DE10115737A1

DE10115737A1 - Kraftstoffeinspritz-Steuerung/Regelung für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10115737A1
Application number: DE10115737A
Authority: DE
Inventors: Ken Ogawa; Kazuhiro Ueda; Isao Komoriya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2001-10-04
Also published as: US6463906B2; US20010025620A1; JP2001280182A; JP3847052B2

Abstract

Offenbart ist eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) für einen Verbrennungsmotor, die den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt genau bestimmen kann, so dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt das Verhalten des eingespritzten Kraftstoffs reflektiert, wodurch Fahrverhalten und Kraftstoffeinsparung verbessert wird. Der Verbrennungsmotor des Typs der Direkteinspritzung schaltet zwischen einem geschichteten Verbrennungsmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Kompressionstaktes stattfindet und einem homogenen Verbrennungsmodus um, bei dem die Kraftstoffeinspritzung während eines Ansaugtaktes stattfindet. Die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung regelt den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt. Ein erforderlicher Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen des Motors bestimmt. Ein gerades Verhältnis und ein Abnahmeverhältnis werden basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors bestimmt. Der erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird unter Verwendung des geraden Verhältnisses und des Abnahmeverhältnisses berichtigt, wobei eine endgültige Kraftstoffeinspritzdauer bestimmt wird. Basierend auf der Motordrehzahl und der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bestimmt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Rege lung für einen Verbrennungsmotor des Typs der Direkteinspritzung, die zwischen einem geschichteten Verbrennungsmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Kompressionstakts stattfindet, und einem homogenen Verbrennungsmodus umschaltet, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Ansaugtaktes stattfindet, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung regelt.

Beschreibung des Stands der Technik

Eine herkömmliche Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung der oben genannten Art wurde z. B. von der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 8-42381 vorgeschlagen. Bei dieser Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung wird die Festlegung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts im geschichteten Verbrennungsmodus wie folgt berechnet: Zunächst wird, basierend auf dem Kraftstoffdruck und einer erforderlichen Kraftstoffmenge, eine Ventilöffnungsdauer (Einspritzdauer) bestimmt, während der ein Kraftstoffeinspritzventil offen sein muss, um die benötigte Menge an Kraftstoff einzuspritzen. Dann wird der Endzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung so festgelegt, dass die Kraftstoffeinspritzung während eines Kompressionstakts aufhört. Auf der Grundlage des Endzeitpunkts und der Einspritzdauer wird der Startzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzzeit berechnet. Dann wird ein Berichtigungsfaktor basierend auf einer Motorkühlmitteltemperatur, einer Motordrehzahl und einer Motorlast berechnet und der Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung hinzugefügt, um damit einen endgültigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt festzulegen.

Im allgemeinen wird bei einem Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung der Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer eingespritzt, und um einen Sollwert für die Motorleistung zu erreichen, ist es daher notwendig, nicht nur die Einspritzdauer, sondern auch den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt genau zu steuern. Zu diesem Zweck berechnet die herkömmliche Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung die Einspritzdauer auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks und der erforderlichen Kraftstoffinenge, und korrigiert den von der Einspritzdauer bestimmten Einspritzzeitpunkt unter Verwendung des Berichtigungsfaktors, der abhängig von der Motorkühlmitteltemperatur, der Motordrehzahl und der Motorlast bestimmt wird. Bei der Berechnung der Kraftstoffeinspritzdauer ist es hingegen wünschenswert, um den Einfluss des dynamischen Verhaltens von Kraftstoff, wie z. B. Kraftstoffablagerung und den Einfluss von Verdampfungsrückständen auszugleichen, die Einspritzdauer durch die Verwendung von Parametern zu korrigieren, die für solches Kraftstoffverhalten stehen. Wird andererseits eine solche Korrektur der Einspritzdauer vorgenommen, kann die herkömmliche Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung den Einspritzzeitpunkt nicht ordnungsgemäss bestimmen, da dessen Korrektur abhängig von den oben erwähnten Parametern nicht ausgeführt wird. Das kann für das Fahrverhalten aufgrund niedrigerer Motorleistung, und für einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch von Nachteil sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung für einen Verbrennungsmotor bereit zu stellen, die in der Lage ist, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so genau festzulegen, dass der Einspritzzeitpunkt das Verhalten des eingespritzten Kraftstoffs reflektiert, wodurch Fahrverhalten und Kraftstoffeinsparung verbessert werden.

Um obige Aufgabe zu lösen, ist nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung für einen Verbrennungsmotor des Typs der Direkteinspritzung vorgesehen, die zwischen einem geschichteten Verbrennungsmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Kompressionstakts stattfindet, und einem homogenen Verbrennungsmodus umschaltet, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Ansaugtaktes stattfindet, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung regelt.

Die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst:
Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel zum Erfassen der Betriebsbedingungen des Motors;
Kraftstoffbedarfsmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der erforderlichen Kraftstoffmenge basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen des Motors;
Parameter-Berechnungsmittel zum Berechnen der für das Kraftstoffverhalten stehenden Parameter, basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen des Motors;
Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge durch Berichtigung der erforderlichen Kraftstoffmenge unter Verwendung der berechneten Parameter;
Motordrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Motordrehzahl des Motors; und
Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Bestimmungsmittel zum Bestimmen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, basierend auf der erfassten Motordrehzahl und der bestimmten endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge.

Gemäss der vorliegenden Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung für Verbrennungsmotoren wird die erforderliche Kraftstoffinenge basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors bestimmt, und es wird eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, indem die erforderliche Kraftstoffmenge unter Verwendung der für das Kraftstoffverhalten stehenden Parameter berichtigt wird. Dann wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge und der Motordrehzahl bestimmt. So kann die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung der für das Kraftstoffverhalten stehenden Parameter genau bestimmt, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt werden. Es ist deshalb im Unterschied zum früheren Stand der Technik möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so genau zu bestimmen, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt das Kraftstoffverhalten reflektiert, d. h. den Einfluss des dynamischen Verhaltens von Kraftstoff, wie Ablagerung von Kraftstoff und den Einfluss von Verdampfungsrückständen. Dadurch kann Fahrverhalten und Kraftstoffeinsparung verbessert werden.

Die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung umfasst vorzugsweise Motortemperatur-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Temperatur des Motors und Kraftstoff einspritzzeitpunkts-Berichtigungsmittel zu Berichtigung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts entsprechend der erfassten Temperatur des Motors während des homogenen Verbrennungsmodus.

Gemäss der vorliegenden Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf der erfassten Temperatur des Motors während des homogenen Verbrennungsmodus berichtigt. Es ist deshalb möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so genau festzulegen, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt die Temperatur des Motors reflektiert. Wenn der Kolben während des homogenen Verbrennungsmodus beispielsweise aufgrund einer niedrigen Motortemperatur kalt ist, kann man, wenn die Entfernung zwischen einem Injektor, von dem Kraftstoff eingespritzt wird, und dem Kolben, gross ist, im Hinblick auf eine starke Neigung zur Ausbildung von unzerstäubten Kraftstofftröpfchen durch ein Vorverlegen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts die Zerstäubung von Kraftstoff fördern und damit eine ausgezeichnete Verbrennung des Kraftstoffs sicherstellen.

Das Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Bestimmungsmittel bestimmt den Anfangszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, indem sie den Anfangszeitpunkt vom Endzeitpunkt zurückberechnet, der basierend auf der erfassten Motordrehzahl unter Verwendung einer Zeitdauer entsprechend der endgültigen Kraftstoffeinspritzung berechnet wurde.

Das Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel umfasst vorzugsweise Kraftstoffdruck- Erfassungsmittel zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks des in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffs, und das Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel umfasst Kraftstoffeinspritzmengen-Berichtigungsmittel zum Berichtigen der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem erfassten Kraftstoffdruck.

Das Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel umfasst vorzugsweise Kraftstoffdruck- Erfassungsmittel zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks des in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffs, und das Parameter-Berechnungsmittel umfasst Parameter-Berichtigungsmittel zur Berichtigung der Parameter entsprechend dem erfassten Kraftstoffdruck.

Die Parameter, die für Kraftstoffverhalten stehen, stellen vorzugsweise ein Verhältnis von einer Menge eines Teils eingespritzten Kraftstoffs dar, der im vorliegenden Verbrennungszyklus eingespritzt wird, wobei der Teil des eingespritzten Kraftstoffs im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zu einer Menge an eingespritztem Kraftstoff, und ein Verhältnis einer Menge eines Teils abgelagerten Kraftstoffs, der auf Innenwandungen einer im Inneren des Zylinders umschriebenen Verbrennungskammer am Ende des unmittelbar vorhergehenden Verbrennungszyklus abgelagert zurückgeblieben ist, wobei der Teil des abgelagerten Kraftstoffs, der im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zu einer Menge des abgelagerten Kraftstoffs.

Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klarer hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Anordnung eines Verbrennungsmotors zeigt, der eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst;

Fig. 2 ist ein Fliessdiagramm, das ein Hauptprogramm eines Kraftstoffeinspritz- Steuerung/-Regelungsprozesses zeigt, der von der Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung von Fig. 1 durchgeführt wird;

Fig. 3 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Durchführung eines KPF- Berechnungsprozesses zeigt, der bei Schritt S10 in Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer ΔPF-KPF-Tabelle zur Verwendung im KPF- Berechnungsprozess von Fig. 3;

Fig. 5 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Ausführung eines Kraftstoffverhaltensparameter-Berechnungsprozesses zeigt, der bei Schritt S12 von Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 6 zeigt eine Abbildung zur Verwendung bei der Berechnung eines zugrunde liegenden geraden Verhältnisses A und eines zugrunde liegenden abführenden Verhältnisses B im Prozess von Fig. 5;

Fig. 7 zeigt eine Abbildung zur Verwendung bei der Berechnung der kühlmitteltemperaturabhängigen Berichtigungskoeffizienten KTWPA und KTWPB im Prozess von Fig. 5;

Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Tabelle zur Verwendung bei der Berechnung der Einspritzzeitpunkt-Berichtigungskoeffizienten KJWPA und KJWPB im Prozess von Fig. 5;

Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Tabelle zur Verwendung bei der Berechnung der vom Kraftstoffdruck abhängigen Berichtigungskoeffizienten KPFWPA und KPFWPB im Prozess von Fig. 5;

Fig. 10 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Ausführung eines Festlegungsprozesses eines Einspritzzeitpunkts zeigt, der bei Schritt S16 von Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 11 zeigt eine Abbildung zur Verwendung bei der Bestimmung eines Wertes eines S_EMOD Grenzwertüberwachers in Fig. 10;

Fig. 12 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Ausführung eines Einspritzendzeitpunkts-Berechnungsprozesses für stöchiometrische Verbrennung in Fig. 10 zeigt;

Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer Tabelle zur Verwendung bei der Berechnung von IJTW bei einem Schritt S70 in Fig. 12 und einem Schritt S80 in Fig. 14;

Fig. 14 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Ausführung eines Einspritzendzeitpunkts-Berechnungsprozesses für magere Verbrennung in Fig. 10 zeigt;

Fig. 15 ist ein Fliessdiagramm, das ein Unterprogramm zur Ausführung eines Einspritzendzeitpunkts-Berechnungsprozesses in Fig. 10 zeigt; und

Fig. 16 ist ein Fliessdiagramm eines TWP-Berechnungsprozesses.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die eine erfindungsgemässe Ausführungsform zeigen. Zunächst auf Fig. 1 bezugnehmend, ist die Anordnung einer Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung für einen Verbrennungsmotor gemäss einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie in der Figur dargestellt ist, umfasst die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung einen ECU 2 (Betriebsbedingungs- Erfassungsmittel, Kraftstoffbedarfsmengen-Bestimmungsmittel, Parameter- Berechnungsmittel, Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel, Motordrehzahl- Erfassungsmittel, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Bestimmungsmittel, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Berichtigungsmittel). Der ECU 2 führt die Kraftstoffeinspritz- Steuerung/-Regelung und die Zündzeitpunktssteuerung des Verbrennungsmotors 3 durch (im nachfolgenden einfach als "der Motor 3" bezeichnet).

Der Motor 3 ist ein Vierzylinder-Benzinmotor des Typs Reihenmotor. Der Motor 3 hat vier Zylinder (nur einer der Zylinder ist in der Figur dargestellt), worin jeweils eine Verbrennungskammer 3c zwischen dem Kolben 3a und einem Zylinderkopf 3b ausgebildet ist. Der Kolben umfasst eine obere Oberfläche mit einer in dessen Mitte ausgebildeten Ausnehmung 3d. Der Zylinderkopf 3b umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil 4 (im nachfolgenden einfach "der Injektor 4" genannt) und eine so darin montierte Zündkerze 5, dass beide der Verbrennungskammer 3c zugewandt sind. Der Motor ist vom Typ der sogenannten Direkteinspritzmotoren, bei dem Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 3c eingespritzt wird.

Der Injektor 4 ist in einem zentralen Abschnitt einer oberen Wandung der Verbrennungskammer 3c angeordnet und über eine Kraftstoffleitung 4a an eine Hochdruckpumpe 4b angeschlossen. Kraftstoff wird durch die Hochdruckpumpe zu einem hohen Druck druckbeaufschlagt und dann dem Injektor 4 in einem Zustand zugeführt, bei dem dessen Druck von einem nicht gezeigten Regler geregelt ist. Der Kraftstoff wird vom Injektor 4 in Richtung auf die Ausnehmung 3d des Kolbens 3a eingespritzt und trifft auf die obere Oberfläche des Kolbens 3a einschliesslich der Ausnehmung 3d auf, um Kraftstoffstrahle auszubilden. Insbesondere in einem geschichteten Verbrennungsmodus, worauf nachfolgend Bezug genommen wird, trifft der grösste Teil des vom Injektor 4 eingespritzten Kraftstoffs auf die Ausnehmung 3d auf, um Kraftstoffstrahle zu bilden.

Ein Kraftstoffdrucksensor 20 ist in einem Abschnitt der Kraftstoffleitung 4a an einer Stelle in der Nähe des Injektors 4 eingebaut. Der Kraftstoffdrucksensor (Kraftstoffdruckerfassungsmittel) 20 erfasst einen Kraftstoffdruck PF des vom Injektor 3 eingespritzten Kraftstoffs und gibt an den ECU 2 ein Signal ab, das für den erfassten Kraftstoffdruck steht. Der Injektor 4 ist ferner an den ECU 2 elektrisch angeschlossen, und es wird eine endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout (d. h. Kraftstoffeinspritzmenge), während der der Injektor 4 geöffnet ist, und dessen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj (d. h. ein Ventilöffnungszeitpunkt und ein Ventilschließzeitpunkt) von einem vom ECU 2 abgegebenen Treibersignal gesteuert, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben wird.

Die Zündkerze 5 ist ebenfalls mit dem ECU 2 verbunden, und es wird zu einem Zündzeitpunkt θig eine hohe Spannung an die Zündkerze 5 angelegt, der durch ein von dem ECU 2 abgegebenes Treibersignal zur elektrischen Ladung angegeben wird, wobei in der Verbrennungskammer 3c ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird.

Eine Ansaugnocke 6a zum Öffnen und Schliessen eines Ansaugventils 6 jedes einzelnen Zylinders und eine Auslassnocke 7a zum Öffnen und Schliessen eines Auslassventils 7 des Zylinders, umfassen jeweils eine Langsamlaufnocke, und eine Schnelllaufnocke mit einem höheren Nockenvorsprung als die Langsamlaufnocke. Ferner ist der Motor 3 mit einer Ventilzeit-Umschaltung 8 (im nachstehenden als "der VTEC 8" bezeichnet) und einem Öldrucksteuerventil 8 versehen, um Zufuhr und Zuführende eines Öldrucks zum VTEC 8 zu steuern.

Der VTEC 8 schaltet die Ansaugnocke 6a (oder die Auslassnocke 7a) jedes Zylinders von der Langsamlaufnocke zur Schnelllaufnocke, um dabei die Ventilzeiteinstellung des Ansaugventils 6 (oder des Auslassventils 7) während des Betriebs zwischen einer Langsamlauf-Ventilzeiteinstellung (im nachfolgenden als "LO.VT" bezeichnet) und einer Schnelllauf-Ventilzeiteinstellung (im nachfolgenden als "HI.VT" bezeichnet) zu verändern. Der VTEC 8 schaltet die Ventilzeiteinstellung auf HI.VT, wenn dem VTEC 8 über das Öldruck-Steuerventil 8a vom ECU 2 gesteuert Öldruck zugeführt wird, und schaltet selbige auf LO.VT, wenn die Zufuhr des Öldrucks beendet wird.

Darüberhinaus wird die Ventilzeiteinstellung in einem in einem homogenen Verbrennungsmodus oder dem geschichteten Verbrennungsmodus vorkommenden mageren Verbrennungsmodus auf LO.VT gesetzt, was insgesamt nachstehend im Einzelnen beschrieben wird, wohingegen sie bei einem im homogenen Verbrennungsmodus vorkommenden stöchiometrischen oder fetten Verbrennungsmodus auf HI.VT gesetzt wird, was auch nachstehend im Einzelnen beschrieben wird. Wenn die Ventilzeiteinstellung auf HI.VT geschaltet wird, wird das Ansaugventil 6 (oder Auslassventil 7) zu einem früheren Zeitpunkt geöffnet und geschlossen, als wenn die Ventilzeiteinstellung bei LO.VT gehalten würde, und der Betrag des Ventilhubs wird ebenfalls erhöht.

Der Motor 3 hat eine Kurbelwelle 3e, an der ein Magnetrotor 21a befestigt ist, der, zusammen mit einem MRE-Aufnehmer 21b (Magnetwiderstandselement) einen Kurbelwinkellagensensor 21 bildet. Der Kurbelwinkellagensensor 21 (Motordrehzahl- Erfassungsmittel, Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel) gibt gemäss der Drehung der Kurbelwelle 3e ein CRK- und TDC-Signal an den ECU 2 ab, die beide Impulssignale sind.

Jeder einzelne Impuls des CRK-Signals (CRK-Signalimpuls) wird immer dann erzeugt, wenn die Kurbelwelle einen vorgegebenen Winkel (z. B. 30 Grad) durchläuft. Der ECU 2 bestimmt eine Rotationsgeschwindigkeit NE (ein Parameter, der für eine Betriebsbedingung des Motors steht, im nachhinein als "Motordrehzahl NE" bezeichnet) des Motors 3, die auf dem CRK-Signal beruht. Das TDC-Signal (TDC-Signalimpuls) steht für eine vorbestimmte Kurbelwinkellage jedes Zylinders in der Nähe einer oberen Totpunktlage (TDC = top dead center) zu Beginn eines Ansaughubs des Kolbens 3a im Zylinder, und jeder einzelne Impuls des TDC-Signals wird immer dann erzeugt, wenn die Kurbelwelle im Falle des Vierzylindermotors 3, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, 180 Grad durchläuft. Der Motor 3 ist darüberhinaus mit einem nicht gezeigten Zylinderselektionssensor versehen. Der Zylinderselektionssensor erzeugt ein Zylinderselektionssignal, welches ein Impulssignal ist, um jeweils den Zylinder von den anderen zu unterscheiden, der ein Signal an den ECU abgeben soll. Der ECU 2 bestimmt, in welchem Hub und in welcher Kurbelwinkellage in dem bestimmten Hub sich jeder Zylinder befindet, basierend auf dem Zylinderselektionssignal, dem CRK-Signal und dem TDC-Signal.

Ein Motorkühlmittel-Temperatursensor 22 (Motortemperatur-Erfassungsmittel, Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel) bestehend aus einem Thermistor, ist im Zylinderblock des Motors 3 eingebaut. Der Motorkühlmittel-Temperatursensor 22 erfasst eine Motorkühlmitteltemperatur TW (Motortemperatur, ein Parameter, der für eine Betriebsbedingung des Motors steht), die die Temperatur eines Motorkühlmittels ist, das innerhalb des Zylinderblocks des Motors 3 zirkuliert und ein elektrisches Signal an den ECU 2 abgibt, das für die erfasste Motorkühlmitteltemperatur steht.

An einer Stelle nach einem Drosselventil 9a, das in einem Zwischenabschnitt eines Ansaugrohres 9 des Motors 3 angeordnet ist, ist ein Ansaugrohr-Absolutdrucksensor (Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel) 23 so angeordnet dass er in das Ansaugrohr 9 eingesetzt ist. Der Ansaugrohr-Absolutdrucksensor 23, der z. B. aus einem Halbleiter- Drucksensor besteht, erfasst einen Absolutdruck PBA (ein Parameter, der für eine Betriebsbedingung des Motors steht) des Ansaugrohrs innerhalb des Ansaugrohrs 9 und gibt ein Signal an den ECU 2 ab, das für den erfassten Absolutdruck PBA steht. Ferner ist ein Ansaugluft-Temperatursensor 24 an einer Stelle nach dem Ansaugrohr-Absolutdrucksensor 23 in das Ansaugrohr 9 eingesetzt. Der Ansaugluft-Temperatursensor (Betriebsbedingungs- Erfassungsmittel) 24 bestehend aus einem Thermistor, erfasst eine Ansauglufttemperatur TA (ein Parameter, der für eine Betriebsbedingung des Motors steht) innerhalb des Ansaugrohrs 9 und gibt ein Signal an den ECU 2 ab, das für die erfasste Temperatur steht.

Ferner verfügt der Motor 3 über ein EGR-Rohr 11, das die Verbindung zwischen dem Ansaugrohr 9 und dem Auslassrohr 10 darstellt. Vom Motor 3 abgegebene Auslassgase werden zur Senkung einer Verbrennungstemperatur innerhalb der Verbrennungskammer 3c wieder in Richtung auf eine Ansaugseite des Motors 3 umgeleitet, wobei der EGR-Betrieb zur Reduzierung von Stickoxiden, die in den Auspuffgasen enthalten sind, durchgeführt wird. Das EGR-Rohr 11 ist mit einem seiner Enden an einer Stelle nach dem Drosselventil 9a an das Ansaugrohr 9 angeschlossen, und mit dem anderen an das Auslassrohr 10 an einer Stelle vor einer nicht dargestellten Katalysatorvorrichtung.

Das EGR-Rohr 11 verfügt über ein darin eingebautes EGR-Steuerventil 12. Das EGR- Steuerventil 12 besteht aus einem linearen Magnetventil. Der Betrag des Ventilhubs des EGR- Steuerventils 12 wird auf ein Treibersignal vom ECU 2 hin linear verändert, wodurch die Öffnung oder Schliessung des EGR-Rohrs 11 gesteuert wird. Das EGR-Steuerventil 12 ist mit einem Ventilhubsensor 25 versehen, der einen tatsächlichen Ventilhubbetrag LACT des EGR- Steuerventils 12 erfasst, um ein Signal an den ECU 2 abzugeben, das für den erfassten Ventilhubbetrag steht.

Der ECU 2 berechnet einen Sollwert für den Ventilhubbetrag LCMD des EGR- Steuerventils 12 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors 3, und steuert das EGR-Steuerventil 12 so, dass der effektive Ventilhubbetrag LACT gleich dem Sollwert für den Ventilhubbetrag LCMD wird, um dadurch einen EGR-Durchsatz zu steuern.

Ein LAF-Sensor 26 ist an einer Stelle nach der Katalysatorvorrichtung angeordnet. Der LAF-Sensor 26 besteht aus Zirkoniumdioxid-, Platinelektroden und dgl., und erfasst linear die Konzentration von Sauerstoff in Auspuffgasen in einem breiten Verhältnisspektrum von Luft und Kraftstoff vom fetten zum mageren Bereich, um ein Signal an den ECU 2 abzugeben, das proportional zu der erfassten Sauerstoffkonzentration ist.

Ferner umfasst der Motor 3 einen darin eingebauten Atmosphärendrucksensor (Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel) 27. Der Atmosphärendrucksensor 27, der z. B. aus einem Halbleiterdrucksensor besteht, erfasst einen Atmosphärendruck PA (ein Parameter, der für eine Betriebsbedingung des Motors 3 steht), und gibt ein Signal an den ECU 2 ab, das für den erfassten Atmosphärendruck PA steht. Der ECU 2 verfügt ferner über einen an ihn angeschlossenen Batteriesensor 28. Der Batteriesensor 28 erfasst eine Spannung VB einer nicht dargestellten Batterie, um die Injektoren 4 mit einer Steuerspannung zu versorgen, und gibt ein Signal an den ECU ab, das für die erfasste Spannung VB steht. Ein Gaspedalsensor 29 ist in einem Kraftfahrzeug montiert, in dem der Motor 3 eingebaut ist. Der Gaspedalsensor 29 (Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel) erfasst einen Betriebsbetrag oder Betätigungsbetrag AP eines nicht dargestellten Gaspedals (in nachfolgenden als "Gaspedalöffnung AP" bezeichnet) und gibt ein Signal an den ECU 2 ab, das für die erfasste Gaspedalöffnung steht.

Der ECU 2 besteht aus einem Mikrorechner mit einer zentralen Prozessoreinheit (CPU), einem Hauptspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM) und einer E/A- Schnittstelle (I/O), die alle nicht dargestellt sind. Die von den Sensoren 20 bis 29 an den ECU 2 gelieferten Signale werden jeweils zur E/A-Schnittstelle zur Analog-Digital-Umsetzung und Schwingungsformung weitergeleitet, und dann in die zentrale Prozessoreinheit eingelesen. Die zentrale Prozessoreinheit führt verschiedene arithmetische Operationen durch, die auf vom ROM und verschiedenen Merker- und Berechnungswerten ausgelesenen Steuerprogrammen beruhen, worauf im nachhinein als "ausgelesen vom und gespeichert im RAM" Bezug genommen wird.

Im Spezielleren führt der ECU 2 eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung mit einer Steuerung des Verhältnisses Luft-Kraftstoff durch, um dadurch die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj zu steuern, wie noch nachstehend im Einzelnen beschrieben wird. Der ECU 2 führt ferner zusätzlich zur Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung eine Steuerung des Zündzeitpunkts θig der Zündkerze 5 aus, um damit den Verbrennungsmodus auf den geschichteten Verbrennungsmodus für einen extremen Niedriglastbetrieb des Motors 3, wie beispielsweise Leerlauf, und auf den homogenen Verbrennungsmodus für andere Betriebsarten des Motors 3 als den extremen Niedriglastbetrieb, zu schalten.

Beim geschichteten Verbrennungsmodus wird Kraftstoff durch den Injektor 4 in die Verbrennungskammer 3c zu einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj eingespritzt, der wie später beschrieben wird, während eines Kompressionstakts bestimmt wird, so dass der grösste Teil des eingespritzten Kraftstoffs auf die Ausnehmung 3d auftrifft und dabei Kraftstoffstrahle bildet. Die Kraftstoffstrahle und ein vom Ansaugrohr 9 angesaugter Luftstrom bilden ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. In diesem Augenblick befindet sich der Kolben 3a im Kompressionstakt nahe der Totpunktzentrumslage, was bewirkt, dass das Luft- Kraftstoff-Gemisch, das bei weitem magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff Verhältnis (z. B. 27 zu 60), ungleichmässig in der Verbrennungskammer verteilt oder nahe der Zündkerze 5 konzentriert wird, wobei das Gemisch durch geschichtete Verbrennung verbrannt wird. Andererseits wird im homogenen Verbrennungsmodus Kraftstoff durch den Injektor 4 in die Verbrennungskammer 3c zu einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj eingespritzt, der wie später beschrieben wird, während eines Ansaugtaktes bestimmt wird, so dass ein reicheres Luft-Kraftstoff-Gemisch (mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von z. B. 12 bis 27), das aus den oben erwähnten Kraftstoffstrahlen und dem Luftstrom gebildet wird, im Gegensatz zum Gemisch im geschichteten Verbrennungsmodus, homogen in der Verbrennungskammer 3c verteilt wird, wobei das Gemisch durch homogene Verbrennung verbrannt wird.

Im folgenden wird der Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelungsvorgang, der den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorgang umfasst, der vom ECU 2 ausgeführt wird, im einzelnen mit Bezug auf die Fig. 2 bis 16 beschrieben. Fig. 2 zeigt ein Hauptprogramm zur Ausführung des Steuerungsprogramms, das synchron mit dem Eingang jedes einzelnen TDC-Signalimpulses durch ein Betriebsunterbrechungsprogramm ausgeführt wird. Wie nachstehend beschrieben wird, werden beim Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Rege lungsvorgang verschiedene Korrekturkoeffizienten berechnet (Schritt S2 bis S13), und danach wird die benötigte Kraftstoffeinspritzdauer TCYL, die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ϑinj unter Verwendung dieser Korrekturkoeffizienten (Schritt S14 bis S16) berechnet.

Zunächst wird bei Schritt S1 ein Timap-Berechnungsvorgang ausgeführt. Bei diesem Vorgang wird eine grundlegende Kraftstoffeinspritzdauer Timap durch Abfrage aus einem dreidimensionalen Speicherabbild (im nachfolgenden einfach als "Abbild" bezeichnet) entsprechend der Motordrehzahl NE und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S2 über, bei dem ein KTA- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird ein von der Ansaugluft abhängiger Korrekturkoeffizient KTA durch Abfrage aus einer nicht dargestellten Tabelle entsprechend der Ansauglufttemperatur TA berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S3 über, bei dem ein KPA- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird ein vom Atmosphärendruck abhängiger Korrekturkoeffizient KPA durch Abfrage aus einer nicht dargestellten Tabelle entsprechend dem Atmosphärendruck PA berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S4 über, bei dem ein KTW- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient KTW durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S5 über, bei dem ein KBS- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird zunächst ein erforderliches Drehmoment PME durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und der Gaspedalöffnung AP berechnet. Danach wird ein grundlegender Sollwert für den Luft-Kraftstoff-Koeffizienten KBS durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und dem erforderlichen Drehmoment PME berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S6 über, bei dem der bei Schritt S5 erhaltene grundlegende Sollwert für den Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KBS mit dem bei Schritt S4 erhaltenen von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTW multipliziert wird, um dadurch einen endgültigen Sollwert für den Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD zu berechnen. Anders ausgedrückt, wird der endgültige Sollwert für den Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD berechnet, indem der grundlegende Sollwert für den Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KBS in Übereinstimmung mit der Motorkühlmitteltemperatur TW und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA berichtigt wird. Der grundlegende Sollwert für den Luft-Kraftstoff- Verhältniskoeffizienten KBS und der endgültige Sollwert für den Luft-Kraftstoff- Verhältniskoeffizienten KCMD werden jeweils als ein gleichwertiges Verhältnis ausgedrückt, das proportional zum Reziprokwert des Luft-Kraftstoff Verhältnisses A/F ist.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S7 über, bei dem ein KETC- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird ein vom Ladewirkungsgrad abhängiger Korrekturkoeffizient KETC durch Abfrage aus einer nicht dargestellten Tabelle entsprechend einem bei Schritt S6 erhaltenen endgültigen Sollwert für den Luft-Kraftstoff- Verhältniskoeffizienten KCMD berechnet. Der vom Ladewirkungsgrad abhängige Korrekturkoeffizient KETC gleicht Änderungen im Ladewirkungsgrad aufgrund von Änderungen im Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F aus.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S8 über, bei dem ein KEGR- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird zunächst ein grundlegender EGR- abhängiger Korrekturkoeffizent KEGRm durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild entsprechend dem bei Schritt S5 erhaltenen erforderlichen Drehmoment PME und der Motordrehzahl NE berechnet. Dann wir ein vom Hubbetrag abhängiger Korrekturkoeffizient KEGl basierend auf dem Sollwert für den Hubbetrag LCMD des EGR-Steuerventils 12 und dem Istwert des vom Ventilhubsensor 25 erfassten Ventilhubbetrags LACT berechnet.

Ferner wird ein vom Ansaugrohr-Absolutdruck abhängiger Korrekturkoeffizient KEGRp basierend auf dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und einem Speicherwert PBAm des Ansaugrohr-Absolutdrucks berechnet. Dann wird der grundlegende EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEGRm mit dem vom Hubbetrag abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGI, und dem vom Ansaugrohr-Absolutdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGRp multipliziert, um den EGR-abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGR zu erhalten (KEGR = KEGRm.KEGl.KEGRp). Der wie oben erhaltene EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEGR gleicht Änderungen in der Menge der Ansaugluft aus, die durch Änderungen im EGR- Durchsatz verursacht werden.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S9 über, bei dem ein KSTR- Berechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem Vorgang wird ein Feedback-Korrekturkoeffizient KSTR durch ein nicht dargestelltes adaptives Steuerelement der Art der selbstdrehenden Stellorgane basierend auf dem Signal vom LAF-Sensor 26 berechnet. Der Feedback- Korrekturkoeffizient KSTR wird auf die grundlegende Kraftstoffeinspritzdauer Timap zum dynamischen Ausgleich einer Verzögerung durch verzögertes Ansprechen einer Kraftstoffeinspritzung angewandt, wenn sich ein Istwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angleicht, um dadurch die Konvergenz der Luft-Kraftstoff-Feedbacksteuerung zu verbessern.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S10 über, bei dem ein KPF- Berechnungsvorgang stattfindet. Wie in Fig. 3 bei einem Schritt S20 dargestellt ist, wird bei diesem Vorgang ein vom Kraftstoffdruck abhängiger Korrekturkoeffizient KPF durch Abfrage aus einer ΔPF - KPF-Tabelle, wovon ein Beispiel in Fig. 4 dargestellt ist, entsprechend einem Differenzdruck ΔPF (= PF - PCYL) berechnet, der eine Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck PF und einem Zylinderdruck (Druck im Inneren des Zylinders) PCYL ist, woraufhin das Programm beendet wird. In diesem Falle wird der Zylinderdruck PCYL durch Abfrage aus einer nicht dargestellten Tabelle entsprechend der Kurbelwinkellage eines entsprechenden Zylinders geschätzt. Es ist festzuhalten, dass dieses Verfahren zur Berechnung des Zylinderdrucks PCYL nicht hierauf beschränkt ist, sondern ein Zylinderdrucksensor zur Erfassung des Zylinderdrucks PCYL im Motor 3 eingebaut sein kann.

In der ΔPF - KPF-Tabelle ist der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPF auf einen Wert 30 eines Bereichs gesetzt, in dem der Differenzdruck ΔPF kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ΔPFL (z. B. 0,03 Mpa) ist, und auf einen Wert 1,0 eines Bereichs, in dem der Differenzdruck ΔPF grösser oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ΔPFREF (z. B. 10 Mpa) ist, der höher als der erste vorbestimmte Wert ΔPFL ist. Wenn darüberhinaus der Differenzdruck ΔPF in einem Bereich zwischen ΔPFL und ΔPFREF ist (ΔPFL < ΔPF < ΔPFREF), wird der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPF so gesetzt, dass er abnimmt, je höher der Differenzdruck ΔPF wird. Der Grund, warum der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPF so auf den Bereich zwischen ΔPFL und ΔPFREF eingestellt wird (ΔPFL < ΔPF < ΔPFREF), ist, dass wenn der Injektor 4 während der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout, die im Einzelnen später beschrieben wird, geöffnet ist, die Änderungen, die bei der Menge der tatsächlichen Einspritzung von Kraftstoff aufgrund von Schwankungen im Differenzdruck ΔPF auftreten, ausgeglichen werden müssen, selbst wenn die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout auf einen identischen Wert eingestellt wird (z. B. selbst wenn die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout auf einen identischen Wert gesetzt wird, die Menge an tatsächlich eingespritztem Kraftstoff mit dem Anstieg des Differenzdrucks ΔPF zunimmt).

Ein Grund dafür, warum der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPF darüberhinaus wie oben in dem Bereich von ΔPFL ≦ ΔPFREF eingestellt wird ist, dass, wenn der Differenzdruck ΔPF kleiner oder gleich dem Wert ΔPFL in der geschichteten Verbrennung ist, die Menge des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs sich so lange nicht ändert, so lange die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout nicht geändert wird. Andererseits ist der Grund dafür, warum der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPF wie oben im Bereich von ΔPFL ≧ ΔPFREF eingestellt wird, derjenige, dass, wenn der Differenzdruck ΔPF im homogenen Verbrennungsmodus grösser oder gleich dem Wert ΔPFREF ist, die Menge an Kraftstoff, die dem Sollwert des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses entspricht, zuverlässig eingespritzt wird, wenn der Injektor 4 während der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout geöffnet ist. Es ist festzuhalten, dass bei dem Direkteinspritzmotor 3 der Kraftstoffdruck PF viel höher ist als der Zylinderdruck PCYL (z. B. ist der Kraftstoffdruck PF einhundert mal höher als der Zylinderdruck PCYL), so dass der Kraftstoffdruck PF anstelle des Differenzdrucks ΔPF als Parameter bei der Berechnung des vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPF eingesetzt werden können.

Nachdem der KPF-Berechnungsvorgang wie oben ausgeführt wurde, fährt das Programm mit einem Schritt S11 von Fig. 2 fort, bei dem ein TiVB-Berechnungsvorgang stattfndet. Bei diesem Vorgang wird eine unwirksame zeitabhängige Korrekturdauer TiVB durch Abfrage aus einer nicht dargestellten Tabelle entsprechend dem Spannungswert VB der Batterie berechnet. Die unwirksame zeitabhängige Korrekturdauer TiVB gleicht eine Verzögerung (unwirksame Zeit) aus, bis der Injektor 4 für die Kraftstoffeinspritzung tatsächlich geöffnet ist.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S12 über, bei dem ein Kraftstoffverhalten- Parameterberechnungsvorgang stattfindet. Bei diesem, nachstehend im Einzelnen beschriebenen Vorgang, wird ein gerades Verhältnis Ae (Parameter, der für das Kraftstoffverhalten steht) und ein Abnahmeverhältnis Be (Parameter, der für das Kraftstoffverhalten steht) berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S13 über, bei dem der von der Ansaugluft abhängige Korrekturkoeffizient KTA, der vom Atmosphärendruck abhängige Korrekturkoeffizient KPA, der vom Ladewirkungsgrad abhängige Korrekturkoeffizient KETC und der EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEGR miteinander multipliziert werden, um den Gesamtkorrekturkoeffizienten Ktotal zu berechnen.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S14 über, bei dem die grundlegende Kraftstoffeinspritzdauer Timap mit dem Gesamtkorrekturkoeffizienten Ktotal, dem endgültigen Sollwert des Kraftstoff-Luft-Verhältniskoeffizienten KCMD und dem Feedback- Korrekturkoeffizienten KSTR multipliziert wird, um eine Kraftstoffbedarf-Einspritzdauer Tcyl(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander zu berechnen. Die Kraftstoffbedarf- Einspritzdauer Tcyl(i) entspricht der für jeden Zylinder notwendigen Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung des Motors 3. Das Symbol (i) in der Kraftstoffbedarf-Einspritzdauer Tcyl(i) steht für eine Zylinderzahl.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S15 über, bei dem eine endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) berechnet wird, die eine Ventilöffnungsdauer des Injektors 4 jedes Zylinders darstellt, d. h. die Menge an Kraftstoff, die tatsächlich in jeden Zylinder eingespritzt wird, wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet:

Tout(i) = ((Tcyl(i) - Be.TWP(i))/Ae).KPF + TiVB (1)

bei der TWP(i) den Wert darstellt, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff (pro Dauer) entspricht gleich der Menge an in jedem Zylinder abgelagerten Kraftstoff, und die wie nachstehend beschrieben erhalten wird.

Wie aus den Schritten S14 und S15 ersichtlich ist, wird die erforderliche Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl(i) berechnet, die eine erforderliche Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors 3 bestimmt, ohne den vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPF zu verwenden. Die erforderliche Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl(i) ist von Natur aus für den Kraftstoffdruck PF irrelevant, so dass die erforderliche Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl(i), ohne den vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPF zu verwenden, genau berechnet werden kann. Andererseits wird bei der Berechnung der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i), die die tatsächlich in jeden Zylinder einzuspritzende Menge an Kraftstoff bestimmt, die grundlegende Kraftstoffeinspritzdauer Timap mit dem vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPF multipliziert. Das macht es möglich, die Menge an Kraftstoff, die tatsächlich von jedem Injektor 4 einzuspritzen ist, entsprechend dem Differenzdruck ΔPF zwischen dem Kraftstoffdruck PF und dem Zylinderdruck PCYL genau zu berichtigen. Im Ergebnis kann eine präzise Kontrolle der tatsächlich in jeden Zylinder eingespritzten Menge an Kraftstoff durchgeführt werden. So ist es also möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge genau entsprechend dem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu bestimmen, und damit die Konvergenz der Feedback-Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses A/F zu steigern.

Als nächstes wird der TWP-Berechnungsvorgang zur Berechnung des in der Gleichung (1) verwendeten Wertes TWP(i), der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, mit Bezug auf Fig. 16 beschrieben. Dieser Vorgang wird synchron mit dem Eingang des CRK-Signals für jeden einzelnen Zylinder nacheinander durchgeführt. Bei diesem Vorgang wird bei einem Schritt S100 der Istwert TWP(i) des Wertes TWP(i), der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (2) berechnet:

TWP(i)n = ((Tout(i) - TiVB)/KPF).(1 - Ae) + (1 - B).TWP(i)n-1 (2)

bei der TWP(i)n-1 den unmittelbar vorhergehenden Wert TWP(i) darstellt, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht. Dann wird der Wert TWP(i)n im RAM gespeichert und danach der TWP-Berechnungsvorgang beendet.

Noch einmal Bezug auf Fig. 2 nehmend, geht das Programm nach der Durchführung von Schritt S15 zu einem Schritt S16 über, bei dem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj durch einen Vorgang zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts berechnet wird, woraufhin das vorliegende Programm beendet wird. Der Vorgang zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts wird später noch im Einzelnen beschrieben.

Als nächstes wird der bei Schritt S12 ausgeführte Berechnungsvorgang für den Kraftstoffverhaltensparameter im Einzelnen mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Bei diesem Vorgang werden das gerade Verhältnis Ae und das Abnahmeverhältnis Be wie unten beschrieben berechnet. Das gerade Verhältnis Ae stellt ein Verhältnis von der Menge des Teils an eingespritztem Kraftstoff dar, der vom Injektor 4 im vorliegenden Verbrennungszyklus eingespritzt wird, wobei der Teil des eingespritzten Kraftstoffs tatsächlich im vorliegenden Verbrennungszyklus verbrannt wird, zu der Gesamtmenge des eingespritzten Kraftstoffs. Andererseits stellt das Abnahmeverhältnis Be das Verhältnis von der Menge des Teils abgelagerten Kraftstoffs dar, der am Ende des unmittelbar vorausgehenden Verbrennungszyklus an den Innenwandungen (Zylinderflächen, Kolbenflächen, etc.) der Verbrennungskammer abgelagert zurückgeblieben ist, wobei der Teil des abgelagerten Kraftstoffs im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zu der Gesamtmenge des abgelagerten Kraftstoffs.

Noch spezifischer wird zunächst bei einem Schritt S30 bestimmt, ob ein Merker F_VTEC "1" annimmt oder nicht. Der Merker F_VTEC wird auf" 1" gesetzt, wenn die Ventilzeitsteuerung vom VTEC 8 auf HI.VT gehalten wird, wohingegen der Merker F_VTEC auf "0" gesetzt wird, wenn die Ventilzeitsteuerung auf LO.VT gehalten wird.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S30 positiv (JA), d. h., wenn die Ventilzeitsteuerung auf HI.VT gehalten wird, dann geht das Programm zu Schritt S31 über, bei dem ein gerades Grundverhältnis A für HI.VT durch Abfrage aus einem Abbild, wovon ein Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, entsprechend der Motordrehzahl NE und dem Absolutdruck PBA des Ansaugluftrohres bestimmt wird. Im Abbild wird das gerade Grundverhältnis A auf einen höheren Wert gesetzt als die Motordrehzahl NE, oder der Absolutdruck PBA des Ansaugluftrohrs ist höher.

Dann geht das Programm auf einen Schritt S32 über, bei dem, ähnlich der Berechnung des geraden Grundverhältnisses A bei Schritt S31, ein grundlegendes Abnahmeverhältnis B für HI.VT durch Abfrage aus einem ähnlichen Abbild wie dem in Fig. 6 gezeigten, entsprechend der Motordrehzahl NIE und dem Absolutdruck PBA des Ansaugrohres bestimmt wird. Im Abbild ist das Abnahmeverhältnis B so gesetzt, dass es sich mit einer Tendenz ändert, die der des geraden Grundverhältnisses A gleicht, aber auf jeden einzelnen Wert gesetzt wird, der sich von einem entsprechenden Wert des geraden Grundverhältnisses A unterscheidet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S33 über, bei dem ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient KTWPA zur Verwendung bei der Berichtigung des geraden Grundverhältnisses A für HI.VT durch Abfrage aus einem Abbild, wovon ein Beispiel in Fig. 7 gezeigt ist, entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW und dem Absolutdruck PBA des Ansaugrohres bestimmt wird. Im Abbild ist der von der Kühlmitteltemperatur abhängige Korrekturkoeffizient KTWPA auf einen höheren Wert gesetzt als die Motorkühlmitteltemperatur TW, oder der Absolutdruck PBA des Ansaugrohres ist höher.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S34 über, bei dem, ähnlich dem von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTWPA, ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient KTWPB zur Verwendung bei der Berichtigung des Abnahmeverhältnisses B für HI.VT durch Abfrage aus einem Abbild, ähnlich dem, das in Fig. 7 gezeigt ist, enstprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW und dem Absolutdruck PBA des Ansaugrohrs bestimmt wird. Im Abbild ist der von der Kühlmitteltemperatur abhängige Korrekturkoeffizient KTWPB so gesetzt, dass er sich mit einer ähnlichen Tendenz wie derjenigen des von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTWPA verändert, aber auf jeden einzelnen Wert gesetzt wird, der sich von einem entsprechenden Wert des Korrekturkoeffizienten KTWPA unterscheidet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S35 über, bei dem ein vom Einspritzzeitpunkt abhängiger Korrekturkoeffizient KJWPA zur Verwendung bei der Berichtigung des geraden Grundverhältnisses A für HI.VT durch Abfrage aus einer Tabelle, wovon ein Beispiel in Fig. 8 gezeigt ist, entsprechend dem bei Schritt S16 erhaltenen, unmittelbar vorausgehenden Wert des Einspritzzeitpunkts ϑinj bestimmt wird. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist der vom Einspritzzeitpunkt abhängige Korrekturkoeffizient KJWPA in der Tabelle auf einen konstanten Wert gesetzt, ungeachtet des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes θinj.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S36 über, bei dem, ähnlich der Berechnung des vom Einspritzzeitpunkt abhängigen Korrekturkoeffizienten KJWPA, ein vom Einspritzzeitpunkt abhängiger Korrekturkoeffizient KJWPB zur Verwendung bei der Berichtigung des Abnahmeverhältnisses B für HI.VT durch Abfrage aus der Tabelle von Fig. 8 enstprechend dem bei Schritt S16 erhaltenen, unmittelbar vorhergehenden Wert des Einspritzzeitpunkts θinj bestimmt wird. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist in dieser Tabelle, der vom Einspritzzeitpunkt abhängige Korrekturkoeffizient KJWPB, wenn sich der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj in Bezug auf einen vorbestimmten Kurbelwinkel θinj1 auf einer fortgeschrittenen Winkelseite zwischen einer Position BDC in der zweiten Hälfte jedes Ansaughubs und einer Position TDC bei jedem Kompressionshub befindet, auf einen konstanten Wert gesetzt, ähnlich dem des vom Einspritzzeitpunkt abhängigen Korrekturkoeffizienten KJWPA, wohingegen der vom Einspritzzeitpunkt abhängige Korrekturkoeffizient KJWPB auf einen kleineren Wert gesetzt wird, da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj in Bezug auf den vorbestimmten Kurbelwinkel θinj1 stärker verzögert ist, d. h. da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj bei jedem Kompressionshub näher an der Position TDC ist. Der Grund dafür, warum der vom Einspritzzeitpunkt abhängige Korrekturkoeffizient KJWPB so gesetzt wird, ist der, dass während des Kompressionshubs eines Kolbens, da der Kolben näher an der Position TDC ist, der Zylinderdruck PCYL zunimmt, und es von daher schwierig ist, Kraftstoff zu zerstäuben, der sich an den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c abgelagert hat.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S37 über, bei dem ein vom Kraftstoffdruck abhängiger Korrekturkoeffizient KPFWPA zur Verwendung bei der Berichtigung des geraden Grundverhältnisses A für HI.VT durch Abfrage aus einer Tabelle, wovon ein Beispiel in Fig. 9 gezeigt ist, entsprechend dem Kraftstoffdruck PF bestimmt wird. Wie in der Figur gezeigt ist, wird der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPFWPA in dieser Tabelle, wenn der Kraftstoffdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert PF1 ist, auf einen höheren Wert gesetzt, da der Kraftstoffdruck PF höher ist. Der Grund dafür, warum der Korrekturkoeffizient KPFWA so gesetzt wird, ist der, dass aufgrund des niedrigeren Kraftstoffdrucks PF, Kraftstoff weniger schnell zerstäubt wird und von daher mehr dazu neigt, sich an den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c abzulagern, wohingegen Kraftstoff schneller zerstäubt wird und von daher weniger dazu neigt, sich an den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c abzusetzen, wenn der Kraftstoffdruck PF höher ist. Wenn andererseits der Kraftstoffdruck PF grösser oder gleich dem vorbestimmten Wert PF1 ist, wird der Korrekturkoeffizient auf 1,0 gesetzt. Denn die Menge der Kraftstoffablagerung an den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c ist im wesentlichen konstant, wenn der Kraftstoffdruck grösser oder gleich dem vorbestimmten Wert PF1 ist.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S38 über, bei dem, ähnlich der Berechnung des Korrekturkoeffizienten KPFWPA, ein vom Kraftstoffdruck abhängiger Korrekturkoeffizient KPFWPB zur Verwendung bei der Berichtigung des grundlegenden Abnahmeverhältnisses B für HI.VT durch Abfrage aus der Tabelle von Fig. 9 entsprechend dem Kraftstoffdruck PF bestimmt wird. Wie in der Figur gezeigt ist, wird der vom Kraftstoffdruck abhängige Korrekturkoeffizient KPFWPB in dieser Tabelle auf einen hohen Wert gesetzt, wenn der Kraftstoffdruck unter einem vorbestimmten Wert PF2 liegt, um den der Kraftstoffdruck darüber liegt. Der Grund dafür, warum der Korrekturkoeffizient KPFWPB so gesetzt wird, ist der, dass aufgrund des höheren Kraftstoffdrucks PF, der auf den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c abgelagerte Kraftstoff schneller davon entfernt und zerstäubt wird. Wenn der Kraftstoffdruck andererseits grösser oder gleich dem vorbestimmten Wert PF2 ist, wird der Korrekturkoeffizient KPFWPB auf 1,0 gesetzt. Denn wenn der Kraftstoffdruck PF grösser oder gleich dem vorbestimmten Wert PF2 ist, bleibt das Verhältnis von der Menge des Teils des auf den Innenwandungen der Verbrennungskammer 3c abgelagerten Kraftstoffs, also der Teil, der im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zur Gesamtmenge des abgelagerten Kraftstoffs unverändert.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S39 über, bei dem das gerade Verhältnis Ae berechnet wird, indem das wie oben erhaltene, gerade Grundverhältnis A mit dem von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTWPA, dem vom Einspritzzeitpunkt abhängigen Korrekturkoeffizienten KJWPA und dem vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPFWPA multipliziert wird.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S40 über, bei dem, ähnlich dem geraden Verhältnis Ae, das Abnahmeverhältnis Be berechnet wird, indem das grundlegende Abnahmeverhältnis B mit dem von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTWPB, dem vom Einspritzzeitpunkt abhängigen Korrekturkoeffizienten KJWPB und dem vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPFWPB multipliziert wird.

Ist andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S30 negativ (NEIN), d. h., wenn die Ventilzeitsteuerung auf LO.VT gehalten wird, wird ein gerades Verhältnis Ae und ein Abnahmeverhältnis Be für LO.VT ähnlich den Schritten S31 bis S40 bei den nachfolgenden Schritten S41 bis 50 berechnet und das Programm daraufhin beendet. Dabei werden die Abbildungen und Tabellen, die bei den Schritten S41 bis 48 verwendet wurden, so gesetzt, dass sie jeweils eine ähnliche Tendenz zu einer entsprechenden Abbildung oder Tabelle haben, die für die Berechnung des geraden Verhältnisses Ae und des Abnahmeverhältnisses Be für HI.VT verwendet wurde, aber die entsprechenden Werte unterschiedlich sind.

Wie oben beschrieben wurde, erhält man das gerade Verhältnis Ae und das Abnahmeverhältnis Be durch Berichtigung des grundlegenden geraden Verhältnisses A bzw. des grundlegenden Abnahmeverhältnisses B, mit den vom Kraftstoffdruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPFWPA, KPFWPB, die ausgehend vom Kraftstoffdruck PF bestimmt werden. Danach wird der Wert TWP berechnet, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, unter Verwendung des berichtigten geraden Verhältnisses Ae und Abnahmeverhältnisses Be. Da der Kraftstoffdruck PF und der Wert TWP, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, wie oben mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben wurde, in engem Zusammenhang miteinander stehen, kann der Wert TWP, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, für jeden einzelnen Zylinder nacheinander genau berechnet werden, so dass der Wert TWP, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, den Kraftstoffdruck PF reflektiert, indem er die obenstehende Berechnungsweise für das gerade Verhältnis Ae und das Abnahmeverhältnis Be verwendet und diese Verhältnisse einsetzt. Nachdem das grundlegende gerade Verhältnis A und das grundlegende Abnahmeverhältnis darüberhinaus entsprechend der Ventilzeitsteuerung (LO.VT oder HI.VT) separat berechnet werden, kann der Wert TWP, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, in Abhängigkeit von durch das Schalten der Ventilsteuerung verursachten Änderungen in der Menge an Ansaugluft und dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj genauer berechnet werden. So kann die endgültige Kraftstoffeinspritzdauer Tout, d. h. die Kraftstoffeinspritzmenge, genau bestimmt werden, wodurch die Konvergenz der Feedback- Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses AlF verbessert werden kann.

Als nächstes wird der bei Schritt S16 ausgeführte Einspritzzeitpunktsbestimmungs vorgang mit Bezug auf die Fig. 10 bis 15 beschrieben. Fig. 10 zeigt eine Hauptroutine des Einspritzzeitpunktsbestimmungsvorgangs. Wie in der Figur gezeigt, wird bei dem Vorgang zunächst bei einem Schritt S60 bestimmt, ob ein Verbrennungsmodusüberwacher S_EMOD den Wert "0" annimmt oder nicht.

Der Verbrennungsmodusüberwacher S_EMOD zeigt an, in welchem Verbrennungsmodus, dem geschichteten, mageren, stöchiometrischen, oder dem im homogenen Verbrennungsmodus enthaltenen fetten Verbrennungsmodus sich der Motor 3 gerade befindet. Der Wert des Verbrennungsmodusüberwachers S_EMOD wird durch Abfrage aus einem in Fig. 11 dargestellten Abbild entsprechend dem bei Schritt S5 erhaltenen erforderlichen Drehmoment PME und der Motordrehzahl NE gesetzt. Insbesondere wird der Wert im Abbild für einen geschichteten Verbrennungsbereich auf "2" gesetzt, für einen mageren Verbrennungsbereich auf "1" und für einen stöchiometrischen Verbrennungsbereich auf "0". Der im Abbild eingestellte stöchiometrische Verbrennungsbereich umfasst nicht nur einen Bereich, in dem grundsätzlich ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff- Verhältnis verbrannt wird, das gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, sondern auch einen Bereich, in dem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff- Verhältnis verbrannt wird, das reicher ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Deshalb umfasst die "stöchiometrische Verbrennung" im folgenden die reiche Verbrennung.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S60 positiv (JA), d. h. wenn S_EMOD = 0 anhält, was bedeutet, dass der Motor 3 im stöchiometrischen Verbrennungsmodus läuft, geht das Programm zu einem Schritt S61 über, bei dem ein Einspritzendzeitpunkt- Berechnungsvorgang für den stöchiometrischen Verbrennungsmodus durchgeführt wird. Bei diesem Vorgang, der im folgenden genau beschrieben wird, wird ein Einspritzendzeitpunkt IJLOGH des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj für stöchiometrische Verbrennung berechnet.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S62 über, bei dem ein Einspritzanfangszeitpunkts-Berechnungsvorgang für homogene Verbrennung durchgeführt wird, woraufhin das Programm beendet wird. Bei diesem Vorgang wird ein Einspritzanfangszeitpunkt des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj aus dem bei Schritt S61 erhaltenen Einspritzendzeitpunkts IJLOGH unter Verwendung der bei Schritt S15 erhaltenen endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout zurückberechnet. Sowohl der Einspritzanfangs zeitpunkt als auch der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH werden als entsprechende Kurbelwinkellagen relativ zu der TDC-Position bei jedem Ansaugtakt berechnet.

Ist allerdings S_EMOD ≠ 0 bei Schritt S60, geht das Programm zu einem Schritt S63 über, bei dem bestimmt wird, ob der Verbrennungsmodusüberwacher S_EMOD den Wert "1" annimmt oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage positiv (JA), d. h. wenn S_EMOD = 1 anhält, was bedeutet, dass der Motor im mageren Verbrennungsmodus läuft, geht das Programm zu einem Schritt S64 über, bei dem ein im folgenden genau beschriebener Einspritzendzeitpunkt-Berechnungsvorgang für magere Verbrennung durchgeführt wird, um um den Einspritzendzeitpunkt IJLOGH des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj für magere Verbrennung zu berechnen.

Dann geht das Programm zum Schritt S62 über, bei dem der Einspritzanfangszeitpunkt des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj basierend auf dem bei Schritt S64 erhaltenen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH und der endgültigen Kraflstoffeinspritzdauer Tout berechnet wird, woraufhin das Programm beendet wird. Ähnlich den Schritten S62 und S61, werden bei den Schritten S64 und S62 sowohl der Einspritzanfangszeitpunkt als auch der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH als entsprechende Kurbelwinkellagen relativ zu der TDC- Position bei jedem Ansaugtakt berechnet.

Ist allerdings die Antwort auf die Frage von Schritt S63 negativ (NEIN), d. h. wenn S_EMOD = 2 anhält, was bedeutet, dass der Motor 3 im geschichteten Verbrennungsmodus läuft, geht das Programm zu einem Schritt S65 über, bei dem ein Einspritzendzeitpunkt- Berechnungsvorgang für geschichtete Verbrennung durchgeführt wird, um, ähnlich den Schritten S61 und S64 einen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH der Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj für geschichtete Verbrennung zu berechnen.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S66 über, bei dem, ähnlich Schritt S62, der Einspritzanfangszeitpunkt für geschichtete Verbrennung basierend auf dem bei Schritt S65 erhaltenen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH und der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout berechnet und das Programm dann beendet wird. Im Unterschied zu den Schritten S61, S62 und S64 werden sowohl der Einspritzanfangszeitpunkt als auch der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH als entsprechende Kurbelwinkellagen relativ zu der TDC-Position bei jedem Kompressionstakt berechnet.

Als nächstes wird der Einspritzendzeitpunkt-Berechnungsvorgang für stöchiometrische Verbrennung, der bei Schritt S61 ausgeführt wird, mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben. Bei diesem Vorgang wird wie unten beschrieben, der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj für jeden einzelnen Zylinder als eine Kurbelwinkellage nach TDC (ATDC) eines Ansaugtaktes berechnet.

Bei diesem Vorgang wird zunächst bei einem Schritt S70 ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient IJTW bestimmt. Der von der Kühlmitteltemperatur abhängige Korrekturkoeffizient IJTW wird insbesondere durch Abfrage aus einer TW-IJTW-Tabelle, wovon ein Beispiel in Fig. 13 gezeigt ist, entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW bestimmt. Wie in der Figur gezeigt ist, wird der von der Kühlmitteltemperatur abhängige Korrekturkoeffizient IJTW in der TW-IJTW-Tabelle um einen Wert nach unten gesetzt, um den die Motorkühlmitteltemperatur TW darüber liegt. Der Korrekturkoeffizient wird derart gesetzt, um durch Vorverlegen des Einspritzendzeitpunkts IJLOGH des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj ein angemessenes Drehmoment zu erzeugen, denn in eine Brennkammer 3c eingespritzter Kraftstoff lässt sich leichter zünden je höher die Motorkühlmitteltemperatur TW ist, und von daher wird die homogene Verbrennung effizienter durchgeführt.

Dann wird bei einem Schritt S71 in Fig. 12 bestimmt, ob der Merker F_VTEC den Wert "1" annimmt oder nicht. Ist die Antwort auf die Frage positiv (JA), d. h. wenn die Ventilzeitsteuerung auf HI.VT gehalten wird, geht das Programm zu einem Schritt S72 über, bei dem bestimmt wird, ob ein EGR-zulassender Merker F_EGR den Wert "1" annimmt oder nicht. Der Merker F_EGR wird auf "1" gesetzt, wenn das EGR-Rohr 11 vom EGR- Steuerventil 12 zur Ausübung des EGR-Betriebs geöffnet ist, wohingegen der Merker F_EGR auf "0" gesetzt wird, um die Ausübung des EGR-Betriebs zu verhindern, wenn das EGR-Rohr 11 geschlossen ist.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S72 positiv (JA), d. h. wenn der EGR-Betrieb ausgeübt wird, geht das Programm zu einem Schritt S73 über, bei dem ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für HI.VT-EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild bestimmt wird, entsprechend der Motordrehzahl NE und der bei Schritt S15 für jeden einzelnen Zylinder nacheinander erhaltenen endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i).

Dann geht das Programm zu einem Schritt S75 über, und der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH wird auf einen Wert gesetzt, der durch Addition des bei Schritt S79 berechneten vom Kühlmittel abhängigen Korrekturkoeffizienten IJTW mit dem grundlegenden Einspritzend zeitpunkt INJMAPF für jeden Zylinder erhalten und das Programm dann beendet wird. So erhält man den Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für HI.VT-EGR-Betrieb für jeden Zylinder.

Ist allerdings die Antwort auf die Frage von Schritt S72 negativ (NEIN), d. h. wenn kein EGR-Betrieb stattfindet, geht das Programm zu einem Schritt S74 über, bei dem ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für Nicht-HI.VT-EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht dargestellten Abbild ähnlich Schritt S73 bestimmt wird, entsprechend der Motordrehzahl NE und der endgültigen Kraflstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander. Darm wird bei Schritt S75 ein Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für Nicht-HI.VT-EGR-Betrieb für jeden Zylinder erhalten und das Programm daraufhin beendet.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S71 negativ (NEIN), d. h. wenn die Ventilzeitsteuerung auf LO.VT gehalten wird, geht das Programm zu einem Schritt S76 über, bei dem bestimmt wird, ob der EGR-zulassende Merker F_EGR den Wert "1" annimmt oder nicht.

Ist die Antwort auf diese Frage positiv (JA), d. h. der EGR-Betrieb findet statt, geht das Programm zu einem Schritt S77 über, bei dem, ähnlich wie bei Schritt S73, ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für LO.VT-EGR-Betrieb aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander abgefragt wird. Dann erhält man bei Schritt S75 für jeden Zylinder einen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für LO.VT-EGR-Betrieb, woraufhin das Programm beendet wird.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S76 allerdings negativ (NEIN), d. h. der EGR-Betrieb findet nicht statt, geht das Programm zu einem Schritt S73 über, bei dem, ähnlich wie bei Schritt S73, ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für LO.VT- Nicht-EGR-Betrieb aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander abgefragt wird. Dann wird beim nächsten Schritt S75 ein Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für LO.VT-Nicht-EGR-Betrieb für jeden Zylinder berechnet und das vorliegende Programm daraufhin beendet.

Als nächstes wird der Einspritzendzeitpunkts-Berechnungsvorgang, der bei Schritt S64 ausgeführt wird, für magere Verbrennung mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben. Bei diesem Vorgang wird ähnlich dem Einspritzendzeitpunkt für stöchiometrische Verbrennung, der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH als eine Kurbelwinkellage nach TDC während eines Ansaugtakts jedes Kolbens berechnet.

Bei diesem Vorgang wird zunächst bei einem Schritt S80, ähnlich wie bei Schritt S70, ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient IJTW durch Abfrage aus der TW-IJTW-Tabelle von Fig. 12 entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW bestimmt.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S81 über, bei dem bestimmt wird, ob der EGR-zulassende Merker F_EGR den Wert "1" annimmt oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage positiv (JA), d. h. der EGR-Betrieb findet statt, geht das Programm zu einem Schritt S82 über, bei dem ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander bestimmt wird.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S83 über und der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH wird auf einen Wert gesetzt, den man durch Addition des bei Schritt S80 berechneten, von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten IJTW und des grundlegenden Einspritzendzeitpunkts INJMAPF für jeden Zylinder erhält und das Programm daraufhin beendet wird. So erhält man für jeden Zylinder den Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für EGR-Betrieb.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S81 allerdings negativ (NEIN), d. h. es findet kein EGR-Betrieb statt, geht das Programm zu einem Schritt S84 über, bei dem, ähnlich wie bei Schritt S82, ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für Nicht-EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander bestimmt wird. Dann erhält man bei Schritt S83 für jeden Zylinder einen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für NICHT-EGR-Betrieb und das Programm wird daraufhin beendet.

Als nächstes wird der Einspritzendzeitpunkts-Berechnungsvorgang, der bei Schritt S65 ausgeführt wird, für geschichtete Verbrennung mit Bezug auf Fig. 15 beschrieben. Bei diesem Vorgang wird im Unterschied zur Bestimmung des Einspritzendzeitpunkt für stöchiometrische oder magere Verbrennung, der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH als eine Kurbelwinkellage nach TDC eines Kompressionstakts jedes Kolbens berechnet.

Bei diesem Vorgang wird zunächst bei einem Schritt S90 bestimmt, ob der EGR- zulassende Merker F_EGR den Wert "1" annimmt oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage positiv (JA), d. h. der EGR-Betrieb findet statt, geht das Programm zu einem Schritt S91 über, bei dem ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander bestimmt wird.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S92 über, bei dem der Einspritzendzeit punkt IJLOGH für jeden Zylinder auf den grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF gesetzt und das Programm daraufhin beendet wird.

Ist die Antwort auf die Frage von Schritt S90 allerdings negativ (NEIN), d. h. es findet kein EGR-Betrieb statt, geht das Programm zu einem Schritt S93 über, bei dem, ähnlich wie bei Schritt S91, ein grundlegender Einspritzendzeitpunkt INJMAPF für Nicht-EGR-Betrieb durch Abfrage aus einem nicht gezeigten Abbild entsprechend der Motordrehzahl NE und endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout(i) für jeden einzelnen Zylinder nacheinander bestimmt wird. Dann erhält man bei Schritt S92 einen Einspritzendzeitpunkt IJLOGH für jeden Zylinder und das Programm wird daraufhin beendet.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wird entsprechend der Kraftstoffeinspritz- Steuerung/-Regelung 1 der vorliegenden Ausführungsform die erforderliche Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl durch Multiplikation der grundlegenden Kraftstoffeinspritzdauer Timap mit dem Gesamtkorrekturkoeffizienten Ktotal, dem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KCMD und dem Feedback- Korrekturkoeffizienten KSTR berechnet, und der Sollwert der Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl ferner unter Verwendung des Wertes TWP, der der Menge an abgelagertem Kraftstoff entspricht, dem geraden Verhältnis Ae und dem Abnahmeverhältnis Be berichtigt, um die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Tout zu berechnen. Dann wird auf der Grundlage der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge Tout und der Motordrehzahl NE der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj bestimmt. Da, wie oben beschrieben wurde, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj auf der Grundlage der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout, berichtigt um das gerade Verhältnis Ae und das Abnahmeverhältnis Be, genau bestimmt wird, das mit der Ablagerung von Kraftstoff an den Innenwandungen der Verbrennungskammer zusammenhängt, kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj im Gegensatz zum Stand der Technik so genau berechnet werden, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt Ainj das Kraftstoffverhalten bezogen auf die Ablagerung von Kraftstoff reflektiert. Dies kann das Fahrverhalten und Benzineinsparung verbessern.

Darüberhinaus wurde insbesondere im Falle eines Verbrennungsmotors des Typs der Direkteinspritzung wie in der vorliegenden Ausführungsform, bei der der Injektor 4 im wesentlichen mittig in einer oberen Wandung der Verbrennungskammer 3c angeordnet ist und Kraftstoffstrahle ausgebildet werden, um den vom Injektor 4 eingespritzten Kraftstoff auf die obere Oberfläche des Kolbens 3a auftreffen zu lassen, so dass die Kraftstoffstrahlen und eine vom Ansaugrohr 9 angesaugte Luftströmung ein Luft-Kraftstoff-Gemisch ausbilden, im Test bestätigt, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch beim geschichteten Verbrennungsmodus besser ausgebildet wird, wenn der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θinj von der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout bestimmt wird, auch wenn hier keine Testdaten dargestellt sind.

Ferner wird beim homogenen Verbrennungsmodus der Einspritzendzeitpunkt IJLOGH der Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θinj durch Addition des von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten IJTW und dem grundlegenden Kraftstoffein spritzendzeitpunkt INJMAP bestimmt, und der grundlegende Kraftstoffeinspritzendzeitpunkt INJMAP im geschichteten Verbrennungsmodus direkt auf den Kraftstoffeinspritzendzeitpunkt JLOGD gesetzt, ohne dass der von der Kühlmitteltemperatur abhängige Korrektur koeffizient IJTW hinzu addiert wird. Deshalb kann während des homogenen Verbrennungsmodus, wenn der Kolben aufgrund einer niedrigen Motortemperatur kalt ist, durch Vorverlegen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts die Zerstäubung von Kraftstoff im Hinblick auf eine starke Tendenz zur Ausbildung unzerstäubter Kraftstofftröpfchen gefördert werden, wenn der Abstand zwischen einem Injektor, von dem Kraftstoff eingespritzt wird, und dem Kolben gross ist, wodurch eine ausgezeichnete Kraftstoffverbrennung sichergestellt werden kann.

Obwohl in der obigen Ausführungsform zur Berechnung der endgültigen Kraftstoffeinspritzdauer Tout das gerade Verhältnis Ae und das Abnahmeverhältnis Be als die Parameter bestimmt werden, die für das Kraftstoffverhalten stehen, und die erforderliche Kraftstoffeinspritzdauer Tcyl unter Verwendung dieser Parameter berichtigt wird, sind die Parameter, die für Kraftstoffverhalten stehen, nicht auf diese beschränkt, sondern es kann auch die Menge an verdampftem Kraftstoff während der Verdampfung des Kraftstoffs oder ein für diese Menge stehender Parameter eingesetzt werden.

Selbstverständlich wird es den Fachleuten klar sein, dass die vorstehende eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne dabei den erfindungsgemässen Gedanken und Rahmen zu verlassen.

(Der in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Figuren verwendete Begriff "Abbild" (englisch "map") kann auch als Feld bzw. Kennlinienfeld bezeichnet werden.)

Claims

1. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) für einen Verbrennungsmotor (3) des Typs der Direkteinspritzung, die zwischen einem geschichteten Verbrennungsmodus, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder während eines Kompressionstakts stattfindet, und einem homogenen Verbrennungsmodus umschaltet, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder während eines Ansaugtaktes stattfindet, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung regelt,
wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) umfasst:
Betriebsbedingungs-Erfassungsmittel (2, 21, 22, 23, 24, 27, 29) zum Erfassen der Betriebsbedingungen des Motors (3);
Kraftstoffmengenbedarfs-Bestimmungsmittel zur Bestimmung der erforderlichen Kraftstoffmenge basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen des Motors (3);
Parameter-Berechnungsmittel zur Berechnung der Parameter, die für das Verhalten des Kraftstoffs basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen des Motors (3) stehen;
Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge durch Berichtigung der erforderlichen Kraftstoffmenge unter Verwendung der berechneten Parameter;
Motordrehzahl-Erfassungsmittel zur Erfassung einer Motordrehzahl des Motors (3); und
Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Bestimmungsmittel zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts basierend auf der erfassten Motordrehzahl und der bestimmten endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge.

2. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend:
Motortemperatur-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Temperatur des Motors (3); und
Kraftstoffeinspritzzeitpunkts-Berichtigungsmittel zu Berichtigung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts entsprechend der erfassten Temperatur des Motors (3) während des homogenen Verbrennungsmodus.

3. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) nach Anspruch 1, bei der das Betriebsbedingungs-Erfassungmittel (2, 21, 22, 23, 24, 27, 29) Kraftstoffdruck- Erfassungsmittel zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks des in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffs umfasst, und bei dem das Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel Kraftstoffeinspritzmengen-Berichtigungsmittel zum Berichtigen der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem erfassten Kraftstoffdruck umfasst.

4. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) nach Anspruch 1, bei der das Betriebsbedingungs-Erfassungmittel (2, 21, 22, 23, 24, 27, 29) Kraftstoffdruck- Erfassungsmittel zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks des in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffs umfasst, und bei dem das Parameter-Berechnungsmittel Parameter- Berichtigungsmittel zur Berichtigung der Parameter entsprechend dem erfassten Kraftstoffdruck umfasst.

5. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) nach Anspruch 1, bei der das Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Bestimmungsmittel den Anfangszeitpunkt jeder Kraftstoffeinspritzung bestimmt, indem sie den Anfangszeitpunkt vom Endzeitpunkt zurückberechnet, der basierend auf der erfassten Motordrehzahl unter Verwendung einer Zeitdauer entsprechend der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge berechnet wurde.

6. Kraftstoffeinspritz-Steuerung/-Regelung (1) nach Anspruch 1, bei der die Parameter, die für Kraftstoffverhalten stehen, ein Verhältnis von einer Menge eines Teils eingespritzten Kraftstoffs sind, der im vorliegenden Verbrennungszyklus eingespritzt wird, wobei der Teil des eingespritzten Kraftstoffs im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zu einer Menge an eingespritztem Kraftstoff, und einen Verhältnis einer Menge eines Teils abgelagerten Kraftstoffs, der auf Innenwandungen einer im Inneren des Zylinders umschriebenen Verbrennungskammer (3c) am Ende eines unmittelbar vorhergehenden Verbrennungszyklus abgelagert zurückgeblieben ist, wobei der Teil des abgelagerten Kraftstoffs im vorliegenden Verbrennungszyklus tatsächlich verbrannt wird, zu einer Menge des abgelagerten Kraftstoffs.