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DE19848605B4 - Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

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Kimitaka Nishio Saito
Tokio Nishio Kohama
Tatsuo Toyota Kobayashi
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Abstract

Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs mit Zylinderdirekteinspritzung, die die Direkteinspritzung nach einem Einspritzmodus ausführt, der aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Einspritzmodi in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand ausgewählt wird, wobei der Einspritzmodus bei einer Änderung des Motorbetriebszustands in einen anderen Einspritzmodus änderbar ist, gekennzeichnet durch eine Fahrzustands-Erfassungsvorrichtung, die beim Fahren auf einer Steigungs- oder Gefällestrecke einen Wechsel des Einspritzmodus in einen anderen Einspritzmodus unterdrückt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung bei einem Motor, bei dem ein Kraftstoff direkt in eine Brennkammer eingespritzt wird. Es handelt sich also um einen Zylindermotor mit Direkteinspritzung.
  • Ein Motor mit Direkteinspritzung, bei dem ein Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingespritzt wird, spritzt den Kraftstoff in einem Kompressionstakt unter Betriebsbedingungen mit einer niedrigen erforderlichen Last ein, um eine geschichtete Verbrennung zu ermöglichen, die ein Kraftstoff/Luft-Gemisch lediglich an dem Rand einer Zündkerze ausbildet. In diesem Fall wird eine Drosselklappe nicht gedrosselt, wodurch ein Druckverlust verringert werden kann und es möglich wird, einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Des weiteren kann unter Betriebsbedingungen mit einer hohen erforderlichen Last durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer in einem Ansaugtakt zum Absenken der Einlaßlufttemperatur der Füllwirkungsgrad verbessert werden. Darüber hinaus kann, die Leistungsabgabe durch ein Vermeiden von Klopfen verbessert werden.
  • Entsprechend dem z.B. in der JP 61250361 A und JP 61250364 A offenbarten Stand der Technik ist es möglich, gleichzeitig sowohl einen geringen Kraftstoffverbrauch und eine hohe Leistungsabgabe durch ein Umschalten der Einspritzungseinstellung des Kraftstoffs zwischen dem Kompressionstakt und dem Ansaugtakt in Übereinstimmung mit den erforderlichen Lastbedingungen (Höhe des Gaspedaldrucks, Motordrehzahl, usw.) zu erreichen.
  • Beim Befahren einer ebenen Straße ändert der Fahrer die Höhe des Gaspedaldrucks (Last) lediglich durch ein Fahrmuster von insgesamt drei Fahrmustern, d. h,. Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgehend von der gegenwärtigen Geschwindigkeit, Beibehalten der Fahrzeuggeschwindigkeit und Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit. Deshalb wird das Gaspedal nicht so häufig betätigt. Des weiteren wird bei einer merklichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit die Verbrennungsbetriebsart durch das Umschalten der Einspritzungseinstellung gleichzeitig umgeschaltet. Ensprechend nehmen der Fahrer und die Passagiere den leichten Umschaltstoß wie z.B. die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht als unangenehm wahr, der bei einem Umschalten der Einspritzungseinstellung des Kraftstoffs und der Verbrennungsbetriebsart auftritt.
  • Jedoch muß, wenn sich die Straßenneigung während des Fahrens ändert, d.h., wenn die Straße ansteigt, wieder eben wird oder abfällt, der Fahrer das Gaspedal häufig betätigen, auch wenn er lediglich die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten wünscht. Wenn die Einspritzungseinstellung des Kraftstoffs und die Verbrennungsbetriebsart bei jeder Betätigung des Gaspedals umgeschaltet werden, werden viele kleine Geschwindigkeitsänderungen auftreten, selbst wenn bei einer konstanten Geschwindigkeit gefahren wird. Dieser Stoß wird auf den menschlichen Körper übertragen, was jedesmal zu einem unangenehmen Gefühl bei dem Fahrer und den Passagieren führt.
  • Aus der US 4 955 339 ist eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine bekannt. Im Niedriglastbetrieb erfolgt die Einspritzung im Verdichtungstakt. Bei Lasterhöhung erfolgt eine Zweifacheinspritzung derart, dass sowohl im Ansaugtakt als auch im Verdichtungstakt eingespritzt wird. Im Hochlastbetrieb wird im Homogenbetrieb gefahren.
  • Die Druckschrift US 5 638 790 A offenbart ein Steuergerät für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit äußerer Gemischbildung. Diese Vorrichtung steuert ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors in Übereinstimmung mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs. Dabei beträgt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim Beschleunigen und bei Bergauffahrt 13, bei der Fahrt auf einer normalen Straße 14, 7 und bei Bergabfahrt, in einem Verkehrsstau und bei einem stetigen Zustand 24.
  • Die Druckschrift DE 195 44 022 A1 zeigt eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Höheninformation in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird der Motor des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Höhe geregelt. Die Diagnose für das Abgasrückführungssystem wird abgeschaltet, wenn beispielsweise eine Höhe von 2400 Metern überschritten wird, um den kalifornischen Umweltgesetzen zu genügen.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Häufigkeit des Umschaltens der Verbrennungsbetriebsart durch eine genaue Regelung der Kraftstoffeinspritzung zu verringern.
  • Die Aufgabe wird durch die Kombination der in dem Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Bei einer in Anspruch 1 offenbarten Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung wird, wenn das Kraftfahrzeug eine Steigung oder ein Gefälle befährt, die gleiche Einspritzungsbetriebsart ohne eine Änderung der Einspritzungsbetriebsart der Kraftstoffeinspritzungseinrichtung und entsprechend ohne eine Änderung des Verbrennungszustands (geschichtete Verbrennung und vorgemischte Verbrennung) beibehalten, selbst wenn sich z.B. die Höhe des Drucks des Gaspedals ändert, das als ein Anzeiger einer Größenordnung der für den Motor erforderlichen Last (Leistungsabgabe) verwendet wird.
  • Demzufolge wird ein Stoß aufgrund einer Stoßschwankung zu dem Zeitpunkt des Umschaltens des Verbrennungszustands (Drehmomentstoß) beseitigt, und zum gleichen Zeitpunkt wird das Ansprechen des Gaspedals verbessert, wodurch die Fahrstabilität verbessert werden kann.
  • Weiterhin kann durch eine Änderung der Einspritzungsbetriebsart zusammen mit einer Steuerung eines Automatikgetriebes oder einer Steuerung des Zündzeitpunkts die Fahrstabilität weiter verbessert werden.
  • In dem vorstehend genannten zugrunde liegenden Stand der Technik waren ebenfalls Einrichtungen zum Auswählen eines Gebrauchs der geschichteten Verbrennung und der vorgemischten Verbrennung gemäß der Last offenbart, aber bei dem zugrunde liegenden Stand der Technik wird die Häufig keit des Umschaltens zwischen der geschichteten Verbren nung und der vorgemischten Verbrennung groß, wenn z.B. eine gewundene Bergstraße hinaufgefahren, beim Einbiegen in eine Kurve verzögert, beim schnellen Losfahren beschleunigt oder bei konstanter Geschwindigkeit auf einer ebenen Strecke gefahren wird. Die Lastschwankung (Drehmomentstoß) zu diesem Zeitpunkt kann dem Fahrer oder den Passagieren unangenehm werden. Desweiteren kann die Lastschwankung aufgrund des schlechten Regelungsvorgangs oder einer schlechten Bildung des Luft/Kraftstoff-Gemischs eine Fehlzündung verursachen.
  • Im Vergleich dazu wird gemäß der Erfindung ausgehend von dem Fahrzustand, z.B. einer Steigung, beurteilt, daß hohe Lastbedingungen häufig auftreten, und eine vorgemischte Verbrennung durch die Ansaugtakteinspritzung wird fortgesetzt, selbst wenn die Last verhältnismäßig klein ist, wobei die Betriebsart zuerst zu der geschichteten Verbrennung durch die Kompressionstakteinspritzung umgeschaltet wird, nachdem bestätigt ist, daß die Steigung klein geworden ist.
  • Entsprechend kann durch die Erfindung die Häufigkeit des Umschaltens der Einspritzungsbetriebsart (Verbrennungszustand) im Vergleich zu dem zugrundeliegenden Stand der Technik verringert werden.
  • Bei einer in Anspruch 2 offenbarten Kraftstoffeinspritzungsregelungsvorrichtung ist die Häufigkeit des Umschaltens der Einspritzungsbetriebsart (Verbrennungszustand) verringert, und zum gleichen Zeitpunkt wird z.B. bei einer Steigung das Getriebe gleichzeitig mit dem Umschalten der Einspritzungsbetriebsart um einen Gang heruntergeschaltet, wodurch die Motordrehzahl erhöht, und die Leistungsabgabe hoch gemacht wird. Weiterhin kann durch eine Fortsetzung des Fahrens in dem gleichen Übersetzungsverhältnis des Ge triebes selbst in einer Kurve, wenn die Last vorübergehend klein wird, ein sanftes Fahren ohne einen großen Drehmomentstoß realisiert werden.
  • Bei einer in Anspruch 3 offenbarten Kraftstoffeinspritzungsregelungsvorrichtung gibt es Fälle, wenn die Last hoch ist, wenn das Fahrzeug z.B. beim Befahren eines Gefälles heftig beschleunigt wird, bei denen eine geschichtete Verbrennung zu einer unzureichenden Leistungsabgabe führt. Daher wird in einem derartigen Fall ein Kraftstoff zweimal in dem Kompressionstakt und in dem Ansaugtakt ein gespritzt, wobei ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, das aus einer Vormischung rund um ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch besteht, ausgebildet und verbrannt wird. Dadurch wird die Leistungsabgabe hoch, während der geschichteten Verbrennung der Vorrang gegeben wird. Durch ein Fortsetzen der geschichteten Verbrennung während eines Befahrens eines Gefälles kann die Häufigkeit des Umschaltens des Verbrennungszustands verringert werden.
  • Bei einer in Anspruch 5 oder 6 offenbarten Kraftstoffeinspritzungsregelungsvorrichtung wird der Betriebszustand des Fahrzeugs auf der Grundlage einer durch eine Verwendung eines Gyroskops direkt erfaßten Fahrzeugstellung oder auf der Grundlage einer geographischen Information, die durch ein Navigationssystem erhalten werden kann, bestimmt. Die gleiche Einspritzungsbetriebsart wird während der Zeitspanne, in der das Fahrzeug den gleichen Fahrzustand fortsetzt, derart beibehalten, daß in der gleichen Weise wie in dem vorstehend genannten Fall ein sanftes und stabiles Fahren mit einem kleinen Drehmomentstoß erreicht wird.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Anspruch 7 beschrieben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Beispiels der Systemanordnung einer Kraftstoffeinspritzungsregelungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiels der Erfindung;
  • 2 ist ein Flußdiagramm eines ersten Beispiels einer Regelung;
  • 3 ist ein Zeitdiagramm einer Ansaugtakteinspritzung;
  • 4 ist ein Zeitdiagramm einer Kompressionstakteinspritzung;
  • 5 ist ein Flußdiagramm eines zweiten Beispiels einer Regelung; und
  • 6 ist ein Zeitdiagramm einer zweistufigen Einspritzung des Kompressionstaktes und des Ansaugtaktes.
  • 1 ist eine schematische Ansicht der allgemeinen Anordnung einer Motorregelungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und des Gesamten als ein Ganzes. Eine Brennkammer BK ist durch einen Zylinder (Zylinderblock) 1, einen Kolben 2 und einen Zylinderkopf 3 definiert. Weiterhin sind in dem Zylinderblock 3 ein Einlaßventil 4, ein Auslaßventil 5, eine Zündkerze 6 und eine Kraftstoffeinspritzungseinrichtung 7 zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck in die Brennkammer in der Form eines Nebels (im folgenden als Einspritzungseinrichtung abgekürzt). Ein Kraftstoff in einem Kraftstofftank 9 wird durch eine Hochdruckpumpe 8 in diese Einspritzungseinrichtung 7 zugeführt.
  • Weiterhin ist bei einer Position des Ansaugkrümmers, bevor die Ansaugrohre mit den Brennkammern BK der verschiedenen Zylinderabzweigungen in Verbindung stehen, eine Drosselklappe 10 zum Einstellen einer Menge von in die Brennkammern BK angesaugter Einlaßluft vorgesehen. An der in einer Strömungsrichtung der Einlaßluft gesehene stromaufwärtigen Seite dieser Drosselklappe 10 ist ein Luftstromsensor (Einlaßluftmengenerfassungseinrichtung) 11 zum Erfassen der Einlaßluftmenge angeordnet.
  • Es ist zu bemerken, daß die Drosselklappe 10 durch ein Antriebsglied (nicht dargestellt) wie z.B. ein Servomotor angetrieben wird. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe 10 wird durch dieses Antriebsglied eingestellt. Weiterhin bezeichnet ein Bezugszeichen 12 einen Kurbelwinkelsensor (Kurbelwinkelerfassungseinrichtung) zum Erfassen des Kurbelwinkels einer Kurbelwelle 18 des Motors, 13 bezeichnet einen Gaspedalpositionssensor (Gaspedalbetätigungserfassungseinrichtung) zum Erfassen der Stärke der Betätigung des Gaspedals (Beschleunigungseinrichtung), das durch den Fahrer zum Steuern der Motordrehzahl betätigt wird, 14 bezeichnet einen Wassertemperatursensor zum Erfassen der Kühlwassertemperatur, 15 bezeichnet einen an die Abtriebswelle 19 eines Automatikgetriebes (ATG) 16 angebrachten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, und 20 bezeichnet ein Differentialgetriebe.
  • Die Ausgabesignale dieser Sensoren 11 bis 15 usw. werden in eine elektronische Regeleinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 17 eingegeben, die einen Festspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Zentraleinheit (CPU) und einen Eingabe/Ausgabe-Anschluß der Signale aufweist. Diese ECU 17 betreibt die Einspritzungseinrichtung 7 gemäß einem zuvor in dem ROM gespeicherten Programm, führt der Zündkerze 6 elektrische Energie zu und regelt das Antriebsglied zum Antreiben der Drosselklappe 10 auf der Grundlage von Signalen von diesen Sensoren 11 bis 14.
  • Es ist zu bemerken, daß bei dem Ausführungsbeispiel die Last des Motors aus der durch einen Gaspedalpositionssensor 13 erfaßten Betätigungsstärke des Gaspedals bestimmt wird. Je größer die Betätigungsstärke des Gaspedals ist, desto höher wird die Motorlast erachtet. Als nächstes wird ein erstes Beispiel des Regelprogrammablaufs gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung des in 2 gezeigten Flußdiagramms erläutert.
  • Wenn der Motor gestartet wird, beginnt gleichzeitig das Regelprogramm der ECU 17. Im Schritt 101 erfaßt die ECU 17 zunächst die Größe der erforderlichen Last von dem Ausgang des Gaspedalpositionssensor 13. Anschließend wird im Schritt 102 eine Beschleunigung A des Fahrzeugs (Kraftfahrzeug) von dem Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 15 (Änderungsmenge der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit) und eine erwartete, aus einer in dem ROM gespeicherten Tabelle gelesenen und einer erwarteten Last (Stärke des Gaspedaldrucks) entsprechende Beschleunigung A0 verglichen. Wenn die tatsächliche Beschleunigung A und die erwartete Beschleunigung A0 gleich sind, wird beurteilt, daß das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt (oder das Fahrzeug gestoppt ist und der Motor im Leerlauf ist). Dann geht der Programmablauf geht zu Schritt 107 über, bei dem eine Regelung durch eine Normalregelungsbetriebsart in der gleichen Weise wie die des zugrundeliegenden Stands der Technik ausgeführt wird.
  • Wenn im Schritt 102 beurteilt wird, daß die Beschleunigung A ungleich der erwarteten Beschleunigung A0 ist, werden die relativen Größen der zwei Werte im Schritt 103 verglichen. Wenn A < A0 ist, wird im Schritt 104 beurteilt, daß das Fahrzeug eine Steigung hinauffährt und der Programmablauf geht zu Schritt 105 über, bei dem entschieden wird, als Einspritzungsbetriebsart der Kraftstoffein spritzungseinrichtung 7 die Ansaugtakteinspritzung zu wählen, wobei die Einspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt bei der in 3 gezeigten Ansaugtakteinspritzung ausgewählt werden. Danach wird im Schritt 106 wiederum beurteilt, ob die Beschleunigung A des Fahrzeugs und die ausgehend von dem Gaspedaldruck erwartete Beschleunigung A0 gleich sind oder nicht. Wenn sie gleich sind, dann geht der Programmablauf auf Schritt 107 über, bei dem die Normalregelungsbetriebsart ausgewählt wird. Wenn sie nicht gleich sind, geht der Programmablauf zu Schritt 103 zurück, bei dem die Beurteilung und die Auswahl der Einspritzungsbetriebsart erneut wiederholt werden. Solange sich die Beziehung A < A0 nicht ändert, bleibt die Ansaugtakteinspritzung als die Einspritzungsbetriebsart erhalten.
  • Es ist zu bemerken, daß in 3 und in 4 und in der später erwähnten 6 die Abzisse jeweils den Kurbelwinkel (°KW) anzeigt, UT einen unteren Totpunkt bezeichnet, OT einen oberen Totpunkt, EIN eine Einspritzungszeitspanne eines Kraftstoffs, ZZ einen Zündzeitpunkt, AUSP einen Auspufftakt, ANS einen Ansaugtakt, KOM einen Kompressionstakt, und EXP einen Expansionstakt. Weiterhin zeigt die Ordinate einen Ventilhub zum Zeitpunkt eines Öffnens des Auslaßventils (AV) und des Einlaßventils (EV).
  • Wenn im Schritt 103 beurteilt wird, daß die Beschleunigung A größer als die erwartete Beschleunigung A0 (A > A0) ist, dann wird im Schritt 108 beurteilt, daß das Fahrzeug ein Gefälle herunterfährt und der Programmablauf geht zu Schritt 109 über, bei dem entschieden wird, als Einspritzungsbetriebsart der Kraftstoffeinspritzungseinrichtung die Kompressionstakteinspritzung zu wählen, wie in 4 gezeigt, wobei die Einspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt bei der Kompressionstakteinspritzung ausgewählt wer den. Dann wird im Schritt 106 erneut beurteilt, ob die Beschleunigung A des Fahrzeugs und die ausgehend von dem Gaspedaldruck erwartete Beschleunigung A0 gleich sind oder nicht. Die gleiche Bewertung und Auswahl der Einspritzungsbetriebsart werden in dem folgenden Regelprogrammablauf wiederholt. Solange sich die Beziehung A > A0 nicht ändert, wird die Kompressionstakteinspritzung als die Einspritzungsbetriebsart beibehalten.
  • Auf diese Weise wird bei diesem Beispiel eines Regelprogrammablaufs, solange sich die relativen Größen der tatsächlichen Beschleunigung A des Fahrzeugs und der ausgehend von der erforderlichen Last (Stärke des Gaspedaldrucks) erwarteten Beschleunigung A0 nicht ändern, die Ansaugtakteinspritzung durchgehend ausgeführt, wenn das Fahrzeug eine Steigung hinauffährt, während die Kompressionstakteinspritzung ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug ein Gefälle herunterfährt. Daher verändert sich die Einspritzungsbetriebsart nicht mittendrin. Das bedeutet, daß während einer Zeitspanne, in der die gleiche Art des Fahrens fortgesetzt wird, nicht zwischen der vorgemischten Verbrennung durch die Ansaugtakteinspritzung und der geschichteten Verbrennung durch die Kompressionstakteinspritzung umgeschaltet wird.
  • Demgemäß gibt es keine Situation mehr wie bei dem zugrundeliegenden Stand der Technik, bei dem selbst unter Fortsetzung des gleichen Fahrzustands die Einspritzungsbetriebsart der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 7 geändert wird und zwischen der vorgemischten Verbrennung und der geschichteten Verbrennung umgeschaltet wird, wenn sich die erforderliche Last (zum Beispiel die Stärke des Gaspedaldrucks) und die Motordrehzahl ändern. Weil die Häufigkeit des Wechsels der Einspritzungsbetriebsart stark verringert ist, bekommen die Passagiere nicht länger einen harten Drehmomentstoß zu spüren, der beim Umschalten der Einspritzungsbetriebsart oder einem Wechsel der Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt. Weiterhin ist es möglich, selbst in einem Fall, bei dem bei einer Änderung der relativen Größen der Beschleunigungen A und A0 die Einspritzungsbetriebsart in Übereinstimmung mit dem Wechsel des Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 16 umgeschaltet wird, die Leistungsabgabe des Motors zu erhöhen, während gleichzeitig das Übersetzungsverhältnis um einen Gang verringert wird, und deshalb wird der durch den Fahrer und die Passagiere gespürte Drehmomentstoß usw. kleiner.
  • 5 zeigt ein anderes Beispiel eines Regelprogrammablaufs bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Teil von Schritt 201 bis Schritt 208 bei dem Beispiel des Regelprogrammablaufs nach 5 ist im wesentlichen gleich wie der Teil von Schritt 101 bis Schritt 108 bei dem Beispiel des Regelprogrammablaufs nach 2. Deshalb werden sich im wesentlichen überdeckende Erläuterungen weggelassen.
  • In dem von dem Beispiel des Regelprogrammablaufs nach 2 unterschiedlichen Teil des Beispiels des Regelprogrammablaufs nach 5, nämlich dem Schritt 209, werden die ausgehend von der erforderlichen Last (Stärke des Gaspedaldrucks) erwartete Beschleunigung A0 und die in dem ROM gespeicherte Tabelle und die Beschleunigung B entsprechend der Maximalmenge der in dem ROM gespeicherten Kompressionstakteinspritzung verglichen. Dann, wenn A0 > B ist, selbst wenn das Fahrzeug ein Gefälle herunterfährt, ist eine weitere heftige Beschleunigung notwendig und das erforderliche Drehmoment kann nicht ausschließlich durch die Kompressionstakteinspritzung erzielt werden. Deshalb geht der Programmablauf zu Schritt 211 über, bei dem entschieden wird, als Einspritzungsbetriebsart die zweistufi ge Einspritzung bestehend aus der Kompressionstakteinspritzung und der Ansaugtakteinspritzung während eines wie in 6 gezeigten Zyklus zu wählen, wobei die Einspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt zum Durchführen der Ansaugtakteinspritzung als eine zusätzliche Nebeneinspritzung (N-EIN) zusätzlich zu der als Haupteinspritzung (H-EIN) durchgeführten Kompressionstakteinspritzung der Maximalmenge ausgewählt werden. In diesem Fall wird ebenfalls die zweistufige Einspritzung beibehalten, solange sich die Beziehung der Beschleunigung A0 > B nicht verändert.
  • Wenn im Schritt 209 des Flußdiagramms nach 5 beurteilt wird, daß A0 nicht größer als B ist, das bedeutet, daß A0 ≤ B ist, geht der Programmablauf auf Schritt 211 über, bei dem entschieden wird, als Einspritzungsbetriebsart die Kompressionstakteinspritzung zu wählen, wobei die Einspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt davon in der gleichen Weise wie bei Schritt 109 bei dem Beispiel des in 2 gezeigten Regelprogrammablaufs ausgewählt werden. Die Beurteilung und Regelung von Schritt 206 an werden dann in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend genannten Fall fortgesetzt, während als Einspritzungsbetriebsart die Kompressionstakteinspritzung beibehalten wird.
  • Auf diese Weise wird auch bei dem Beispiel des in 5 gezeigten Regelprogrammablaufs, solange sich die relative Größe zwischen den Beschleunigungen A, A0 und B nicht verändert, die Kompressionstakteinspritzung oder die zweistufige Einspritzung des Kompressionstakts und des Ansaugtakts durchgehend ausgeführt. Deshalb ist die Häufigkeit des Umschaltens der Einspritzungsbetriebsart und die Anzahl von durch den Fahrer und die Passagiere gespürten Drehmomentstößen verringert. Weiterhin wird, in der gleichen Weise wie in dem Fall des Beispiels des Regelpro grammablaufs nach 2, das Umschalten der durchzuführenden Einspritzungsbetriebsart bei dem Beispiel des Regelprogrammablaufs nach 5, im Falle einer Veränderung der relativen Größen zwischen den Beschleunigungen A, A0 und B, zusammen mit der Änderung des Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 16 ausgeführt, wodurch der Drehmomentstoß usw. weiter verringert werden kann.
  • Es ist zu bemerken, daß bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel die Stärke der erforderlichen Last bezüglich des Motors ausgehend von dem Gaspedalpositionssignal festgesetzt wird (Schritte 101 und 201), die erwartete Beschleunigung A0 entsprechend der erforderlichen Last aus einer in dem ROM gespeicherten Tabelle gelesen wird und letztere mit der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung verglichen wird, wodurch entschieden wird, in welchem Zustand das Fahrzeug fährt, d.h., Fahren auf einer ebenen Straße, Befahren einer Steigung oder Befahren eines Gefälles (Schritte 102, 103, 202, und 203). Als ein alternatives Beispiel ist es aber ebenfalls möglich, den Fahrzustand des Fahrzeugs ausgehend von der Fahrzeugstellung durch Verwendung eines Gyroskops direkt zu bestimmen, oder die geographische Umgebung oder die Lage, in der sich das Fahrzeug augenblicklich befindet, durch ein Navigationssystem zu bestimmen und die Information für die Bestimmung des Fahrzustands des Fahrzeugs zu verwenden und dies in das Regelungsergebnis einfließen zu lassen. In jedem Fall wird die gleiche Einspritzungsbetriebsart während einer Zeitspanne beibehalten, in der das gleiche Muster des Fahrzustands fortgesetzt wird.
  • Zusammenfassend ist eine Kraftstoffeinspritzungsregelungsvorrichtung in einem Motor mit Zylinderdirekteinspritzung vorgesehen, die zwischen einer vorgemischter Verbrennung durch eine Ansaugtakteinspritzung und einer geschichteter Verbrennung durch eine Kompressionstakteinspritzung in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Motordrehzahl oder einer erforderlichen Last umschaltet, wobei ein unangenehmer Drehmomentstoß, der bei einer Änderung der Einspritzungsbetriebsart und bei einer Änderung des Verbrennungszustands trotz eines Fahrzeugbetriebs in dem Fahrmuster wie z.B. einem Befahren einer Steigung oder eines Gefälles auftritt, durch ein Beibehalten der gleichen Einspritzungsbetriebsart vermieden wird, während das Fahrzeug den Betrieb in dem gleichen Fahrzustand fortsetzt, und wobei, wenn das Fahrzeug ein Gefälle befährt, durch die Kompressionstakteinspritzung eine geschichtete Verbrennung ausgeführt wird, die jedoch um eine Ansaugtakteinspritzung erweitert wird, wenn das Fahrzeug heftig beschleunigt und das Drehmoment unzureichend wird.
    •

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs mit Zylinderdirekteinspritzung, die die Direkteinspritzung nach einem Einspritzmodus ausführt, der aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Einspritzmodi in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand ausgewählt wird, wobei der Einspritzmodus bei einer Änderung des Motorbetriebszustands in einen anderen Einspritzmodus änderbar ist, gekennzeichnet durch eine Fahrzustands-Erfassungsvorrichtung, die beim Fahren auf einer Steigungs- oder Gefällestrecke einen Wechsel des Einspritzmodus in einen anderen Einspritzmodus unterdrückt.
  2. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzmodus zusammen mit einem Zündzeitpunkt geändert wird, wenn ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes geändert wird.
  3. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenn das Fahrzeug eine Gefällestrecke befährt und eine Last (A0) des Motors einen vorgegebenen Wert überschreitet, eine zweistufige Einspritzung gewählt wird, bei der eine zusätzliche Ansaugtakteinspritzung zusätzlich zu einer Kompressionstakteinspritzung durchgeführt wird.
  4. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Last des Motors durch eine Gaspedalpositionserfassungseinrichtung (13) erfasst wird.
  5. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustands-Erfassungsvorrichtung ein Gyroskop hat.
  6. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzustand des Fahrzeugs beruhend auf einer geographischen Information indirekt bestimmt wird, die durch ein Navigationssystem bereit gestellt wird.
  7. Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung für einen Motor mit Zylinderdirekteinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzustand durch einen Vergleich zwischen einer aus der Fahrzeuggeschwindigkeit berechneten Ist-Beschleunigung A mit einer lastabhängigen Soll-Beschleunigung A0 ermittelt wird.
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