechsel in der Innen-Zylindertemperatur) zu einer Zeit passt, wenn der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus beginnt. Je höher die Motordrehzahl N ist, um so größer ist der Zeitfortschrittskorrekturwert ITO. Bei dem Schritt S14 wird, um einen Einspritzzeitpunkt, der für einen geschichteten stöchiometri schen Verbrennungsmodus geeignet ist, durch Kompensation des Basiseinspritzzeit punkts ITB aufgrund Berücksichtigung eines Temperaturanstiegs in der Verbrennungs kammer ausgehend vom Motorstart zu erreichen oder zu bestimmen, ein Zeitpunktver zögerungskorrekturwert ITS, um den Basiseinspritzzeitpunkt ITB zu kompensieren, be rechnet oder von einem vorbestimmten charakteristischen Kennfeld, das in Fig. 8 zu sehen ist, entnommen. Wie von dem charakteristischen Kennfeld der vorbestimmten verstrichenen Zeit (t) über dem Zeitverzögerungskorrekturwert (ITS) von Fig. 8 zu sehen ist, wird der Zeitverzögerungskorrekturfaktor ITS in Stufenschritten abhängig von der verstrichenen Zeit t (korreliert zu der Temperatur in der Verbrennungskammer) erhöht. Die verstrichene Zeit t kann als ein geschätzter Temperaturwert in der Verbrennungs kammer angesehen werden und deshalb tendiert der geschätzte Temperaturwert in der Verbrennungskammer gemäß einer Erhöhung der verstrichenen Zeit t ebenfalls zum Erhöhen. Das bedeutet in anderen Worten, dass das vorbestimmte t-ITS- Charakteristikkennfeld vorprogrammiert ist, so dass der Zeitverzögerungskorrekturwert ITS sich gemäß einer Erhöhung des geschätzten Temperaturwerts in der Verbren nungskammer erhöht. Beim Schritt S15 wird eine Zeitfortschrittskorrektur gemäß einem Zeitfortschrittskorrekturwert ITO (berechnet durch den Schritt S13) erzeugt, um den Ba siseinspritzzeitpunkt ITB und zur selben Zeit eine Zeitverzögerungskorrektur gemäß dem Zeitverzögerungswert ITS (berechnet durch Schritt S14) für den Basiseinspritzwert ITB auszuführen, um einen abschließenden Einspritzzeitpunkt IT zu berechnen oder zu ermitteln, der geeignet ist in einem Kompressionshub während des geschichteten stö chiometrischen Verbrennungsmotors verwendet zu werden. Eine arithmetische Berech nung des abschließenden Einspritzzeitpunkts IT wird durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben.

IT = ITB + ITO - ITS

Fig. 9 zeigt Veränderung des Einspritzzeitpunkts bei dem Kompressionshub während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus mit der Zeitfortschrittskom pensation (ITO) und der Zeitverzögerungskompensation (ΔITS), die durch die ECU des Motors dieses Ausführungsbeispiels ausgeführt wird. Wie in Fig. 9 zu sehen ist, arbeitet der Motor eine Zeit lang nach dem Motorstart im homogenen Verbrennungsmodus.

Anschließend ermöglicht, wenn die notwendigen Bedingungen (siehe Schritt S5 und S6 der Fig. 2) für ein Umschalten von dem homogenen Verbrennungsmodus zu dem ge schichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus vorhanden sind, die ECU ein Um schalten des Verbrennungsmodus zu dem geschichteten stöchiometrischen Verbren nungsmodus (siehe den Zeitpunkt, der durch den linken, vertikal nach unten gerichteten Pfeil in Fig. 9 gekennzeichnet ist). Zu diesem Zeitpunkt wird die Zeitpunktfortschrittskor rektur für den Basiseinspritzzeitpunkt (ITB) beim Kompressionshubs durchgeführt, so dass der Zeitfortschrittskorrekturwert ITO, der auf den aktuellen Motordrehzahldaten N basiert (siehe die charakteristische Karte in Fig. 7) zu dem Basiseinspritzzeitpunkt hin zuaddiert wird. Zum selben Zeitpunkt wird die Zeitverzögerungskorrektur eingeleitet und dann der abschließende Einspritzzeitpunkt (IT) schrittweise durch einen vorbestimmten Zeitpunktverzögerungskorrekturwert ΔITS für jeden spezifischen kurzen Zeitintervall verzögert, wenn die verstrichene Zeit t vom Start sich erhöht (siehe den mittleren, ge schichteten stöchiometrischen Verbrennungsmoduszeitraum von dem Zeitpunkt, der durch den linken, vertikal nach unten gerichteten Pfeil der Fig. 9 gekennzeichnet ist, zu dem Zeitpunkt, der durch den rechten, vertikal nach unten gerichteten Pfeil der Fig. 9 gekennzeichnet ist). Anschließend schaltet, wenn die notwendigen Bedingungen (siehe Schritt S8 der Fig. 2) für das Umschalten des geschichteten stöchiometrischen Verbren nungsmodus zu einem Verbrennungsmodus, der von den konventionellen drei Verbren nungsmodi gewählt wird (dem homogenen stöchiometrischen Verbrennungsmodus, dem homogenen Magerverbrennungsmodus, oder dem geschichteten Magerverbren nungsmodus), die auf den Motor/Fahrzeugbetriebszuständen basieren erreicht werden, die ECU den Verbrennungsmodus zu dem gewählten Verbrennungsmodus um (siehe den Zeitpunkt, der durch den rechten vertikal nach unten weisenden Pfeil der Fig. 9 ge kennzeichnet ist). In dieser Weise wird eine Zeitverzögerungskorrektur (ITS) für den Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt in dem Kompressionshub in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit t (oder abhängig von einem Anheben der Verbrennungskammertemperatur, die auf der Basis einer verstrichenen Zeit t vom Startzeitpunkt abgeschätzt wird) durchgeführt. Als eine Konsequenz werden eine Erhöhung der Kraftstoff-Zerstäubungsrate und eine Absenkung der Kraftstoff-Zerstäubungszeit gegenseitig gelöscht und somit kann eine Zerstäubungsmenge des Kraftstoffnebels konstant gehalten werden. Deshalb kann eine Zusammensetzung und eine Schicht (oder ein Bereich) des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemischs, das an und um die Zündkerze geformt ist, konstant gehalten werden während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus (siehe Fig. 10B). Das bedeutet, dass die geschichtete Ladungsverbrennung, die für eine Abgas temperaturerhöhung vorgesehen ist, stabil über den gesamten geschichteten, stöchio metrischen Verbrennungsmodus ausgeführt werden kann. Als Ergebnis kann das Sys tem dieses Ausführungsbeispiels zufriedenstellende Wirkungen, sowie eine gewünschte Abgastemperaturerhöhung und eine verbesserte Abgasemissionssteuerung (verbes serter Kraftstoffverbrauch), selbst unter bestimmten Motorbetriebszuständen wie wäh rend eines Motorkaltstarts oder während früher Zeitpunkte der Motoraufwärmphase be reitstellen. Ebenso kann in der ersten Kraftstoff-Einspritzzeitpunktssteuerroutine der Fig. 5 der Temperaturstatus in der Verbrennungskammer sehr einfach abgeschätzt werden auf der Basis der verstrichenen Zeit (t) ausgehend vom Motorstart. Dieses eliminiert die Notwendigkeit eines Sensors, der einen Temperaturstatus in der Verbrennungskammer ermittelt.

Mit Bezug auf die Fig. 11 ist eine zweite Kraftstoff-Einspritzzeitpunktssteuerroutine ge zeigt, bei welcher eine Kraftstoff-Einspritzung, die bei dem Kompressionshub ausgeführt wird, in Richtung einer Zeitverzögerung in Abhängigkeit einer falschen (unechten) Mo tortemperatur (TWF) kompensiert wird. Die in Fig. 11 gezeigte Routine wird als Zeit ausgelöste Unterbrechungsroutinen ausgeführt, die bei jedem vorbestimmten Intervall von z. B. 10 ms ausgelöst werden.

Bei einem Schritt S21 werden die erforderlichen Informationsdaten, d. h. die Motordreh zahl N, die Ansaugluftmenge Q, die verstrichene Zeit t, die von dem Motorstart an ge messen wird, und die Motor-Kühlmitteltemperatur Tw (die als Motortemperatur betrach tet wird) eingelesen. Die Schritte S22 und S23 werden entsprechend ähnlich den Schritten S12 und S13 der ersten Einspritzzeitpunktssteuerroutine der Fig. 5 ausgeführt. Bei Schritt S22 wird ein Basiseinspritzzeitpunkt ITB, der in dem Kompressionshub aus geführt wird, berechnet oder von einem vorprogrammierten Kennfeld, basierend auf dem aktuellen Motorbetriebszustand, wie z. B. sowohl der Motordrehzahl N und Motorlast Q/N entnommen (siehe Fig. 6). Bei Schritt S23 wird ein Zeitfortschrittskorrekturwert ITO be rechnet oder von einem vorbestimmten Kennfeld, das in Fig. 7 gezeigt ist, auf der Basis der letzteren Daten der Motordrehzahl N entnommen. Beachte, dass in der zweiten Ein spritzzeitpunktsroutine der Fig. 11 die falsche Motortemperatur TWF auf der Basis so wohl der verstrichenen Zeit t als auch der Motor-Kühlmitteltemperatur Tw durch den Schritt S24 erzeugt wird, und dann ein Zeitverzögerungskorrekturwert ITTWF berechnet oder ermittelt wird auf der Basis einer falschen Motortemperatur TWF. Die falsche Mo tortemperatur TWF wird arithmetisch von dem folgenden Ausdruck ermittelt.

TWF[t] = TWe[t] - (TWe[t] - TWF[t - 1]) × (1 - Ktwf)

wobei TWF[t] den aktuellen Wert einer falschen Motortemperatur benennt, die eine Funktion der verstrichenen Zeit t ist, die von dem Zeitpunkt an gemessen wird, wenn der Zündschlüsselschalter eingeschaltet wird, TWe[t] einen aktuellen Wert einer Motortem peratur benennt, der eine Funktion der verstrichenen Zeit t ist, TWF[t - 1] benennt einen früheren Wert der falschen Motortemperatur, und Ktwf benennt einen Zeitverzöge rungsfaktor.

Wie von den Fig. 12A und 13 gesehen werden kann, werden die anfänglichen Werte TWF0 (= TWF[0]) der falschen Motortemperatur von einer vorprogrammierten Tabelle oder einem vorprogrammierten Kennfeld entnommen, das aufzeigt, wie eine anfängliche falsche Motortemperatur Twe0 relativ zu einer Startzeitdauer-Motortemperatur TWe0 variiert. Somit beginnt die falsche Motortemperatur gleichmäßig anzusteigen von der anfänglichen falschen Motortemperatur TWF0 basierend auf der Startzeitdauer- Motortemperatur TWe0. Konkret bedeutet das, dass die falsche Motortemperatur TWF[t] mit der Zeitverzögerung erster Ordnung durch den Zeitverzögerungskorrekturfaktor Ktwf kompensiert wird und stetig die Motortemperatur TWe nach oben treibt oder anhebt. Der Zeitverzögerungsfaktor Ktwf wird basierend auf der Luftansaugmenge Q für jede Zeit einheit bestimmt (siehe Fig. 14). Fig. 14 zeigt ein Beispiel des vorprogrammierten Kennfelds, das ein Verhältnis der Ansaugluftmenge Q über dem Zeitverzögerungskor rekturfaktor Ktwf zeigt. Beim Erzeugen der falschen Motortemperatur TWF bei Schritt S24 werden das Kennfeld für die Startphasen-Motortemperatur TWe0 über dem An fangswert der falschen Motortemperatur TWF0 der Fig. 13 und das Kennfeld für die Einsaugluftmenge Q dem Zeitverzögerungskorrekturfaktor Ktwf der Fig. 14 vorpro grammiert, um für eine gleichmäßige Verbrennungskammer-Temperaturcharakteristik geeignet zu sein, in welcher ein anfänglicher Wert der Verbrennungskammer- Temperatur (anfänglicher Wert der Kolbenbodentemperatur) im Wesentlichen gleich ist mit der Motor-Kühlmitteltemperatur und die Verbrennungskammertemperatur sehr schnell ansteigt aufgrund der freigesetzten Wärmemenge (die Wärmemenge variiert in Abhängigkeit der Luftansaugmenge Q) und dann steigt sie zu der Motortemperatur TWe in Synchronisation mit dem Ansteigen der Motor-Kühlmitteltemperatur (Tw) enger an eine Motor-Betriebstemperatur an. Deshalb kann die Verbrennungskammer-Temperatur sehr exakt abgeschätzt werden aufgrund einer falschen Motortemperatur TWF, die in Schritt S24 erzeugt wird.

Zurückkehrend zu Schritt S25 in Fig. 11 wird der Zeitverzögerungskorrekturwert ITTWF, der zum Kompensieren des Basiseinspritzzeitpunkts ITB beim Kompressionshub benö tigt wird, berechnet oder von einem vorbestimmten charakteristischen Kennfeld, das in Fig. 15 gezeigt ist, entnommen. Wie von dem charakteristischen Kennfeld der Fig. 15 der vorbestimmten falschen Motortemperatur (TWF) über dem Zeitverzögerungskorrek turwert (ITTWF) gesehen werden kann, wird der Zeitverzögerungskorrekturwert ITTWF schrittweise in Abhängigkeit der falschen Motortemperatur (die zu der Verbrennungs kammertemperatur korreliert) erhöht. Die falsche Motortemperatur TWF kann als abge schätzter Wert der Verbrennungskammertemperatur angesehen werden, wodurch der abgeschätzte Wert der Verbrennungskammertemperatur sich erhöht gemäß einer Erhö hung der falschen Motortemperatur TWF. Das bedeutet in anderen Worten, dass das vorbestimmte TWF-ITTWF-Kennfeld vorprogrammiert ist, so dass der Zeitverzöge rungskorrekturwert ITTWF sich gemäß einer Erhöhung des abgeschätzten Temperatur werts in der Verbrennungskammer erhöht. In Schritt S26 wird eine Zeitfortschrittskor rektur in Abhängigkeit des Zeitfortschrittskorrekturwerts ITO (berechnet durch Schritt S23) durchgeführt, um den Basiseinspritzzeitpunkt ITB und zur selben Zeit eine Zeitver zögerungskorrektur in Abhängigkeit des Zeitverzögerungskorrekturwerts ITTWF (be rechnet durch Schritte S24 und S25) durchzuführen bezüglich des Basiseinspritzzeit punkts ITB, so dass ein abschließender Einspritzzeitpunkt IT berechnet oder durchge führt wird, der geeignet ist, beim Kompressionshub während des geschichteten stöchi ometrischen Verbrennungsmodus verwendet zu werden. Eine arithmetische Berech nung des abschließenden Einspritzzeitpunkts IT wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt.

IT = ITB + ITO - ITTWF

Gemäß einer zweiten Einspritzzeitpunkt-Steurroutine, die in Fig. 11 gezeigt ist, kann der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt (abschließender Einspritzzeitpunkt IT) beim Kompressions hub genau verzögert und kompensiert werden auf der Basis der falschen Motortempe ratur TWF, die durch die Verbrennungskammertemperatur genau abgeschätzt werden kann. Unabhängig von einem Unterschied der Motorkühlmitteltemperatur bei einem an fänglichen Motorstart ist es möglich, optimal den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (IT) zu steuern, um eine Zerstäubungsmenge an Kraftstoffnebel im Wesentlichen während des Ausführens des geschichteten Verbrennungsmotors zur Abgastemperaturanhebung zu halten, das bedeutet, für eine Zeitdauer von dem Beginn des geschichteten stöchio metrischen Verbrennungsmodus zu dem Ende des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus. Darüber hinaus wird ein Signal von dem Motorkühlmitteltempera tursensor, der üblicherweise in einen Verbrennungsmotor eingeschraubt oder daran angebracht wird, wirksam verwendet, um die falsche Motortemperatur TWF abzuschät zen, wodurch es möglich ist, den Temperaturzustand in der Verbrennungskammer im Wege einer einfachen arithmetischen Berechnung abzuschätzen, die da lautet

TWF [t] = TWe[t] - (TWe[t] - TWF[t - 1]) × (1 - Ktwf),

ohne einen Temperatursensor hinzuzufügen.

Bezugnehmend auf Fig. 16 ist eine dritte Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerroutine ge zeigt, durch welche eine Abstimmung der Kraftstoffeinspritzung, die während eines Kompressionshubs ausgeführt wird, in einer Richtung einer Zeitverzögerung, die von einer Verbrennungskammerwandtemperatur TSW abhängt (siehe die Signallinie, die durch die unterbrochene Linie in Fig. 1 gekennzeichnet ist und zwischen der Eingabe- Schnittstelle der ECU 50 und dem Wandtemperatursensor 21 verbunden ist), kompen siert wird. Die in Fig. 16 gezeigte Routine wird als zeitgetakte Unterbrechungsroutinen ausgeführt, die jeweils bei jedem vorbestimmten Interwall, wie z. B. 10 ms ausgelöst werden. Wie von dem Schritt S31 der Fig. 16 erwartet werden kann, ist die dritte Ein spritzzeitpunkt-Steuerroutine der Fig. 16 unterschiedlich von der ersten (Fig. 5) und der zweiten (Fig. 11) Einspritzzeitpunkt-Steuerroutine, in dem die Verbrennungskammer wandtemperatur TSW, die direkt durch den Temperatursensor 21 ermittelt wird, verwen det wird, um einen Zeitverzögerungskorrekturwert zu berechnen oder zu ermitteln.

In Schritt S31 werden die erforderlichen Informationsdaten, das bedeutet, die Motor drehzahl N, Einlassluftmenge Q und die Verbrennungskammerwandtemperatur TSW, die durch den Temperatursensor 21 ermittelt wird, eingelesen. Der Wandtemperatur sensor ist im Wesentlichen ein Thermoelement-Thermometer, der in den Kolbenboden eingeschraubt wird. In Schritt S32 wird ein Basiseinspritzzeitpunkt ITB, der beim Kom pressionshub verwendet wird, berechnet oder einem vorprogrammierten Kennfeld ent nommen basierend auf einem aktuellen Motorbetriebszustand, sowie z. B. sowohl der Motordrehzahl N und der Motorlast Q/N, das in Fig. 6 gezeigt ist, entnommen. Im Schritt S33 wird ein Zeitfortschrittskorrekturwert ITO berechnet oder von der vorbestimmten Karte, die in Fig. 7 gezeigt ist, entnommen auf der Basis der letzten Daten der Motor drehzahl N. In Schritt S34 wird der Zeitverzögerungskorrekturwert ITT1 gesehen werden kann, berechnet auf der Basis einer Verbrennungskammerwandtemperatur TSW. Kon kret bedeutet das, dass, wie von der Umwandlungskarte der Fig. 17 von der Verbren nungskammerwandtemperatur TSW zu der verbleibenden Zeit ITT, und der Umwand lungskarte der Fig. 18 von der verstrichenen Zeit ITT zu dem Zeitverzögerungskorrek turwert ITT1 die Verbrennungskammerwandtemperatur TSW, die durch den Tempera tursensor 21 ermittelt wird, zuerst in eine verstrichene Zeit ITT vom Motorstart umge wandelt wird und dann der Zeitverzögerungswert ITT1 berechnet und von der verstri chenen Zeit ITT entnommen wird. Im Schritt S35 wird eine Zeitfortschrittskorrektur in Abhängigkeit eines Zeitfortschrittskorrekturwerts ITO (berechnet durch den Schritt S33) durchgeführt, um den Basiseinspritzzeitpunkt ITB und zur selben Zeit eine Zeitverzöge rungskorrektur in Abhängigkeit eines Zeitverzögerungskorrekturwerts ITT1 (berechnet durch den Schritt S34) bezüglich des Basiseinspritzzeitpunkts ITB durchzuführen, so dass ein abschließender Einspritzzeitpunkt IT berechnet oder ermittelt wird, der geeignet ist, um bei einem Kompressionshub während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus verwendet zu werden. Eine arithmetische Berechnung des ab schließenden Einspritzzeitpunkts IT wird durch den folgenden Ausdruck repräsentiert.

IT = ITB + ITO - ITT1

Gemäß einer dritten Einspritzzeitpunkt-Steuerroutine, die in Fig. 16 gezeigt ist, kann die Verbrennungskammertemperatur, die an der Zerstäubungsrate des Kraftstoffnebels be teiligt ist, genauer durch den Temperatursensor ermittelt werden. Dies verbessert eine Steuergenauigkeit der Zeitverzögerungssteuerung, die bei dem Kompressionshub wäh rend des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausgeführt wird.

Bezugnehmend auf Fig. 22 ist dort die vierte Kraftstoffzeitpunkt-Steuerroutine gezeigt, gemäß welcher ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, der bei einem Kompressionshub ausge führt wird, in Richtung einer Zeitverzögerung in Abhängigkeit einer virtuellen Verbren nungskammertemperatur TSW2, die durch den Verbrennungsdruck SP, der durch einen im Zylinderdrucksensor 22 ermittelt wird, kompensiert werden (siehe die Signallinie, die durch die gepunktete Linie in Fig. 1 gekennzeichnet ist und zwischen der Eingabe- Schnittstelle der ECU 50 und dem Ein-Zylinder-Drucksensor 22 verbunden ist). Die in Fig. 22 gezeigte Routine wird als zeitgetaktete Unterbrechungsroutine ausgeführt, die für jeden vorbestimmten Intervall, z. B. 10 ms ausgelöst werden. Wie durch den Schritt S41 der Fig. 22 erwartet wird, ist die vierte Einspritzzeitpunkt-Steuerroutine der Fig. 22 unterschiedlich von der ersten (Fig. 5), zweiten (Fig. 11) und dritten (Fig. 16) Einspritz zeitpunkt-Steuerroutine, indem der Innen-Zylinderdruck (Verbrennungsdruck) SP, der durch den Drucksensor 22 ermittelt wird, verwendet wird, um einen Zeitverzögerungs korrekturwert abzuschätzen.

In Schritt S41 werden die erforderlichen Informationsdaten, das bedeutet die Motordreh zahl N, die Einsaugluftmenge Q und ein Innen-Zylinderdruck SP, der durch den Druck sensor 22 ermittelt wird, eingelesen. In Schritt S42 wird ein Basiseinspritzzeitpunkt ITB, der bei einem Kompressionshub verwendet wird, berechnet oder von dem vorprogram mierten Kennfeld, das in Fig. 6 gezeigt ist, basierend auf dem aktuellen Motorbetriebs zustand, wie z. B. sowohl der Motordrehzahl N und der Motorlast Q/N, berechnet oder entnommen. In Schritt S43 wird ein Zeitfortschrittskorrekturwert ITO berechnet oder von einem vorbestimmten Kennfeld, das in Fig. 7 gezeigt ist, auf der Basis von neueren Daten der Motordrehzahl N entnommen. In Schritt S44 wird die virtuelle Temperatur TSW2 in der Verbrennungskammer, basierend auf dem Innen-Zylinderdruck SP, abge schätzt. Konkret bedeutet das, dass von der Umwandlungskarte, die in Fig. 19 gezeigt ist, von dem vorprogrammierten Verbrennungsdruck SP zu der aufgenommenen Wär memenge gesehen werden kann, der Innen-Zylinderdruck SP zuerst in die Wärmemen ge, die von der Verbrennungskammer aufgenommen wird, umgewandelt wird. Dann wird, wie von der vorprogrammierten Umwandlungskarte, die in Fig. 20 zu sehen ist, die aufgenommene Wärmemenge zu der virtuellen Temperatur TSW2 umgewandelt. Dann wird, wie von der Umwandlungskarte gemäß der Fig. 21 von der virtuellen Temperatur TSW2 zu dem Zeitverzögerungskorrekturwert ITT2 gesehen werden kann, in Schritt S45 der Zeitverzögerungskorrekturwert ITT2 basierend auf der virtuellen Temperatur TSW2 berechnet. Als Letztes wird in Schritt S46 eine Zeitfortschrittskorrektur in Abhängigkeit eines Zeitfortschrittskorrekturwerts ITO (berechnet durch Schritt S43) bezüglich des Ba siseinspritzzeitpunkts ITB durchgeführt und zur selben Zeit eine Zeitverzögerungskor rektur in Abhängigkeit eines Zeitverzögerungskorrekturwerts ITT2, der durch die Schritte S44 und S45 berechnet wird) durchgeführt auf der Basis eines Einspritzzeitpunkts ITB, so dass ein abschließender Einspritzzeitpunkt IT berechnet oder ermittelt werden kann, der geeignet ist, um bei einem Kompressionshub während des geschichteten, stöchio metrischen Verbrennungsmodus verwendet zu werden. Eine arithmetische Berechnung für den abschließenden Einspritzzeitpunkt IT wird durch den folgenden Ausdruck wie dergegeben

IT = ITB + ITO - ITT2

Gemäß einer vierten Einspritzzeitpunkt-Steuerroutine, die in Fig. 22 gezeigt ist, kann die Verbrennungskammertemperatur versehen mit einer Zerstäubungsrate des Kraftstoffne bels genau als die virtuelle Verbrennungskammertemperatur TSW2 abgeschätzt wer den, die auf dem Innen-Zylinderdruck SP basiert, wodurch eine Steuergenauigkeit der Zeitverzögerungssteuerung verbessert wird, die bei einem Kompressionshub während des geschichteten, stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausgeführt wird.

Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. P11-245389 (die am 31. Au gust 1999 eingereicht wurde) ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen.

Während das Vorangegangene eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbei spiele darstellt, die die vorliegende Erfindung ausführen, soll es verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf diese speziellen hierin gezeigten und beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele beschränkt ist, sondern verschiedene Veränderungen und Modifikationen ohne vom Bereich der Erfindung, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen, durchführbar sind.

Claims

1. Ein Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung zum Durchführen zumindest eines geschichteten Verbrennungsmodus zum Erhöhen einer Abgastemperatur durch Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zündkerze (6) das fetter ist, als stöchiometrisch notwendig, mit einem Kraftstoff, der direkt in eine Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub bei einem bestimmten Mo torbetriebszustand eingespritzt wird, bevor die Aufwärmphase des Motors been det ist, der umfasst:
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5), die Kraftstoff direkt in die Verbrennungs kammer einspritzt; und
eine Steuereinheit (50), die ausgestaltet ist, um elektronisch mit der Kraftstoffein spritzeinrichtung (5) zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts bei dem Kom pressionshub in eine Richtung einer Zeitpunktverzögerung in Abhängigkeit eines Temperaturanstiegs in der Verbrennungskammer verbunden zu sein.

2. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung, der umfasst:
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) zum Direkteinspritzen in eine Verbren nungskammer;
eine Zündkerze (6) zum Zünden eines Luft/Kraftstoff-Gemischs in der Verbren nungskammer; und
eine Steuereinheit (50), die ausgestaltet ist, um elektronisch die Kraftstoffein spritzeinrichtung (5) und die Zündkerze (6) zu verbinden, wobei die Steuereinheit umfasst:

a) einen Temperaturzustandsermittlungsbereich zum Ermitteln eines Tempe raturzustands in der Verbrennungskammer;
b) einen Abgastemperatur-Anhebesteuerbereich zum Ausführen eines ge schichteten Verbrennungsmodus zum Erhöhen der Abgastemperatur zum Erzeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerze, das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, mit Kraftstoff, der direkt in die Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub bei einem bestimmten Motorbetriebszustand eingespritzt wird, bevor die Motoraufwärmphase beendet ist; und
c) einen Einspritzzeitpunkt-Kompensationsbereich, der abhängig von dem Temperaturzustand ist, der durch einen Temperaturzustandsermittlungs bereich zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts bei dem Kompressi onshub in eine Richtung einer Zeitverzögerung in Abhängigkeit eines Temperaturanstiegs in der Verbrennungskammer ermittelt wird.

3. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß Ansprüchen 1 oder 2, worin die Steuereinheit (50) ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch, das magerer ist, als stö chiometrisch notwendig ist, über die gesamte Verbrennungskammer mit Kraft stoff, der direkt in die Verbrennungskammer bei einem Ansaughub eingespritzt wird zusätzlich zu einem fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerze mit Kraftstoff, der direkt in die Verbrennungskammer bei einem Kompressionshub eingespritzt ist, erzeugt.

4. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß einem der vorangegangenen An sprüche, worin die Steuereinheit (50) den Temperaturzustand in der Verbren nungskammer auf der Basis einer verstrichenen Zeit (t) vom Start des Motors ab schätzt.

5. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, worin die Steuereinheit den Temperaturzustand in der Verbrennungskammer auf der Basis einer verstrichenen Zeit (t) vom Motorstart und einer Motor-Kühlmitteltempe ratur (Tw) abschätzt.

6. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wel cher weiter einen Wandtemperatursensor (21) zum Ermitteln einer Wandtempe ratur (TSW) der Verbrennungskammer umfasst, und wobei die Steuereinheit (50) den Temperaturzustand in der Verbrennungskammer von einem Signal des Wandtemperatursensors (21) abschätzt.

7. Ein Otto-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, welcher weiter einen Innen-Zylinderdrucksensor (22) umfasst, der ei nen Druck (SP) in der Verbrennungskammer ermittelt, und worin die Steuerein heit (50) den Temperaturzustand in der Verbrennungskammer von einem Signal des Innen-Zylinderdrucksensors (22) abschätzt.

8. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung zum Durchführen zumindest eines ge schichteten Verbrennungsmodus zum Anheben einer Abgastemperatur durch Er zeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zündkerze (6), das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, mit Kraftstoff, der direkt in eine Verbrennungs kammer bei einem Kompressionshub bei einem bestimmten Motorbetriebszu stand eingespritzt wird, bevor die Motoraufwärmphase beendet ist, der umfasst:
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5), die Kraftstoff direkt in die Verbrennungs kammer einspritzt; und
eine Steuereinheit (50), die ausgestaltet ist, um elektronisch mit der Kraftstoffein spritzeinrichtung (5) zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts bei dem Kom pressionshub in einer Richtung einer Zeitverzögerung in Abhängigkeit einer ver strichenen Zeit (t) vom Motorstart zu kompensieren.

9. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung, zum Durchführen zumindest eines ge schichteten Verbrennungsmodus zum Anheben einer Abgastemperatur durch Er zeugen eines fetten Luft/Kraftstoff-Gemischs um eine Zündkerze (6), das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, durch Kraftstoff, der direkt in eine Verbrennungs kammer bei einem Kompressionshub bei einem bestimmten Motorbetriebszu stand eingespritzt wird, bevor die Motoraufwärmphase beendet ist, der umfasst:
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5), die Kraftstoff direkt in die Verbrennungs kammer einspritzt; und
eine Steuereinheit (50), die ausgestaltet ist, um elektronisch mit der Kraftstoffein spritzeinrichtung (5) zum Kompensieren eines Einspritzzeitpunkts beim Kom pressionshub in eine Richtung einer Zeitverzögerung in Abhängigkeit eines An stiegs der Motortemperatur (TWe) verbunden zu sein.

10. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß der Ansprüche 1 oder 2, welche weiter einen Katalysator (9) umfasst, der die Menge an Luftverunreinigern im Ab gas begrenzt, und wobei der geschichtete Verbrennungsmodus zum Anheben der Abgastemperatur einen geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmo dus umfasst, in welchem Kraftstoff in die Verbrennungskammer zweimal einge spritzt wird, um ein homogenes mageres Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das magerer ist, als stöchiometrisch notwendig, über die gesamte Verbrennungskammer durch Kraftstoff sicher zu stellen, der beim Ansaughub eingespritzt wird, und um ein geschichtetes Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis sicher zu stellen, das fetter ist, als stöchio metrisch notwendig, um die Zündkerze durch Kraftstoff, der bei dem Kompressi onshub eingespritzt wird, und ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs, das über die gesamte Verbrennungskammer vorliegt und im Wesentlichen durch stöchiometrisch festgesetzt ist, zu erzeugen, und worin die Steuereinheit (50) einen geschichteten stöchiometrischen Verbren nungsmodus einleitet, wenn der Katalysator (9) deaktiviert ist.

11. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß Anspruch 10, welcher weiter einen Motor-Temperatursensor (12) zum Ermitteln einer Motortemperatur (TWe) um fasst und worin die Steuereinheit (50) die Aktivierung oder Deaktivierung des Katalysators von einem Signal des Motortemperatursensors (12) ermittelt.

12. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß den Ansprüchen 10 oder 11, worin während des geschichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus eine Kraft stoffmenge, die bei dem Ansaughub eingespritzt wird, größer ist, als oder gleich ist wie eine Kraftstoffmenge, die bei dem Kompressionshub eingespritzt wird.

13. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß Anspruch 12, worin aus einer ge samten Kraftstoffmenge, die im Wesentlichen vollständig, mit einer Ansaugluft menge für jeden Verbrennungszyklus verbrannt werden kann, wird im Wesentli chen 50 bis 90 Gewichtsprozent des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer beim Ansaughub eingespritzt wird, um zuerst ein homogenes, mageres Luft/Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer zu erzeugen, und dann beim selben Verbrennungszyklus der verbleibende Kraftstoff, der im Wesentli chen 10 bis 50 Gewichtsprozent des Kraftstoffs entspricht, in die Verbrennungs kammer beim Kompressionshub eingespritzt wird, um das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer in einer geschichteten Wei se zu erzeugen, so dass ein lokal angereichertes, zündbares Luft/Kraftstoff- Gemisch um die Zündkerzen (6) erzeugt ist und der Rest des Luft/Kraftstoff- Gemischs im Wesentlichen mager ist.

14. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung, der umfasst:
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5), die Kraftstoff direkt in eine Verbrennungs kammer einspritzt;
eine Zündkerze (6), die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer zündet;
einen Katalysator (9), der die Menge an Luftverschmutzern im Abgas begrenzt; und
eine Steuereinheit (50), die ausgestaltet ist, um elektronisch die Kraftstoffein spritzeinrichtung (5) und die Zündkerze (6) zu verbinden, wobei die Steuereinheit umfasst:

a) einen Ermittlungsbereich, der eine physikalische Größe ermittelt, die zu einem Temperaturzustand in der Verbrennungskammer korreliert;
b) einen Abgastemperaturanhebe-Steuerbereich, der einen geschichteten, stöchiometrischen Verbrennungsmodus ausführt, um die Abgastemperatur nur dann anzuheben, wenn der Katalysator deaktiviert ist und die physika lische Größe einen vorbestimmten Grenzwert erreicht; und
c) einen Einspritzzeitpunkt-Verzögerungsbereich, der eine Zeitfortschrittskor rektur (ITO), basierend auf einer Motordrehzahl (N), bezüglich eines Ba siseinspritzzeitpunkts (ITB), basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast, aufgrund Ausführens einer Umwandlung des geschichteten stö chiometrischen Verbrennungsmodus, um einen korrigierten Einspritzzeit punkt (ITB + ITO) zu erzeugen und gleichzeitig eine Zeitverzögerungskor rektur (ITS; ITTWF; ITT1; ITT2), basierend auf der physikalischen Größe bezüglich des korrigierten Einspritzzeitpunkts (ITB + ITO) während des ge schichteten stöchiometrischen Verbrennungsmodus durchzuführen, um einen abschließenden Einspritzzeitpunkt (IT) zu erzeugen.

15. Ein Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß Anspruch 14, worin die physikali sche Größe entweder eine verstrichene Zeit (t) von einem Motorstart, eine fal sche Temperatur (TWF), die durch die verstrichene Zeit (t) ermittelt wird, eine Motortemperatur (TWe), eine Wandtemperatur (TSW) der Verbrennungskammer, oder eine virtuelle Temperatur (TSW2), die durch einen Verbrennungsdruck (SP) in der Verbrennungskammer abgeschätzt wird, umfasst.

16. Der Otto-Motor mit Direkteinspritzung gemäß Anspruch 14 oder 15, worin der geschichtete stöchiometrische Verbrennungsmodus ein Verbrennungsmodus ist, in welchem Kraftstoff zweifach in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, um ein homogenes mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff- Verhältnis in der gesamten Verbrennungskammer sicher zu stellen, das magerer ist, als stöchiometrisch notwendig ist, durch Kraftstoff, der bei dem Ansaughub eines Verbrennungszyklus eingespritzt wird und ein geschichtetes Luft/Kraftstoff- Gemisch mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis um die Zündkerze, das fetter ist als stöchiometrisch notwendig, mit Kraftstoff, der beim Kompressionshub des glei chen Verbrennungszyklus eingespritzt ist und ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs in der gesamten Verbren nungskammer, das im Wesentlichen stöchiometrisch festgelegt ist, sicher zu stellen

17. Der Otto-Motor gemäß Anspruch 16, worin von einer Gesamtkraftstoffmenge, die im Wesentlichen vollständig mit einer Luftansaugmenge bei einem Verbren nungszyklus verbrannt werden könnte, im Wesentlichen 50 bis 90 Gewichtspro zent in die Verbrennungskammer bei einem Ansaughub eingespritzt werden, um zuerst das homogene, magere Luft/Kraftstoff-Gemisch in der gesamten Verbren nungskammer zu erzeugen, und dann bei demselben Verbrennungszyklus den verbleibenden Kraftstoff, der im Wesentlichen 10 bis 50 Gewichtsprozent ent spricht, in die Verbrennungskammer beim Kompressionshub eingespritzt wird, um das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer in ei ner geschichteten Weise zu erzeugen, so dass ein lokal angereichertes zündba res Luft/Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze (6) erzeugt ist und der Rest des Luft/Kraftstoff-Gemischs im Wesentlichen mager ist.