DE60010144T2

DE60010144T2 - System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE60010144T2
Application number: DE2000610144
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Yokosuka-shi Ishii
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP2000230470A; EP1028240A3; US6295966B1; EP1028240A2; DE60010144D1; JP3596325B2; EP1028240B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leerlaufsteuersystem für einen Verbrennungsmotor eines Typs, der zwei Zündkerzen für jeden Zylinder aufweist.
Um die Zündungsleistung und die Verbrennungsgeschwindigkeit eines Verbrennungsmotors zu verbessern, wurden verschiedene Steuersysteme vorgeschlagen. Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-141336 offenbart ein Motorsteuersystem für einen Verbrennungsmotor, der mit zwei Zündkerzen für jeden Zylinder versehen ist. Dieses herkömmliche Motorsteuersystem ist so angeordnet, dass es eine Betriebsart aus einer Zündungsbetriebsart für eine Kerze und einer Zündungsbetriebsart für zwei Kerzen entsprechend dem Motorbetriebszustand auswählt, um eine Stabilität einer Verbrennung im Motor zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Auch wenn jedoch die Zündungsbetriebsart für zwei Kerzen ausgewählt wurde, werden die beiden Zündkerzen jedes Zylinders gleichzeitig bei diesem herkömmlichen Motorsteuersystem gezündet. Obwohl dieser gleichzeitige Zündzeitpunkt wirksam arbeitet, um die Stabilität der Verbrennung im Motor sicherzustellen, besteht jedoch bei einem herkömmlichen Motorsteuersystem noch ein Problem bei der Erfüllung sowohl der Erhöhung eines Motordrehmoments als auch einer stabilen Beibehaltung der Verbrennung im Motor, wenn der Motor im Leerlauf arbeitet und wenn eine Motordrehzahl aufgrund einer äußeren Last verringert wird. Mehr im einzelnen, obwohl die Erhöhung des Motordrehmoments durch Verstellung eines gleichzeitigen Zündzeitpunktes der beiden Zündkerzen in Richtung früh sichergestellt wird, besteht eine Möglichkeit, dass die Verbrennung aufgrund der Erhöhung der Zeitperiode für den Verbrennungstakt, der durch die Verringerung der Motordrehzahl bewirkt wird, instabil wird. Wenn andererseits der gleichzeitige Zündzeitpunkt in Richtung spät verstellt wird, wird eine Annäherung der Motordrehzahl auf eine Soll-Motordrehzahl aufgrund des Mangels des Motordrehmoments verzögert, obwohl die Verbrennung des Motors beibehalten wird. Wenn außerdem der Motor in einen mageren Verbrennungszustand versetzt wird, wo ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf eine Magerseite, verglichen mit einem stöchiometrischen Verhältnis (theoretisches Verhältnis) versetzt wurde, um so den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, wird die oben erläuterte Störung maßgeblich bewirkt.
Die US-A-4 827 885 offenbart ein Leerlaufsteuersystem für einen Verbrennungsmotor, wobei das Leerlaufsteuersystem einen Leerlauf-Detektor umfasst, der ermittelt, dass der Motor in den Leerlauf versetzt wurde, einen Motordrehzahl-Detektor umfasst, der eine Motordrehzahl des Motors ermittelt und ein Steuergerät umfasst, das mit dem Leerlauf-Detektor und dem Motordrehzahl-Detektor gekoppelt ist, wobei das Steuergerät so programmiert ist, dass es auf der Basis eines eine Motordrehzahl angebenden Signals des Motordrehzahl-Detektors und eines einen Leerlauf angebenden Signals des Leerlauf-Detektors entscheidet, ob die Motordrehzahl um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als die Leerlaufdrehzahl.
Die US-A-4 180 031 offenbart einen Verbrennungsmotor, der zwei Zündkerzen für jeden Zylinder aufweist.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Leerlaufsteuersystem und ein verbessertes Leerlaufsteuerverfahren zu schaffen, welches bevorzugterweise sowohl eine Erhöhung eines Motordrehmoments als auch einer stabilen Beibehaltung der Verbrennung im Motor erfüllt, wenn der Motor im Leerlauf arbeitet und wenn eine Motordrehzahl aufgrund einer äußeren Last verringert wird.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale derjeweiligen Patentansprüche 1 und 9 erreicht.
Weitere Verbesserungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Leerlaufsteuersystem einer ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Ablaufplan, der eine Zündzeitpunkt-Steuerroutine der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das Arbeitsvorgänge des Motors im Ansprechen auf das Aufnehmen einer äußeren Last entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Ablaufplan, der die Zündzeitpunkt-Steuerroutine einer zweiten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Ablaufplan, der die Zündzeitpunkt-Steuerroutine einer dritten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Ablaufplan, der die Zündzeitpunkt-Steuerroutine einer vierten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Leerlaufsteuersystems für einen Verbrennungsmotor 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Verbrennungsmotor vier Zylinder #1, #2, #3 und #4 auf. Jeder der vier Zylinder #1, #2, #3 und #4 weist einen Brennraum 2 auf, wo die erste und zweite Zündkerze 3 und 4 vorgesehen sind. Jeder Brennraum 2 ist mit einem Verzweigungsbereich eines Ansaugkrümmers 6 und einem Verzweigungsbereich eines Abgaskrümmers 8 verbunden. Eine elektrische Drosselklappe 5 ist stromaufwärts des Ansaugkrümmers 6 angeordnet und steuert die Menge an Ansaugluft, die jedem Brennraum des Motors 1 über den Ansaugkrümmer 6 zuzuführen ist. Ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 7 ist in jedem Verzweigungsbereich 6a des Ansaugkrümmers 6 für jeden Zylinder #1 (#2, #3, #4) installiert. Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffeinspritzventil 7 in jeden Zylinder #1 (#2, #3, #4) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, der mit der Motorumdrehung synchronisiert ist, eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff wird mit Luft vermischt, um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Brennraum 2 zu bilden und wird durch Zündung der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 verbrannt. Abgas, das durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum 2 erzeugt wird, wird durch den Abgaskrümmer 8 ausgestoßen.
Eine Steuereinheit (Steuergerät) 10 umfasst einen Mikrocomputer, der grundsätzlich durch eine CPU, ein ROM, ein RAM, einen A/D-Wandler und ein Eingabe-Ausgabe- Interface gebildet wird. Die Steuereinheit 10 ist mit verschiedenen Sensoren gekoppelt und empfängt verschiedene Eingangssignale zum Ermitteln von Informationen, die den Fahrzeugzustand angeben. Die Steuereinheit 10 berechnet Betriebsgrößen der elektrisch gesteuerten Drosselklappe 5, der Kraftstoffeinspritzventile 7 und der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 auf der Basis der erzielten Eingangssignale, die den Fahrzeugzustand angeben. Das heißt, die Steuereinheit 10 steuert die Arbeitsvorgänge der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 5 und der Kraftstoffeinspritzventile 7, und steuert die Arbeitsvorgänge der ersten und zweiten Zündkerzen 3 und 4 jeweils über die erste und zweite Zündspule 11 und 12.
Die verschiedenen Sensoren schließen einen Beschleunigungssensor 13 zum Ermitteln einer Gaspedalöffnung APO ein, der eine Niederdrückgröße eines Gaspedals angibt, schließt einen Kurbelwinkelsensor 14 zum Ermitteln einer Drehung des Motors 1 ein, um so in der Lage zu sein, eine Motordrehzahl Ne zu ermitteln, schließt einen Luftmengenmesser 15 zum Ermitteln eines Ansaugluftdurchsatzes Qa an einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe 5 ein, schließt einen Wassertemperatursensor 15 zum Ermitteln einer Kühlwassertemperatur Tw des Motors 1 ein und schließt einen Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Sensor 17 zum Ermitteln eines Abgas-Kraftstoff-Luft-Verhältnisses (Sauerstoffkonzentration) an einem Sammlerbereich des Abgaskrümmers 8 ein. Der Beschleunigungssensor 13 umfasst einen Leerlaufschalter 13a, welcher eingeschaltet wird, wenn ein Gaspedal nicht niedergedrückt wird.
Obwohl in 1 die Bezugszahlen des Brennraums 2, der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4, des Kraftstoffeinspritzventils 7 und der ersten und zweiten Zündspule 11 und 12 als Teile für nur den ersten Zylinder #1 angegeben sind, sind die anderen Zylindern #2, #3 und #4 gleichartig aufgebaut, wie der erläuterte Zylinder #1. Außerdem sind, obgleich die Zündspulen 11 und 12 für die anderen Zündkerzen 3 und 4 der anderen Zylinder #2, #3, #4 nicht in 1 gezeigt sind, zur Vereinfachung der Erläuterung und der Zeichnung die Zündkerzen 3 und 4 der anderen Zylinder #2, #3 und #4 mit einer Steuereinheit 10 über die Zündspulen 11 und 12 verbunden.
Zu einer Steuerung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 5 wird nun eine Erläuterung vorgenommen. Die Steuereinheit 10 setzt eine Soll-Drosselklappenöffnung TTVO auf der Basis der Gaspedalöffnung APO fest und steuert die Drosselklappe 5 so, dass sie eine tatsächliche Drosselklappenöffnung TVO der Drosselklappe 5 auf die Drosselklappenöffnung TTVO einstellt. Wenn der Motor 1 in den Leerlaufbetrieb versetzt ist, wird die Drosselklappenöffnung TVO so gesteuert, dass sie die tatsächliche Motordrehzahl Ne auf eine Soll-Leerlaufdrehzahl (Leerlaufmotordrehzahlsteuerung) durch Vergleichen der tatsächlichen Motordrehzahl Ne mit der Soll-Leerlaufmotordrehzahl einstellt. Obwohl die erste Ausführungsform so gezeigt und beschrieben wurde, dass sie die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 5 verwendet, versteht es sich, dass eine mechanische Drosselklappe, die mit einem Gaspedal über einen Draht verbunden ist, verwendet werden kann. In solch einem Fall ist ein Leerlaufsteuerventil an einem Umgehungskanal der Drosselklappe montiert, und die Leerlaufdrehzahlsteuerung wird durch Steuern des Leerlaufsteuerventils ausgeführt.
Zu einer Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils 7 wird die folgende Erläuterung ausgeführt. Die Steuereinheit 10 berechnet eine Basis-Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend einem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf der Basis des Ansaugluftdurchsatzes Qa und der Motordrehzahl Ne. Außerdem korrigiert die Steuereinheit 10 die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge mit einem Kraftstoffluft-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten, der dem Soll-Kraftstoff-Luft-Verhältnis entspricht, der entsprechend dem Motorbetriebszustand ermittelt wurde. Demzufolge bestimmt die Steuereinheit 10 eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis des Korrekturkoeffizienten und gibt ein Einspritzimpulssignal, das eine Impulsbreite entsprechend der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge entspricht, an jedes Kraftstoffeinspritzventil 7 ab.
Als nächstes wird die Steuerung der Zündkerzen 3 und 4 unter Bezugnahme auf einen Ablaufplan von 2 diskutiert. Dieser Ablaufplan zeigt eine Zündzeitpunkt-Steuerroutine der ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung, und diese Steuerroutine wird in vorbestimmten Zeitintervallen oder bei bestimmten Motorumdrehungen ausgeführt.
An einer Stufe S1 entscheidet die Steuereinheit 10 auf der Basis eines Signals des Leerlaufschalters 13a, ob der Motor 1 in einen Leerlaufbetrieb versetzt wurde, oder nicht. Wenn die Entscheidung an der Stufe S1 negativ ist, springt die Routine zu einer Stufe S10, wo die Steuereinheit 10 einen Drehzahlabfall-Merker F auf Null (F = 0) setzt, und springt dann zu einer normalen Steuerroutine. Eine detaillierte Erläuterung der normalen Steuerung wird hierbei weggelassen. Kurz gesagt, wird eine Steuerung zum Auswählen einer Betriebsart aus einer Zündungsbetriebsart für eine Kerze und eine Zündungsbetriebsart für zwei Kerzen gleichzeitig durch die normale Steuerung ausgeführt.
Wenn die Entscheidung an der Stufe S1 bejahend ist, schreitet die Routine zu einer Stufe S2 fort. An der Stufe S2 entscheidet die Steuereinheit 10, ob der Drehzahlabfall-Merker F auf Eins gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Entscheidung an der Stufe S2 bejahend ist, springt die Routine zu einer Stufe S6. Wenn die Entscheidung an der Stufe S2 negativ ist, d. h., wenn der Drehzahlabfall-Merker F auf Null (F = 0) gesetzt wurde, schreitet die Routine zu einer Stufe S3 fort.
An der Stufe S3 entscheidet die Steuereinheit 10, ob der Abfall der Motordrehzahl Ne durch eine äußere Last erzeugt wurde. Mehr im Einzelnen, die Steuereinheit 10 entscheidet, ob die Motordrehzahl Ne um einen vorbestimmten Wert kleiner ist, als die Soll-Leerlaufdrehzahl. Diese Stufe S3 entspricht einer Drehzahlabfall-Ermittlungseinrichtung. Wenn die Entscheidung an der Stufe S3 negativ ist, d. h., wenn der Abfall der Motordrehzahl Ne nicht erzeugt wird, schreitet die Routine zu einer Stufe S4 fort, bei der die Steuereinheit 10 eine Betriebsart der gleichzeitigen Zündung zum gleichzeitigen Zünden der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 auswählt, und beendet dann diese Routine.
Wenn die Entscheidung an der Stufe S3 bejahend ist, schreitet die Routine zu einer Stufe S5 fort, bei der die Steuereinheit 10 den Drehzahlabfall-Merker auf 1 (F = 1) setzt, und die Routine schreitet dann zu einer Stufe S6 fort. Daher ist in der nächsten Routine nach F = 1 die Entscheidung an der Stufe S2 bejahend, und daher springt die nächste Routine von der Stufe S2 zu der Stufe S6.
An der Stufe S6 wählt die Steuereinheit 10 eine Betriebsart der gestaffelten Zündung aus, bei welcher der Zündzeitpunkt der ersten Zündkerze 3 in Richtung früh verstellt wird und der Zündzeitpunkt der zweiten Zündkerze 4 auf einen Zeitpunkt nach einem oberen Totpunkt (TDC) in Richtung spät verstellt wird. Diese Stufe entspricht einer Zündzeitpunkt-Staffelungseinrichtung.
An einer Stufe S7 nachfolgend zu der Ausführung der Stufe S6 entscheidet die Steuereinheit 10, ob die Motordrehzahl Ne an eine Soll-Drehzahl angenähert ist oder nicht. Mehr im Einzelnen, die Steuereinheit 10 entscheidet, ob die Motordrehzahl Ne die Soll-Leerlaufdrehzahl eingeholt hat.
Wenn die Entscheidung an der Stufe S7 negativ ist, schreitet die Routine zu einer Rückkehrstufe fort, um die vorliegende Routine zu beenden, währenddessen die Betriebsart für die gestaffelte Zündung beibehalten wird. Das heißt, wenn, wie in 3 gezeigt ist, der Motor 1 im Leerlauf betrieben wird und wenn die Motordrehzahl durch Aufbringen der äußeren Last auf den Motor verringert wird, wird die Betriebsart für die gestaffelte Zündung ausgewählt, um die Zündzeitpunkte der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 zu staffeln. Mehr im Einzelnen, der Zündzeitpunkt der ersten Zündkerze 3 wird in Richtung früh verstellt, und der Zündzeitpunkt der zweiten Kerze 4 wird auf einen Zeitpunkt nach TDC in Richtung spät verstellt. Diese Betriebsart für die gestaffelte Zündung stellt sowohl einen Zündzeitpunkt zum Erzeugen eines Drehmoments gegenüber der äußeren Last als auch einen Zündzeitpunkt zum Beibehalten der Verbrennung gegenüber dem Abfallen der Motordrehzahl entsprechend der Verlängerung der Verbrennungsperiode sicher. Daher erfüllt das so angeordnete Leerlaufsteuersystem der ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung die Drehmomenterhöhungsleistung gegenüber der Einleitung der äußeren Last und einen bevorzugten Leerlauf zum Beibehalten einer Verbrennung gegenüber dem Abfall der Leerlaufdrehzahl.
Obwohl der Ansaugluftdurchsatz entsprechend dem Abfall der Motordrehzahl Ne verringert wird, wird die Drosselklappenöffnung TVO der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 5 durch die Leerlaufdrehzahl-Steuertunktion erhöht. Daher wird der Ansaugluftdurchsatz allmählich erhöht, so dass der Abfall der Motordrehzahl verbessert wird.
Wenn die Entscheidung an der Stufe S7 bejahend ist, schreitet die Routine zu einer Stufe S8 fort, bei der die Steuereinheit 10 den Drehzahlabfall-Merker F auf Null (F = 0) zurücksetzt. Daher schreitet die Routine zu einer Stufe S9 fort, bei der die Steuereinheit 10 die Betriebsart der gleichzeitigen Zündung auswählt, um den Zündzeitpunkt von der Betriebsart der gestaffelten Zündung auf die Betriebsart der gleichzeitigen Zündung zurückzuführen. Dann wird die gegenwärtige Routine beendet.
Wenn die Zündungsbetriebsart auf die Betriebsart der gleichzeitigen Zündung zurückgeführt wird, wird der Zündzeitpunkt allmählich auf die gleichzeitige Zündung innerhalb einer Periode TD, wie in 3 gezeigt ist, zurückgeführt.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine zweite Ausführungsform des Leerlaufsteuersystems entsprechend der vorliegenden Erfindung diskutiert.
Die Motoranordnung der zweiten Ausführungsform ist die gleiche, wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, und nur die Zündzeitpunkt-Steuerroutine für die Leerlaufsteuerung der zweiten Ausführungsform entscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, wie in einem Ablaufplan von 4 gezeigt ist. Daher wird nur die Erläuterung der Zündzeitpunkt-Steuerroutine unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 4 diskutiert.
Diese Zündungszeitpunkt-Steuerroutine der zweiten Ausführungsform ist so programmiert, dass sie die Betriebsart für die gestaffelte Zündung auswählt, wenn der Motor in einer mageren Verbrennungsbetriebsart im Leerlauf betrieben wird und wenn die Motordrehzahl zum Aufnehmen der äußeren Last verringert wird. Der Hauptteil des Ablaufplans von 4 ist der gleiche, wie der des Ablaufplans von 2 der ersten Ausführungsform, außer dass die Stufen S11 und S12 zusätzlich in den Ablaufplan von 4 hinzugefügt wurden. Für die neu hinzugefügten Stufen wird nun eine Erläuterung ausgeführt.
Wie klar aus dem Ablaufplan von 4 ist, wird die Stufe S11 zum Entscheiden, ob der Motor 1 in einen mageren Verbrennungszustand versetzt wurde zwischen die Stufe S1 und die Stufe S2 hinzugefügt. Mehr im Einzelnen, wenn die Entscheidung an der Stufe S1 bejahend ist, d. h., wenn der Motor 1 in den Leerlauf versetzt wurde, schreitet die Routine zu der Stufe S11 fort.
An der Stufe S11 entscheidet die Steuereinheit 10, ob der Motor 1 in einen mageren Verbrennungszustand versetzt wurde, oder nicht. Wenn die Entscheidung an der Stufe S11 bejahend ist, schreitet die Routine zu der Stufe S2 zur Entscheidung fort, ob F=1 ist, oder nicht. Wenn die Entscheidung an der Stufe S12 negativ ist, schreitet die Routine zu der Stufe S12 fort, bei der der Drehzahlabfall-Merker F auf Null (F = 0) zurückgestellt wird.
Nachfolgend zur Ausführung der Stufe S12 schreitet die Routine zu der Stufe S4 fort, bei der die Betriebsart für die gleichzeitige Zündung ausgewählt wird, um gleichzeitig die erste und zweite Zündkerze 3 und 4 zu zünden.
Durch die Ausführung der Stufen nachfolgend zu der Stufe S2 wird, wenn der Motor 1 in der mageren Verbrennungsbetriebsart während des Leerlaufs betrieben wird und wenn der Abfall der Motordrehzahl ermittelt wurde, die Betriebsart für die gestaffelte Zündung ausgewählt, um die Zündzeitpunkte der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 zu staffeln. Diese Anordnung der zweiten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass Arbeitsvorgänge des Motors an den Abfall der Leerlaufdrehzahl aufgrund der äußeren Last während der mageren Verbrennung des Motors 1 angepasst wird.
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine dritte Ausführungsform des Leerlaufsteuersystems entsprechend der vorliegenden Erfindung diskutiert. Die Motoranordnung der dritten Ausführungsform ist die gleiche, wie die der ersten Ausführungsform, und nur die Zündzeitpunkt-Steuerroutine für die Leerlaufsteuerung der dritten Ausführungsfonn unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, wie in einem Ablaufplan von 5 gezeigt ist. Daher wird nur die Erläuterung dieser Zündzeitpunkt-Steuerroutine unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 5 diskutiert.
Diese Zündzeitpunkt-Steuerroutine ist so programmiert, dass sie die Betriebsart für die gestaffelte Zündung auswählt, wenn die Motordrehzahl im Leerlauf durch Aufnehmen der äußeren Last verringert wird und dass sie das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis steuert, wenn der Motor 1 im Leerlauf und bei magerer Verbrennung arbeitet und wenn die Motordrehzahl durch Aufnehmen der äußeren Last verringert wird. Die Hauptstufen des Ablaufplans von 5 sind die gleichen, wie die des Ablaufplans von 2 der ersten Ausführungsform, außer das die Stufen S13, S14 und S15 zusätzlich in den Ablaufplan von 5 hinzugefügt sind. Die Stufe S13 zum Entscheiden, ob der Motor in dem mageren Verbrennungszustand arbeitet, wird unmittelbar folgend zu der Stufe S6 hinzugefügt. Die Stufe S14 zum Verändern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses wird unmittelbar nachfolgend zu der bejahenden Entscheidung der Stufe S13 hinzugefügt. Die Stufe S15 zum Rückführen des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses auf das magere Verhältnis wird unmittelbar folgend auf die Stufe S9 hinzugefügt. Zu den neu hinzugefügten Stufen wird eine Erläuterung ausgeführt.
Wenn praktisch die Motordrehzahl Ne im Leerlauf durch die äußere Last verringert wird, wird an der Stufe S6 die Betriebsart für die gestaffelte Zündung ausgewählt, um die Zündzeitpunkte der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 zu staffeln, und in diesem Zustand entscheidet die Steuereinheit 10 an der Stufe S13, ob der Motor 1 in dem mageren Verbrennungszustand arbeitet. Wenn außerdem die Entscheidung an der Stufe S13 bejahend ist, schreitet die Routine zu der Stufe S14 fort, bei der die Steuereinheit 10 das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf das stöchiometrische steuert, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis von dem mageren Verhältnis zu dem stöchiometrischen Verhältnis zu ändern. Diese Stufe entspricht einer Steuereinrichtung für ein stöchiometrisches Verhältnis.
Wenn die Motordrehzahl Ne der Soll-Drehzahl angenähert wird, wird die Zündungsbetriebsart auf die Betriebsart für die gleichzeitige Zündung an der Stufe S9 zurückgeführt, und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird zu dem mageren Verbrennungsverhältnis an der Stufe S15 zurückgeführt.
Mit der so angeordneten dritten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Arbeitsweise des Motors 1 eng an den Abfall der Motordrehzahl aufgrund der äußeren Last anzupassen, wenn die Motordrehzahl Ne im Leerlauf während der mageren Verbrennung des Motors 1 verringert wird.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine vierte Ausführungsform des Leerlaufsteuersystems entsprechend der vorliegenden Erfindung diskutiert. Die Motoranordnung der vierten Ausführungsform ist die gleiche, wie die der ersten Ausführungsform, und nur die Zündzeitpunkt-Steuerroutine für die Leerlaufsteuerung der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform, wie in einem Ablaufplan von 6 gezeigt ist. Daher wird nur die Erläuterung der Zündzeitpunkt-Steuerroutine unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 6 diskutiert.
Diese in 6 gezeigte Steuerroutine ist so programmiert, dass sie die Betriebsart für die gestaffelte Zündung und die Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses auf das stöchiometrische Verhältnis auswählt, wenn der Motor 1 in einem mageren Verbrennungszustand und im Leerlauf arbeitet und wenn die Motordrehzahl Ne durch Aufnehmen der äußeren Last verringert wird. Die Hauptstufen des Ablaufplans von 6 sind die gleichen, wie die des Ablaufplans von 2 der ersten Ausführungsform, außer dass die Stufen S11, S12, S14 und S15 zusätzlich in den Ablaufplan von 6 hinzugefügt sind. Mehr im Einzelnen, der Ablaufplan von 6 wird gebildet durch Hinzufügen der Stufen S14 und S15 zu dem Ablaufplan von 4 der zweiten Ausführungsform.
Wie aus dem Ablaufplan von 6 klar ist, ist die Stufe S11 zum Entscheiden, ob der Motor 1 in den mageren Verbrennungszustand versetzt ist, zwischen die Stufe S1 und die Stufe S2 hinzugefügt. Wenn entsprechenderweise die Entscheidung an der Stufe S1 bejahend ist, d. h., wenn der Motor in den Leerlauf versetzt ist, schreitet die Routine zu der Stufe S11 fort.
An der Stufe S11 entscheidet die Steuereinheit 10, ob der Motor 1 in den mageren Verbrennungszustand versetzt wurde oder nicht. Wenn die Entscheidung an der Stufe S11 bejahend ist, schreitet die Routine zu der Stufe S2 zur Entscheidung, ob F = 1 oder nicht ist, fort. Wenn die Entscheidung an der Stufe S11 negativ ist, schreitet die Routine zu der Stufe S12 fort, bei der der Drehzahlabfall-Merker F auf Null (F = 0) zurückgesetzt wird.
Nachfolgend zur Ausführung der Stufe S12 schreitet die Routine zu der Stufe S4 fort, bei der die Steuereinheit 10 die Betriebsart der gleichzeitigen Zündung auswählt, um gleichzeitig die erste und zweite Zündkerze 3 und 4 zu zünden. Danach wird die Routine beendet.
Durch die Ausführung der Stufen nachfolgend zur Stufe S2, wählt, wenn der Motor in dem mageren Verbrennungszustand und im Leerlauf arbeitet und wenn der Abfall der Motordrehzahl Ne durch die äußere Last ermittelt wurde, die Steuereinheit 10 die Betriebsart der gestaffelten Zündung aus, um die Zündzeitpunkte der ersten und zweiten Zündkerze 3 und 4 an der Stufe S6 zu staffeln. Außerdem schreitet in einem solchen Motorzustand, bei der der Motor 1 in dem mageren Verbrennungszustand und im Leerlauf arbeitet und der Abfall der Motordrehzahl Ne durch die äußere Last ermittelt wird, die Routine zu der Stufe S14 fort, bei der die Steuereinheit 10 das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis steuert, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis von dem mageren Verhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis zu verändern. Diese Stufe entspricht der Steuereinrichtung für das stöchiometrische Verhältnis.
Wenn die Motordrehzahl Ne einer Soll-Drehzahl angenähert wird, wird die Zündungsbetriebsart auf die Betriebsart der gleichzeitigen Zündung an der Stufe S9 zurückgeführt und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird auf das magere Verbrennungsverhältnis durch die Ausführung der Stufe S15 zurückgeführt.
Mit der so angeordneten vierten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung wird es möglich, dass die Arbeitsweise des Motors 1 bevorzugterweise an den Abfall der Leerlaufdrehzahl aufgrund der äußeren Last während der mageren Verbrennung des Motors angepasst wird.
Das Leerlaufsteuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung ist so angeordnet, dass es die Zündungszeitpunkte der beiden Zündkerzen jedes Zylinders staffelt. Mehr im Einzelnen, der gleichzeitige Zündzeitpunkt wird gestaffelt in einen in Richtung früh verstellten Zündzeitpunkt zum Erzeugen eines Drehmoments im Ansprechen auf die Einlei tung des äußeren Drehmoments und einen in Richtung spät verstellten Zündzeitpunkt zum Fortführen der Verbrennung gegenüber der Verlängerung der Verbrennungsperiode aufgrund des Abfalls der Motordrehzahl. Daher führt der Motor mit dem Leerlaufsteuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung bevorzugte Leerlaufvorgänge aus, um ein Drehmoment im Ansprechen auf die Einleitung des äußeren Drehmoments zu erzeugen und um die Verbrennung gegenüber dem Abfall der Motordrehzahl fortzuführen.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Veränderung der oben beschriebenen Ausführungsformen werden für den Fachmann im Licht der obigen Lehre ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die folgenden Patentansprüche definiert.

Claims

Leerlaufsteuersystem für einen Verbrennungsmotor (1), wobei der Motor (1) zwei Zündkerzen (3, 4) für jeden Zylinder (#1, #2, #3, #4) aufweist, wobei das Leerlaufsteuersystem umfasst: einen Leerlaufdetektor (13a), der ermittelt, ob der Motor (1) in den Leerlauf versetzt ist; einen Motordrehzahldetektor (14), der eine Motordrehzahl (Ne) des Motors (1) ermittelt; ein Steuergerät (10), das mit dem Leerlaufdetektor (13a) und dem Motordrehzahldetektor (14) gekoppelt ist, wobei das Steuergerät (10) so programmiert ist, dass es auf der Basis eines eine Motordrehzahl angebenden Signals des Motordrehzahldetektors (14) und eines einen Leerlauf angebenden Signals des Leerlaufdetektors (13a) entscheidet, ob die Motordrehzahl (Ne) um einen vorbestimmten Wert kleiner als eine Leerlaufdrehzahl ist, um die beiden Zündkerzen (3, 4) gleichzeitig zu zünden, wenn die Motordrehzahl (Ne) nicht kleiner als die Leerlaufdrehzahl um den vorbestimmten Wert ist und um Zündzeitpunkte der beiden Zündkerzen (3, 4) jedes Zylinders (#1, #2, #3, #4) zu staffeln durch Verstellen des Zündzeitpunktes der einen Zündkerze (3; 4) in Richtung früh und durch Verstellen des Zündzeitpunktes der anderen Zündkerze (4; 3) in Richtung spät, wenn das Steuergerät (10) ermittelt, dass die Motordrehzahl (Ne) im Leerlauf kleiner als die Leerlaufdrehzahl um den vorbestimmten Wert ist.
Leerlaufsteuersystern nach Anspruch 1, das außerdem einen Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Detektor (17) zum Ermitteln eines Abgas-Kraftstoff-Luft-Verhältnisses umfasst, wobei der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Detektor mit dem Steuergerät (10) gekoppelt ist.
Leerlaufsteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Steuergerät (10) die Zündzeitpunkte der beiden Zündkerzen (3, 4) jedes Brennraums (2) staffelt, wenn das Steuergerät (10) auf der Basis eines ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis angebenden Signals des Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Detektors (17) entscheidet, dass der Motor (1) in einen mageren Zustand versetzt ist, in dem ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis magerer als ein stöchiometrisches Verhältnis ist und wenn die Motordrehzahl (Ne) im Leerlauf kleiner als die Leerlaufdrehzahl um den vorbestimmten Wert ist.
Leerlaufsteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Steuergerät (10) ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf ein stöchiometrisches Verhältnis ändert, wenn der Motor (1) in einen mageren Zustand versetzt ist, bei dem ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist und wenn die Motordrehzahl (Ne) kleiner als die Leerlaufdrehzahl um den vorbestimmten Wert ist.
Leerlaufsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der in Richtung spät verstellte Zündzeitpunkt der anderen Kerze (4; 3) später als ein oberer Totpunkt ist.
Leerlaufsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das außerdem eine Zündspule (11, 12) für jede Zündkerze (3; 4) umfasst, wobei das Steuergerät (10) ein Steuersignal an die Zündspule (11; 12) sendet, um den Zündzeitpunkt der Kerze (3; 4) zu verändern.
Leerlaufsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der in Richtung früh verstellte Zündzeitpunkt und der in Richtung spät verstellte Zündzeitpunkt allmählich auf einen normalen Zeitpunkt zurückgeführt wird, wenn die Motordrehzahl (Ne) an eine Soll-Leerlaufmotordrehzahl angenähert wird.
Leerlaufsteuersystem nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (10) gleichzeitig die beiden Zündkerzen (3, 4) jedes Zylinders über die Zündspule (11; 12) zündet, wenn der Motor (1) im Leerlauf arbeitet und wenn die Motordrehzahl (Ne) nicht kleiner als die Leerlaufdrehzahl (Ne) (um den vorbestimmten Wert ist.
Verfahren zum Steuern einer Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors (1), wobei der Motor (1) zwei Zündkerzen (3, 4) für jeden Zylinder (#1, #2, #3, #4) aufweist, wobei das Verfahren umfasst: