DE19737375A1 - Steuergerät für einen Motor mit innerer Verbrennung, Direkt-Einspritzung und Funkenzündung - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen Motor mit innerer Verbrennung, Direkt-Einspritzung und Funkenzündung und insbesondere ein Steuergerät zur Steuerung eines Fahrzeugmotors mit innerer Verbrennung dieser Art.

Dazugehöriger Stand der Technik:
Bei einem in einem Fahrzeug eingebauten funkengezündeten Motor mit innerer Verbrennung sind in letzter Zeit verschiedene Arten von Motoren mit Benzin-Direkt-Einspritzung vorgeschlagen worden, wobei der Kraftstoff direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, mit dem Ziel, die Abgabe von schädlichen Anteilen des Abgases zu reduzieren und den Wirkungsgrad des Kraftstoffs zu verbessern, anstatt eines herkömmlichen Motors mit Saugkanaleinspritzung, bei dem der Treibstoff in einer Einlaßleitung eingespritzt wird.

Ein Benzinmotor mit Direkt-Einspritzung ist derart angeordnet, daß der Kraftstoff von einer Kraft­ stoff-Einspritzdüse in eine an der Oberseite des Kolbens ausgeformte Aussparung eingespritzt wird, um auf diese Weise ein Kraft­ stoff-Luft-Gemisch mit annähernd stöchiometrischen Anteilen von Kraftstoff und Luft im Bereich einer Zündkerze zum Zündzeitpunkt zu liefern, wodurch die Zündung selbst dann ermöglicht wird, wenn das Gemisch im gesamten Zylinder ein magereres Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis hat, so daß der Ausstoß von CO und HC reduziert wird und der Wirkungsgrad des Kraftstoffs im Leerlaufbetrieb oder Fahrten mit wenig Last deutlich erhöht wird.

Bei einem solchen Funkenzündungsmotor wird zwischen einem Einspritzmodus beim Verdichtungshub (Einspritzmodus zweiter Art) und einem Einspritzmodus beim Ansaughub (Einspritzmodus erster Art) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors oder der Motorlast umgeschaltet. Insbesondere wird beim Betrieb mit geringer Last der Kraftstoff während des Verdichtungshubes eingespritzt, damit im Bereich um die Zündkerze oder in der Aussparung ein Kraftstoff-Luft-Gemisch mit annähernd stöchiometrischem Kraftstoff-Luft-Verhältnis gebildet wird, wodurch eine optimale Zündung mit einem Gemisch ermöglicht wird, dessen Kraftstoff-Luft-Verhältnis insgesamt mager ist. Im Gegensatz dazu wird beim Betrieb mit mittlerer oder hoher Last der Kraftstoff während des Ansaughubes eingespritzt, damit ein Gemisch mit gleichmäßigem Kraftstoff-Luft-Verhältnis im gesamten Brennraum gebildet wird, wodurch eine große Menge an Kraftstoff verbrannt wird, um eine hohe Motorleistung zu erzeugen, die während Beschleunigungsphasen oder bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit benötigt wird, so wie es bei herkömmlichen Motoren mit Saugkanaleinspritzung der Fall ist.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-99020 offenbart im einleitenden Teil der Beschreibung einen 2-Takt-Motor mit innerer Verbrennung und Direkt-Einspritzung als Stand der Technik, bei dem die eingespritzte Kraftstoff-Menge während des Betriebs mit niedriger Last in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung der Drosselklappe und der Drehzahl des Motors errechnet wird, und bei dem die eingespritzte Kraftstoff-Menge während des Motorbetriebs mit hoher Last in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge, welche mittels eines Luftmengenmessers erfaßt wird, und der Motordrehzahl errechnet wird. Bei einem derartigen Motor mit innerer Verbrennung wird nicht nur die Menge des eingespritzten Kraftstoffs in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung der Drosselklappe errechnet und angepaßt, sondern es wird ebenso die angesaugte Luftmenge angepaßt, die in den Zylinder gelangt. Zur Regulierung der Menge an angesaugter Luft wird der Öffnungsgrad eines Luft-Steuerventils gesteuert, das in einer Bypass-Leitung angebracht ist, die einen im Ansaugtrakt des Motors montierten mechanischen Kompressor umgeht.

Bei diesem 2-Takt-Einspritz-Motor erfolgt eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Veränderung der Öffnungsstellung der Drosselklappe und dem Zeitpunkt des Erreichens eines benötigten Volumens der angesaugten Luftmenge zur Versorgung des Zylinders, die durch die veränderte Öffnungsstellung der Drosselklappe sowie die jeweilige Drehzahl des Motors bestimmt ist. Im Gegensatz dazu kann der Motor mit Direkt-Einspritzung und innerer Verbrennung ohne Verzögerung den Zylinder mit genau der berechneten Menge an eingespritztem Kraftstoff versorgen, wenn sich die berechnete Menge abhängig von der Veränderung der Öffnungsstellung der Drosselklappe, im unterschied zum Motor mit innerer Verbrennung verändert, bei dem der Kraftstoff in die Ansaugleitung eingespritzt wird. In dieser Hinsicht wirft der zuvor erwähnte 2-Takt-Motor das Problem auf, daß das tatsächliche Kraftstoff-Luft-Verhältnis solange vom optimalen Kraftstoff-Luft-Verhältnis abweicht, bis die Menge an angesaugter Luft ein benötigtes Volumen erreicht, das von der veränderten Öffnungsstellung der Drosselklappe und der Drehzahl des Motors bestimmt wird.

Um solch ein Problem auszuschließen, schlägt die zuvor erwähnte japanische Patentveröffentlichung eine technische Lösung vor, welche vorsieht, daß während der Berechnung der eingespritzten Kraftstoffmenge auf Basis der Öffnungsstellung der Drosselklappe eine Reaktion auf die Veränderung der eingespritzten Kraftstoffmenge in bezug auf eine Veränderung der Offenstellung der Drosselklappe stärker verzögert wird, als eine zum Zeitpunkt der Errechnung der eingespritzten Kraftstoffmenge aufgrund der angesaugten Luftmenge eintretenden Reaktion auf eine Veränderung der eingespritzten Kraftstoffmenge in bezug auf eine Veränderung der angesaugten Luftmenge. Genauer gesagt wird eine Filtergröße zur Steuerung aufgrund der Öffnungsstellung der Drosselklappe höher gesetzt als die Größe zur Steuerung aufgrund der angesaugten Luftmenge.

Im einzelnen wird entsprechend dem in der japanischen Offenlegungsschrift beschriebenen bekannten Stand der Technik zusätzlich zu dem in einer Bypass-Leitung bereitgestellten Luftsteuerventil, das einen mechanischen Kompressor umgeht, der in der Ansaugluftleitung an einer Stelle hinter der Drosselklappe montiert ist, ein Bypass-Luftventil in einer weiteren Bypass-Leitung bereitgestellt, welche die Drosselklappen-Leitung umgeht. Um das Problem auszuschließen, daß der Zylinder nicht die optimale Ansaug-Luftmenge im Verhältnis zur eingespritzten Kraftstoff-Menge erhält, selbst wenn die Menge an angesaugter Luft durch die Drosselklappe gesteuert wird, wird während des Betriebs mit niedriger Last, bei dem die eingespritzte Kraftstoffmenge mit einer Zunahme des Drucks auf das Gaspedal zunimmt, die Öffnung des Luft-Steu­ erventils und des Bypass-Luftventils so in Abhängigkeit von der drosselklappengesteuerten eingespritzten Kraftstoffmenge eingestellt, daß eine optimale Menge an angesaugter Luft entsprechend der eingespritzten Kraftstoffmenge erhalten wird, und das Eintreten einer großen Abweichung zwischen den Drücken stromaufwärts und stromabwärts des Kompressors verhindert wird, um einen Drehzahlverlust des mechanischen Kompressors zu unterdrücken. Daraus folgt die Einstellung einer Luftmenge, die durch die Bypass-Leitungen stromaufwärts zum mechanischen Kompressors geleitet wird. Weiterhin wird eine Filtergröße bei der von der Drosselklappenöffnung gesteuerten Kraft­ stoff-Einspritzmenge erhöht, um eine Verzögerung der Reaktion auf eine Einstellung der Luftmenge auszuschließen.

Jedoch konnte kein klarer Zusammenhang zwischen der Menge an eingespritztem Kraftstoff und der Menge an angesaugter Luft erkannt werden, falls eine Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge während einer Einstellung der angesaugten Luftmenge vorgenommen wurde, wie dies in der japanischen Patentveröffentlichung offenbart ist. Aus diesem Grunde ist es schwierig, eine Menge an angesaugter Luft entsprechend der Menge an eingespritztem Kraftstoff zu erhalten, weshalb entweder keine zufriedenstellende Motorleistung erzielt werden kann oder die Verbrennung eine Verschlechterung erfahren kann. Wenn ein verschlechterter Verbrennungszustand vorliegt, werden sich daraus entwickelte schädliche Abgase vom Motor an die Atmosphäre abgegeben und eine Verschlechterung des Motors ist die Folge.

Bei einem typischen Benzinmotor mit Direkt-Einspritzung wird zwischen dem Einspritzmodus erster Art und dem Einspritzmodus zweiter Art je nach Motorlast, wie oben beschrieben, umgeschaltet. Beim Einspritzmodus erster Art kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht zu mager eingestellt werden, und daher wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert um 20 oder darunter gesetzt. Andererseits ist beim Einspritzmodus zweiter Art, bei dem der Kraftstoff in der letzteren Phase des Verdichtungshubes eingespritzt wird, der Grad der Schichtung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches hoch, und im Bereich um die Zündkerze wird ein annähernd stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet. Ist das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis auf einen Wert eingestellt, der sehr kraftstoffreich ist, können Fehlzündungen im Motor eintreten. Daher wird normalerweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert von ungefähr 22 oder darüber eingestellt. Daraus resultiert ein Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, in dem die Verbrennung behindert ist, der zwischen 20 und 22 liegt.

Der Bereich der behinderten Verbrennung wird zwangsläufig bei einem Umschalten zwischen dem Einspritzmodus erster Art und dem Einspritzmodus zweiter Art durchlaufen. In dem Bereich der behinderten Verbrennung erfährt der Betriebszustand des Motors eine Verschlechterung und das Ausgangsdrehmoment des Motors steigt oder sinkt zeitweilig. Selbst wenn noch eine vorübergehende Zunahme oder Abnahme des Ausgangsdrehmoments des Motors zu dem Zeitpunkt des Wechsels der Einspritzmoden erfolgt, ist ein unerwarteter Drehmomentsprung die Folge.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 63-12850 stellt fest, daß im Falle einer Änderung eines Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses für einen herkömmlichen Motor mit Saugkanal-Einspritzung in Übereinstimmung mit dem Saugkanaldruck, einer Änderungsgröße der Motordrehzahl (oder einer Änderungsgröße der Fahrzeuggeschwindigkeit) und der Drosselklappenöffnung, einen unerwünschten starken Stoß oder eine Steigerung des NOx-Ausstoßes während der Veränderung des Sollwertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Folge hat, wenn die gleiche Änderungsgeschwindigkeit verwendet wird, wenn das Sollwert-Verhältnis vom stöchiometrischen Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird und wenn das Sollwert-Verhältnis von einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird. Um dem vorzubeugen, verringert der in der oben genannten Patentveröffentlichung zitierte Stand der Technik die Änderungsgeschwindigkeit bei einem Wechsel zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um in erster Linie den großen Stoß angesichts der Tatsache zu reduzieren, daß ein großer Stoß eintritt und der NOx-Ausstoß hoch ist, wenn vom stöchiometrischen auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird. Dagegen wird beim Wechsel von einem mageren zu einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis die Änderungsgeschwindigkeit erhöht, um in erster Linie den NOx-Ausstoß zu reduzieren, da mit einer Erhöhung der Änderungsgeschwindigkeit ein Stoß relativ schwach ausfällt und der NOx-Ausstoßpegel gering ist und graduell sinkt.

Es ist jedoch schwierig, den in der oben genannten japanischen Patentveröffentlichung gezeigten und für einen Motor mit Saugkanal-Einspritzung vorgesehenen Stand der Technik auf einen Motor mit Direkt-Einspritzung anzuwenden, bei dem die Kraftstoff-Einspritzdauer mit einem Wechsel des Einspritzmodus verändert wird, und bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen Bereich mit verhinderter Verbrennung durchläuft. Selbst wenn der Stand der Technik auf einen Motor mit Direkteinspritzung anwendbar ist, erweist es sich ferner als unmöglich, einen angemessenen Verbrennungszustand zu gewährleisten und einen Drehmomentsprung bei einem Motor mit Direkt-Einspritzung zu verringern, dessen Motoreigenschaften und Steuerverfahren sich völlig von denen des Motors mit Saugkanal-Einspritzung unterscheiden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereistellung eines Steuergerätes für einen Motor mit innerer Verbrennung, Funkenzündung und Direkt-Einspritzung, das dazu in der Lage ist, dauerhaft einen geeigneten Verbrennungszustand sowie einen stabilen Betriebszustand des Motors zu gewährleisten, bei dem keine spürbaren Drehmomentsprünge beim Umschalten der Einspritzmoden auftreten.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für einen Motor mit innerer Verbrennung und Direkt-Ein­ spritzung, der einen Brennraum aufweist, eine Kraft­ stoff-Einspritz-Einheit zur direkten Kraftstoff-Versorgung des Brennraumes sowie eine Gaspedaleinheit zur Drehzahlregelung des Motors bereitgestellt. Das Steuergerät umfaßt folgendes: ein Gaspedal-Stellungs-Erfassungs-Mittel zur Erfassung eines Betriebszustandes der Gaspedaleinheit und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das den erfaßten Betriebszustand der Gaspedaleinheit anzeigt; ein Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel zur Erfassung der in den Brennraum angesaugten Ansaugluftmenge und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die erfaßte Ansaugluftmenge anzeigt; ein Erster-lastbezogener-Wert Berechnungs-Mittel zur Berechnung eines ersten lastbezogenen Wertes in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gaspedal- Stellungs-Erfassungs-Mittels; ein Zweiter-lastbezogener-Wert-Be­ rechnungs-Mittel zur Berechnung eines zweiten lastbezogenen Wertes in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittels; ein Einspritzmodus-Auswahl-Mit­ tel, das entweder zur Auswahl eines Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus dient, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Verdichtungshubs erfolgt, oder eines Ansaughub-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Ansaughubes erfolgt, in Übereinstimmung entweder mit dem ersten oder dem zweiten lastbezogenen Wert; ein Sollwert-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Be­ rechnungs-Mittel zur Berechnung eines Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses, basierend auf jedem der ersten und zweiten lastbezogenen Werte; ein Kraftstoff-Einspritz-Mengen-Be­ rechnungs-Mittel zur Berechnung einer Menge an eingespritztem Kraftstoff in Übereinstimmung mit dem durch das Sollwert-Luft-Kraft­ stoff-Berechnungs-Mittel auf Basis des ersten lastbezogenen Wertes berechneten Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel ermittelten angesaugten Luftmenge, wenn der Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus durch das Einspritzmodus-Auswahl-Mittel ausgewählt ist, und zur Berechnung einer Menge an eingespritztem Kraftstoff in Übereinstimmung mit dem durch das Sollwert-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Berechnungs-Mittel auf Basis des zweiten lastbezogenen Wertes berechneten Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses sowie der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mit­ tel ermittelten angesaugten Luftmenge, wenn der Ansaughub-Ein­ spritzmodus ausgewählt ist; und ein Kraftstoff-Einspritz-Steu­ erungs-Mittel zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritz-Vor­ richtung in Übereinstimmung mit der durch das Kraft­ stoff-Einspritz-Mengen-Berechnungs-Mittel ermittelten Menge an eingespritztem Kraftstoff.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein am ausgewählten Einspritzmodus ausgerichteter Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses durch Berechnung des auf dem Betriebszustand der Gaspedaleinzeit basierenden ersten lastbezogenen Wertes erhalten werden, der den Betriebszustand des Motors im Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus entsprechend widerspiegelt, durch Berechnung des auf der Ansaugluftmenge basierenden zweiten lastbezogenen Wertes, der den Betriebszustand des Motors im Ansaughub-Ein­ spritzmodus entsprechend widerspiegelt, sowie durch Berechnung eines Sollwertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit einem zugehörigen lastbezogenen Wert, der dem ausgewählten Einspritzmodus entspricht. Zwischen dem auf Basis des Betriebszustandes der Gaspedaleinheit und des Betriebszustandes des Motors im Verdichtungshub-Einspritzmodus berechneten ersten lastbezogenen Wert und dem auf Basis der Ansaugluftmenge und dem Betriebszustand des Motors im Ansaughub-Ein­ spritzmodus berechneten zweiten lastbezogenen Wert wurde eine starke Korrelation festgestellt. Daher wird der aufgrund entweder des ersten oder zweiten lastbezogenen Wertes berechnete Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der eine höhere Korrelation mit dem Einspritzmodus aufweist, an dem Einspritzmodus ausgerichtet. Durch Verwendung einer in Übereinstimmung mit dem so berechneten Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses und der angesaugten Luftmenge berechneten Menge an eingespritztem Kraftstoff kann eine Steuerung der Kraftstoff-Einspritzung entsprechend dem Einspritzmodus durchgeführt werden, während permanent der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geregelt werden kann. Dadurch kann eine stabile Verbrennung im Motor mit innerer Verbrennung sichergestellt werden, um auf diese Weise einen guten Betriebszustand des Motors zu erhalten.

Vorzugsweise umfaßt das Steuergerät weiterhin ein Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel zur Korrektur der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel ermittelten Ansaugluftmenge, wenn der Ansaughub-Einspritzmodus durch das Einspritzmodus-Aus­ wahl-Mittel ausgewählt ist.

Mit diesem bevorzugten Steuergerät ist es möglich, einen verschlechterten Betriebszustand des Motors zu vermeiden, der durch eine unnötige Korrektur der Ansaugluft im Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus verursacht ist, bei dem die Ansaugung der Ansaugluft vor dem Einspritzen des Kraftstoffes ohne Verzögerung abgeschlossen ist, und so kann die Menge des eingespritzten Kraftstoffes in Übereinstimmung mit der erfaßten Ansaugluftmenge entsprechend eingestellt werden. Inzwischen kann eine richtige Menge an eingespritztem Kraftstoff im Ansaughub-Einspritzmodus, der eine Verzögerung der Ansaugung der Ansaugluft hervorruft, durch Korrektur der erfaßten Ansaugluftmenge eingestellt werden.

Vorzugsweise stellt das Sollwert-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Berechnungsmittel den Soll-Wert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses auf ein erstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, welches magerer als das stöchiometrische Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis ist, wenn der Verdichtungshub-Einspritzmodus durch das Einspritzmodus-Auswahlmittel ausgewählt wird. Wenn der Ansaughub-Einspritzmodus ausgewählt ist, stellt das Sollwert- Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungsmittel den Soll-Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf ein zweites Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis ein, das fetter als das erste Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis ist.

Mit dieser bevorzugten Anordnung kann der Motor stabil im Verdichtungshub-Einspritzmodus mit einem mageren Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis betrieben werden, wodurch der Wirkungsgrad des Kraftstoffes verbessert wird, während die Motorleistung durch den Betrieb des Motors im Ansaughub-Einspritzmodus gesteigert werden kann.

Vorzugsweise beinhaltet das Steuergerät weiterhin ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangsmittel zur variablen Einstellung eines übergangsweisen Soll-Wertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses, wenn ein anderer Einspritzmodus als der, der dann ausgewählt wird, erneut durch das Einspritz-Modus- Auswahl-Mittel ausgewählt werden soll, so daß auf ein Wechsel des Einspritzmodus eingeleitet wird. Das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangsmittel stellt einen Moduswechsel des Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, der innerhalb eines Bereiches fällt, der vom Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Einspritzmodus vor dem Übergang und vom Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses im Einspritzmodus nach dem Übergang bestimmt wird, und der graduell den Übergangs-Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer ersten Änderungsgeschwindigkeit verändert, u.z. von dem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Einspritzmodus vor dem Übergang zu dem Modus-Übergang des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses, während ein geeigneter Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung für den Einspritzmodus vor dem Übergang beibehalten wird. Wenn der Übergangs-Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses das Modus-Übergangs-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis erreicht hat, verstellt die Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangseinheit den Zeitpunkt der Kraft­ stoff-Einspritzung passend zum Einspritzmodus nach dem Übergang und verändert graduell den Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses mit einer zweiten Änderungsgeschwindigkeit von dem Modus-Übergangs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in unmittelbarer Umgebung von diesem zum Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Einspritzmodus nach dem Übergang.

Gemäß dieser bevorzugten Vorrichtung ist es möglich, unter Verwendung einer relativ einfachen Steueranordnung, eine Schwankung des Motorausgangmomentes aufgrund von plötzlichen Schwankungen in der eingespritzten Kraftstoffmenge beim Wechsel des Einspritzmodus zu unterdrücken.

Vorzugsweise stellt die Übergangseinheit des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen Wert ein, der kleiner als der der ersten Änderungsgeschwindigkeit ist. In diesem Falle kann ein Drehmomentsprung nach dem Wechsel des Einspritzmodus auf geeignete Weise verringert werden.

Vorzugsweise stellt die Übergangseinheit des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses nach einem Wechsel vom Ansaughub-Ein­ spritzmodus zum Verdichtungshub-Einspritzmodus den Wert der zweiten Änderungsgeschwindigkeit auf einen kleineren Wert als den der ersten Änderungsgeschwindigkeit. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen starken Drehmomentsprung zu unterdrücken, der im Motor besonders dann auftritt, wenn vom Ansaughub-Ein­ spritzmodus in den Vorrichtungshub-Einspritzmodus umgeschaltet wird, wobei das Umschalten im allgemeinen beim Beginn eines Schiebebetriebs des Motors stattfindet, was durch einen Übergang des Betriebszustandes vom Mittel-/Hochlastbereich zum Niedriglastbereich bewirkt wird. Auf diese Weise ermöglicht das Steuergerät eine Verbesserung der Fahrbarkeit eines Fahrzeugs, das mit dem Motor mit interner Verbrennung ausgerüstet ist.

Vorzugsweise stellt das Übergangsmittel des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem ersten lastbezogenen Wert ein. In diesem Fall können die ersten und zweiten Änderungsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit vom ersten lastbezogenen Wert entsprechend eingestellt werden, die den Betriebszustand des Motors genau widerspiegeln, um auf diese Weise Sprünge im Ausgangsmoment des Motors während Übergängen des Einspritzmodus zu verhindern.

Vorzugsweise stellt das Übergangsmittel des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Größe der angesaugten Luftmengeneinstellung ein, die durch ein Einstellmittel für die Ansaugluft erfolgt, die im Motor mit innerer Verbrennung bereitgestellt ist, um die Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gespedal-Zustands-Er­ fassungs-Mittels einzustellen. In diesem Fall können die ersten und zweiten Änderungsgeschwindigkeiten derart eingestellt werden, daß sie einer Steuerung angepaßt werden, damit die Ansaugluftmengen zunehmen oder abnehmen, so daß die Menge an eingespritztem Kraftstoff variiert werden kann in Abhängigkeit von der gesteuerten abnehmenden oder zunehmenden Ansaugluftmenge. Dadurch ist es möglich, wirksam einen Wechsel des Motor-Ausgangsdrehmoments bei Wechseln des Einspritzmodus zu vermeiden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist eine Steuer-Vorrichtung für einen Motor mit innerer Verbrennung und Direkt-Einspritzung bereitgestellt, der einen Brennraum und eine Kraftstoff-Einspritz-Vorrichtung zur direkten Kraftstoff-Versorgung des Brennraumes aufweist. Die Steuer-Vor­ richtung umfaßt folgendes: ein Betriebszustands-Erfassungs-Mit­ tel zur Erfassung eines Betriebszustandes des Motors mit innerer Verbrennung; ein Einspritzmoden-Auswahl-Mittel zur Auswahl entweder eines Verdichtungshub-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Verdichtungshubes erfolgt, oder eines Ansaughub-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Ansaughubes erfolgt, und zwar in Übereinstimmung mit dem vom Betriebszustands-Erfassungs-Mittel erfaßten Betriebszustand des Motors mit innerer Verbrennung; ein Verbrennungsparameter-Ein­ stell-Mittel zur Einstellung eines Wertes eines Verbrennungsparameters, der den Verbrennungszustand in dem Brennraum beeinflußt, und zwar in Abhängigkeit von dem vom Einspritzmoden-Auswahl-Mittel ausgewählten Einspritzmodus; ein Verbrennungs-Steuerungs-Mittel zur Steuerung des Verbrennungszustandes in Übereinstimmung mit dem durch das Verbrennungsparameter-Einstell-Mittel eingestellten Verbrennungsparameterwert und entsprechend dem ausgewählten Einspritzmodus; und ein Verbrennungsparameter-Übergangs-Mittel zum Verändern eines Verbrennungsparameterwertes vor dem Wechsel der für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passend ist, in einen Verbrennungsparameterwert nach dem Wechsel, der für den Einspritzmodus nach dem Wechsel passend ist, sobald ein sich vom danach ausgewählten Einspritzmodus unterscheidender Einspritzmodus vom Einspritzmoden-Auswahl-Mittel erneut ausgewählt wird, so daß ein Moden-Wechsel begonnen wird. Der Verbrennungsparameter umfaßt einen Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses. Das Übergangsmittel des Verbrennungsparameter beinhaltet ein Übergangsmittel des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur variablen Einstellung eines Übergangs-Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses, wenn eine Umstellung des Einspritzmodus vorgenommen wird. Das Übergangsmittel des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses stellt ein Moden-Wechsel-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis ein, das innerhalb eines Bereiches fällt, der von einem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Wechsel des Einspritzmodus und von einem Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses nach dem Wechsel des Einspritzmodus bestimmt wird, und verändert graduell den Übergangs-Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer ersten Änderungsgeschwindigkeit von dem Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses vor dem Wechsel des Einspritzmodus zum Modus- Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während der passende Einspritzzeitpunkt für den Einspritzmodus vor dem Wechsel beibehalten wird. Wenn der Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses den Modus-Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht hat, verändert die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Über­ gangseinheit den Einspritzzeitpunkt von einem passenden Wert vor dem Wechsel des Einspritzmodus auf einen passenden Wert nach dem Wechsel des Einspritzmodus und verändert graduell den Übergangs-Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer zweiten Änderungsgeschwindigkeit von dem Modus-Wechsel-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis oder einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der unmittelbaren Umgebung davon auf einen Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses für den Einspritzmodus nach dem Wechsel.

Das Steuergerät gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist besonders deshalb vorteilhaft, weil es möglich ist, einen Sprung im Ausgangsdrehmoment des Motors zu unterdrücken, der von einem plötzlichen Wechsel der eingespritzten Kraftstoffmenge beim Wechseln des Einspritzmodus verursacht wird.

Vorzugsweise wird, im Falle des Steuergeräts gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen kleineren Wert als der der ersten Änderungsgeschwindigkeit eingestellt, um auf diese Weise einen vom Wechsel des Einspritzmodus verursachten Drehmomentstoß zu reduzieren. Insbesondere ist es vorzuziehen, die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen Wert einzustellen, der kleiner als der der ersten Änderungsgeschwindigkeit beim Wechseln vom Ansaughub-Einspritzmodus zum Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus ist. Weiterhin können die erste und die zweite Änderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Größe der angesaugten Luftmenge eingestellt werden, was durch eine Ansaugluftmengen-Einstelleinheit durchgeführt wird. Weiterhin können die erste und die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf der Grundlage des ersten lastbezogenen Wertes eingestellt werden, und in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand eines Gaspedals zur Drehzahlregelung des Motors berechnet werden.

Vorzugsweise enthält das Steuergerät weiterhin ein Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel zur Erfassung der in den Brennraum angesaugten Ansaugluftmenge. Das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel stellt die erste und die zweite Änderungsgeschwindigkeit so ein, daß sie proportional zu einer Änderungsgröße der angesaugten Luftmenge sind, die vom Ansaugluftmengen-Erfassungsmittel erfaßt wird. In diesem Falle kann die Menge an eingespritztem Kraftstoff derart verändert werden, daß sie mit einer Veränderung der angesaugten Luftmenge übereinstimmt, wodurch ein Sprung im Ausgangsdrehmoment des Motors unterdrückt wird.

Vorzugsweise umfassen die Verbrennungsparameter einen Zündzeitpunkt, bei dem der von der Kraftstoff-Einspritzungs-Vor­ richtung in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff durch im Motor mit innerer Verbrennung bereitgestellte Zündmittel funkengezündet wird. Das Verbrennungsparameter-Übergangs-Mittel umfaßt ein Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel zur Steuerung eines Übergangs-Zündzeitpunktes, der als Zündzeitpunkt während eines Einspritzmoden-Überganges dient, um bei einem Übergang der Einspritzmoden die Ausgangsleistung des Motors mit innerer Verbrennung sanft zu verändern. In diesem Falle kann der Zündzeitpunkt während eines Wechsels des Einspritzmodus optimiert werden, um auf diese Weise einen guten Zustand der Verbrennung im Motors beizubehalten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Übersicht und zeigt ein Steuergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zusammen mit einem damit ausgerüsteten Benzinmotor mit Direkteinspritzung;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm und zeigt verschiedene Berechnungsabschnitte, wie beispielsweise ein Abschnitt zur Berechnung des Sollwerts des mittleren Wirkdrucks, ein Abschnitt zur Berechnung des volumetrischen Wirkungsgrades, und ein Abschnitt zur Berechnung des A/F-Sollwertes einer elektronischen Steuereinheit des Steuergeräts aus Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Diagramm und zeigt ein Kennfeld, das sich auf den Zeitpunkt der Festlegung eines Kraftstoff-Einspritzmodus bezieht;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm und zeigt einen Teil einer Einstellroutine für die Verbrennungsparameter, bei der verschiedene Werte der Verbrennungsparameter eingestellt sind;

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 4, einen weiteren Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 5 einen anderen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 6 einen anderen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 4 einen anderen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 8 einen anderen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 8 einen anderen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 8 den restlichen Teil der Einstellroutine für die Verbrennungsparameter;

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm und zeigt einen Teil der Zeitgeberroutine, die von der Steuereinheit jedesmal durchgeführt wird, wenn ein Unterbrechungssignal erzeugt wird;

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm und zeigt anschließend an Fig. 12 den restlichen Teil der Zeitgeberroutine;

Fig. 14 ist ein Zeitdiagramm und zeigt einen Wechsel des Kraftstoff-Einspritzmodus, den Zeitpunkt der Beendigung der Kraftstoff-Einspritzung Tend, den Korrekturkoeffizienten Kaf für den A/F-Sollwert nach Zeitablauf, während einer Steuerung des Moden-Überganges vom S-F/B-Modus in den mageren Modus zweiter Art; und

Fig. 15 ist ein Flußdiagramm und zeigt eine Einstellroutine für den Zeitpunkt der Kraftstoff-Einspritzung Tinj.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen wird ein Steuergerät, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, für einen in einem Fahrzeug eingebauten Motor mit Direkt-Einspritzung und Funkenzündung beschrieben.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen 4-Zylinder-Reihen-Benzinmotor mit Direkt-Einspritzung, der so konstruiert ist, daß die Kraftstoff-Einspritzung während des Verdichtungshubs (Einspritzmodus zweiter Art) und während des Ansaughubs (Einspritzmodus erster Art) durchgeführt wird, und der eine Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis erlaubt. Der Motor mit Direkt-Einspritzung 1 weist Brennräume, ein Ansaugsystem, ein Abgas-Rückführsystem (EGR) und dergleichen auf, die ausschließlich für eine Direkt-Einspritzung konstruiert sind, um dadurch einen stabilen Motorbetrieb mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (stöchiometrisches Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis) und einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu ermöglichen.

Ein Zylinderkopf 2 des Motors 1 ist mit einer magnetisch betätigten Kraftstoff-Einspritzdüse 4 sowie einer Zündkerze 3 für jeden Zylinder ausgestattet. Die Kraftstoff-Einspritzdüse 4 ist so angeordnet, daß sie den Kraftstoff direkt in einen Brennraum 5 einspritzt. Die Oberseite eines gleitenden sich in einem Zylinder 6 angeordneten Kolbens 7 weist eine halbkreisförmige Aussparung 8 auf. Die Aussparung ist so angeordnet, daß sie von den aus der Kraftstoff-Einspritzdüse 4 kommenden Kraftstoff-Strahlen erreicht werden kann, wenn der Kraftstoff in einer späten Phase des Verdichtungshubs eingespritzt wird. Das Verdichtungsverhältnis des Motors 1 ist auf einen größeren Wert (beispielsweise um 12) als bei einem Motor mit Saugkanal-Einspritzung eingestellt. Für einen Ventilsteuerungsmechanismus sorgt ein DOHC-Vierventil-System. Eine Einlaßseitige Nockenwelle 11 und eine auslaßseitige Nockenwelle 12 zur jeweiligen Steuerung eines Einlaßventils 9 und eines Auslaßventils 10 sind in einem oberen Bereich des Zylinderkopfs 2 drehbar gelagert.

Der Zylinderkopf 2 weist Einlaßkanäle 13 auf, wobei sich jede im wesentlichen aufwärts zwischen den Nockenwellen 11 und 12 erstrecken. Der angesaugte Luftfluß, der den Einlaßkanal 13 passiert hat, kann in dem Brennraum 5 eine Wirbelströmung entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugen, wie in Fig. 1 dargestellt. Auslaßkanäle 14 erstrecken sich im wesentlichen horizontal, wie dies auch bei gewöhnlichen Motoren der Fall ist. Ein Kanal 15 zur Abgasrückführung (EGR) 15 mit großem Durchmesser zweigt diagonal von dem betreffenden Auslaßkanal 14 nach unten ab.

Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Wassertemperatur-Sen­ sor, der die Kühlwasser-Temperatur Tw erfaßt. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen flügelartigen Kurbelwellen- Winkel-Sensor zur Ausgabe eines Kurbelwellen-Winkel-Signals SGT in bestimmten Kurbelwellen-Positionen (z. B. 5° BTDC und 75° BTDC) für jeden Zylinder. Der Kurbelwellen-Winkel-Sensor 17 ist so angeordnet, daß er die Motordrehzahl Ne aufgrund des Kurbelwellen-Winkel-Signals SGT erfaßt. Das bedeutet, daß der Kurbelwellen-Winkel-Sensor 17 ein Erfassungsmittel der Motordrehzahl darstellt. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Zündspule zur Versorgung der Zündkerze 3 mit Hochspannung. Eine der Nockenwellen, die mit der Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle rotiert, ist mit einem Sensor zur Unterscheidung der Zylinder (hier nicht dargestellt) ausgerüstet, um ein Zylinder- Unterscheidungs-Signal zu erzeugen, wodurch der Zylinder, für den das Kurbelwellen-Winkel-Signal SGT ausgegeben wird, unterschieden wird.

Die Einlaßkanäle 13 sind durch ein Ansaugrohr 21, mit einem Ausgleichbehälter 20, mit einem Ansaugrohr 25, das mit einem Drosselklappenelement 23 ausgestattet ist, mit einem von einem Schrittmotor gesteuerten ersten Luft-Bypass-Ventil (#1ABV) 24, mit einem Luftströmungs-Sensor (Mittel zur Erfassung der angesaugten Luftmenge) 32 und mit einem Luftfilter 22 verbunden.

Das Ansaugrohr 25 ist mit einem Luft-Bypass-Ventil 26 mit großem Durchmesser ausgestattet, womit das Drosselklappenelement 23 umgangen wird, und wodurch die angesaugte Luft in das Ansaugrohr 21 strömt. Ein großes von einem Linearmagneten gesteuertes zweites Luft-Bypass-Ventil (#2ABV) 27 ist im Rohr 26 angeordnet. Das Luft-Bypass-Rohr 26 hat einen Strömungsbereich, der weitgehend dem-des Ansaugrohres 25 entspricht, so daß eine Menge an angesaugter Luft, die für einen niedrigen oder mittleren Drehzahlbereich des Motors 1 benötigt wird, bei voll geöffnetem #2ABV 27 durch das Rohr 26 strömen kann.

Das Drosselklappenelement 23 weist ein klappenartiges Drosselventil 28 auf, welches für ein Öffnen und Schließen des darin gebildeten Einlaßbereichs sorgt, einen Drossel-Positions-Sen­ sor (nachstehend als TPS bezeichnet) 29, der als Sensor für den Öffnungsgrad des Drosselventils dient, um den Öffnungsgrad des Drosselventils 28 oder den Öffnungsgrad der Drosselklappe θth zu erfassen, sowie einen Leerlaufschalter 30 zur Erfassung eines eines völlig geschlossenen Zustands des Drosselventils 28, damit ein Leerlaufzustand des Motors 1 erkannt wird. Der TPS 29 liefert eine Drossel-Spannung VTH, die dem Öffnungsgrad der Drosselklappe θth entspricht, so daß ein bestimmter Öffnungsgrad θth auf der Grundlage der Drossel-Spannung VTH erkannt wird.

Der Drosselklappen-Öffnungsgrad θth zeigt einen heruntergedrückten Zustand des mit dem Motor 1 verbundenen Gaspedals 28a als Beschleunigungsmittel für die Drehzahleinstellung des Motors an. Der TPS 29 stellt ein Mittel zur Erfassung der Stellung des Gaspedals dar, um den Betriebszustand des Gaspedals zu erfassen. Das Gaspedal-Stel­ lungs-Erfassungsmittel kann anstatt des Öffnungsgrades der Drosselklappe die Winkelstellung des Gaspedals erfassen.

Der Luftströmungs-Sensor 32, der zur Erfassung der angesaugten Luftmenge Qa verwendet wird, umfaßt beispielsweise einen Karman-Vortex-Durchfluß-Sensor. Die angesaugte Luftmenge Qa kann in Übereinstimmung mit einem Druck im Ansaugrohr erhalten werden, der durch einen Ladedruck-Sensor (hier nicht dargestellt), der im Ausgleichtank 20 bereitgestellt ist, erfaßt wird.

Die Auslaßkanäle 14 sind über einen mit einem O2-Sensor 40 versehenen Abgaskanal 41 verbunden, wobei ein einem Abgasrohr 43 mit einem 3-Wege-Katalysator 42 ausgerüstet ist, sowie einem Schalldämpfer (hier nicht gezeigt und dergleichen. Die EGR-Kanäle 15 sind mittels eines EGR-Rohres 44 mit großem Durchmesser, welches mit einem schrittmotorbetätigten EGR-Ventil 45 versehen ist, mit dem Ansaugrohr 21 stromaufwärts verbunden.

Im Heck der Fahrzeugkarosse (hier nicht dargestellt) befindet sich ein Kraftstoff-Tank 50. Der in dem Kraftstoff-Tank 50 gespeicherte Kraftstoff wird durch eine motorbetriebene Niederdruck-Kraftstoffpumpe 51 angesaugt und über eine Niederdruck-Speiseleitung 52 zum Motor 1 befördert. Der Kraftstoff-Druck in der Speiseleitung 52 wird mit Hilfe eines ersten Kraftstoff-Druck-Reglers 54, der sich in einer Rückführ-Lei­ tung 53 befindet, auf einen relativ niedrigen Druckwert eingestellt (niedriger Kraftstoff-Druck). Der zum Motor 1 beförderte Kraftstoff wird mit Hilfe einer am Zylinderkopf 2 angebrachten Hochdruck-Kraftstoffpumpe 55 über eine Hoch­ druck-Speiseleitung 56 sowie eine Zufuhrleitung 57 zu jeder Kraftstoff-Einspritzdüse 4 befördert.

Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 55, die eine Taumelscheiben-Axialkolben-Pumpe ist, wird von der auslaßseitigen Nockenwelle 12 oder der einlaßseitigen Nockenwelle 11 angetrieben. Die Pumpe 55 ist in der Lage, einen Kraftstoffdruck von mehr als 5 Mpa - 7 Mpa zu liefern, auch dann, wenn sich der Motor 1 im Leerlaufbetrieb befindet. Der Kraftstoff-Druck in der Zufuhrleitung 57 wird durch einen zweiten Kraftstoff-Druck-Regler 59, der sich in einer Rückführleitung 58 befindet, auf einen relativ hohen Druckwert eingestellt (hoher Kraftstoff-Druck).

Das Bezugszeichen 60 bezeichnet ein magnetbetätigtes Kraftstoff-Druck-Wahl-Ventil, welches mit dem zweiten Kraftstoff-Druck-Regler 59 verbunden ist. Dieses Kraft­ stoff-Druck-Wahl-Ventil 60 entlastet den Kraftstoff im eingeschalteten Zustand (ON), um auf diese Weise den Kraftstoff-Druck in der Zufuhrleitung 57 auf einen niedrigen Wert zu bringen. Das Bezugszeichen 61 bezeichnet eine Rückführleitung, durch die ein Teil des zur Schmierung oder Kühlung in der Hochdruck-Kraft­ stoffpumpe 55 verwendeten Kraftstoffs zum Tank 50 zurückläuft.

Eine ECU (elektronische Steuereinheit) 70 ist in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs installiert und enthält eine I/O-Ein­ heit, Speichereinheiten (ROM, RAM, BURAM, usw.) zur Speicherung des Steuerprogramms, ein Kennfeld und dergleichen, eine zentrale Rechnereinheit (CPU), eine Zeitmeßeinrichtung und dergleichen. Die ECU 70 ermöglicht eine gesamte Steuerung des Motors 1.

Die oben beschriebenen verschiedenen Sensoren sind mit der Eingangsseite der ECU 70 verbunden, so daß Teile der erfaßten Informationen den Eingang darstellen. In Übereinstimmung mit den erfaßten Informationen bestimmt die ECU 70 den Kraftstoff-Einspritzmodus, die eingespritzte Kraftstoffmenge, den Zündzeitpunkt, die Menge an rückgeführtem Abgas (EGR) und dergleichen und steuert dann die Kraft­ stoff-Einspritzdüse 4, die Zündspule 19, das EGTR-Ventil 45 und dergleichen. Zusätzlich zu den vorerwähnten Sensoren sind noch mehrere Schalter und Sensoren (hier nicht dargestellt) mit der Eingangsseite der ECU 70 verbunden, wobei hier auf eine Beschreibung verzichtet wird, und auf der anderen Seite sind verschiedene Signallampen, Ausstattungen und dergleichen (hier nicht dargestellt) an die Ausgangsseite der ECU angeschlossen.

Der Betriebsmotor 1 der oben beschriebenen Bauart wird von einem Steuergerät überwacht, welches hauptsächlich durch die ECU 70 gebildet wird.

Im folgenden wird die Steuerung der Verbrennung im Motor 1 durch das Steuergerät beschrieben.

Wenn ein Fahrer zum Starten des Motors 1 einen Zündschlüssel dreht, schaltet die ECU 70 die Niederdruck-Kraft­ stoffpumpe 51 sowie das Kraftstoff-Druck-Wahl-Ventil 60 ein, damit die Kraftstoff-Einspritzdüse 4 mit Kraftstoff mit niedrigem Druck beliefert werden.

Wenn der Fahrzeugführer den Zündschlüssel weiterdreht, um den Motorbetrieb zu starten, wird der Motor 1 mittels eines Anlassers (hier nicht dargestellt) angeworfen, und gleichzeitig wird die Steuerung der Kraftstoff-Einspritzung durch die ECU 70 eingeschaltet. Gleichzeitig wählt die ECU 70 einen Einspritzmodus erster Art (Ansaughub-Einspritzmodus), woraufhin der Kraftstoff mit einem relativ fetten Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis eingespritzt wird. Der Grund, weshalb beim Starten des Motors der Einspritzmodus erster Art gewählt wird, liegt darin, daß bei Auswahl des Einspritzmodus zweiter Art beim Start des Motors, bei dem die Einspritzung des Kraftstoffs zu einem Zeitpunkt, der in einer letzteren Phase des Verdichtungshubs liegt, erfolgt, und bei dem der Kraftstoff zur Versorgung der Kraftstoff-Einspritzdüse 4 mit einem niedrigen Druck gefördert wird, die Kraftstoff-Versorgung zur Lieferung einer bestimmten Kraftstoffmenge manchmal nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnittes abgeschlossen ist, da der Druck im Zylinder in der letzteren Phase des Verdichtungshubes beträchtlich hoch ist. Weiterhin schließt die ECU 70 zum Zeitpunkt des Startens des Motors 1 das #2ABV. Auf diese Weise wird die angesaugte Luft durch eine Fuge rund um das Drosselventil 28 und eine Bypass-Lei­ tung, in der sich das #1ABV 24 befindet, zum Brennraum 5 befördert. Das #1ABV 24 und das #2ABV 27 werden von der ECU 70 auf einheitliche Weise angesteuert. Die Öffnungsgrad der Ventile 24 und 27 werden von der benötigten eingeleiteten Menge an angesaugter Luft (Bypass-Luft), welche um das Drosselventil 28 herumgeführt wird, bestimmt.

Sobald der Motor 1 in den Leerlaufbetrieb startet, nachdem der Startbetrieb des Motors abgeschlossen ist, beginnt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 55 einen Nenn-Entlade-Betrieb. Die ECU 70 schaltet das Kraftstoff-Druck-Wahl-Ventil 60 ab und sorgt für einer Förderung des Kraftstoffs mit Hochdruck zur Kraftstoff-Einspritz-Düse 4. Die zu diesem Zeitpunkt benötigte Menge an eingespritztem Kraftstoff wird durch den Kraft­ stoff-Druck in der Zuführleitung 57, der durch einen zweiten Kraftstoff-Druck-Regler 59 eingestellt wird, einen von einem in der Zufuhrleitung 5) befindlichen Kraftstoff-Druck-Sensor (hier nicht dargestellt) erfaßten Kraftstoff-Druck, sowie der Ventilöffnungsdauer der Kraftstoff-Einspritzdüse 4 oder der Dauer der Kraftstoff-Einspritzung bestimmt.

Bevor die Temperatur des Kühlwassers Tw einen vorbestimmten Wert erreicht, wählt die ECU 70 den Einspritzmodus erster Art, um sowohl im Falle des Motorstarts den Kraftstoff einzuspritzen als auch um ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu gewährleisten, wobei gleichzeitig das #2ABV 27 geschlossen bleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei Einstellung des Einspritzmodus zweiter Art Fehlzündungen oder der Ausstoß unverbrannten Kraftstoffs (HC) unvermeidlich sind, da die Zerstäubungsrate des Kraftstoffs bei kaltem Motor 1 gering ist. Die Steuerung der Leerlauf-Drehzahl von Nebenverbrauchern, wie beispielsweise einer Klimaanlage, dem Motor abverlangten sich ändernden Last, wird durch Anpassung des Öffnungsrades des #1ABV 24 vorgenommen, wie dies auch bei Motoren mit Saugkanaleinspritzung der Fall ist.

Solange der Motor kalt ist, erfolgt die Steuerung der Kraftstoff-Einspritzung grundsätzlich auf die gleiche Weise wie bei Motoren mit Saugkanaleinspritzung. Da sich aber keine Kraftstoff-Tropfen an den Wandoberflächen des Ansaugrohres 13 absetzen, ist die Reaktion und Genauigkeit der Steuerung besser als dies bei Motoren mit Saugkanaleinspritzung der Fall ist.

Bezugnehmend auf Fig. 2, wird im folgenden der Vorgang der von der ECU 70 vorgenommenen Steuerung der Verbrennung nach erfolgter Warmlauf-Phase beschrieben.

Sobald die Warmlauf-Phase des Motors 1 abgeschlossen ist, erfaßt die ECU 70, die die Funktionen der jeweiligen Funktionsbereiche 80 bis 102 aus Fig. 2 wahrnimmt, die Informationen über den Öffnungswinkel θth der Drosselklappe aufgrund einer Drossel-Spannung des TPS 29, die Motordrehzahl Ne von dem Kurbelwellen-Winkel-Sensor 17 sowie die Informationen über die angesaugte Luftmenge Qa von dem Luftströmungs-Sensor 32.

Danach berechnet ein Pe-Berechnungsabschnitt (Mittel zur Berechnung des ersten lastbezogenen Wertes) 80 einen Sollwert für die Motor-Ausgangsleistung oder einen Sollwert für den mittleren Wirkdruck (erster lastbezogener Wert) in Übereinstimmung mit einer Drossel-Spannung VTH, die vom TPS 29 geliefert wird, und zeigt eine Information des Öffnungsgrades θth der Drosselklappe sowie eine Information über die Motordrehzahl Ne auf, die von dem Kurbelwellen-Winkel-Sensor 17 geliefert. Nun wird ein Sollwert für den mittleren Wirkdruck Pe aus einem Verzeichnis gelesen, in dem ein Verhältnis zwischen der Information des Öffnungsgrades θth der Drosselklappe und der Motordrehzahl Ne vorher abgelegt wird, wie dies in einem Block des Pe-Berechnungsabschnittes 80 in Fig. 2 dargestellt ist.

Ein Ev-Berechnungsabschnitt (Mittel zur Berechnung des zweiten lastbezogenen Wertes) 82 berechnet einen volumetrischen Wirkungsgrad (zweiter lastbezogener Wert) in Übereinstimmung mit einer Information über die angesaugte Luftmenge Qa, die von dem Luftströmungs-Sensor 32 geliefert wird. In dieser Berechnung wird jede angesaugte Luftmenge pro Ansaughub A/N (im folgenden bezeichnet als Einheit für die angesaugte Luftmenge A/N), berechnet aus der Motordrehzahl Ne und einem Ausgangssignal des Luftströmungs-Sensors 32, als Information für die angesaugte Luftmenge Qa verwendet.

Der Sollwert des mittleren Wirkdruckes Pe und der volumetrische Wirkungsgrad Ev, die auf diese Weise erhalten wurden, sowie das Signal für die Motordrehzahl Ne werden zu einem A/F-Sollwert-Berechnungsabschnitt (Mittel zur Berechnung eines Sollwertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) 90, zu einem Abschnitt zur Berechnung der Endzeitpunktes der Einspritzung 92, zu einer Einheit zur Berechnung des Zündzeitpunktes 94, sowie zu einer Einheit zur Berechnung der EGR-Menge 96, geliefert. Mehrere Verbrennungsparameter, wie beispielsweise ein Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (im folgenden als A/F bezeichnet), der Endzeitpunkt der Kraftstoff-Einspritzung Tend, der Zündzeitpunkt Tig, und die EGR-Menge Legr werden jeweils in dem A/F-Sollwert-Berechnungsabschnitt 90, in dem Abschnitt zur Berechnung des Endzeitpunktes der Einspritzung 92, in dem Abschnitt zur Berechnung des Zündzeitpunktes 94, und in dem Abschnitt zur Berechnung der EGR-Menge 96 eingestellt.

Die jeweiligen Berechnungsabschnitte 90, 92, 94 und 96 beinhalten eine Vielzahl von Kennfeldern zur Einstellung der Verbrennungs-Parameter, die auf der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe beruhen, sowie eine Vielzahl von Kennfeldern zur Einstellung der Verbrennungs-Pa­ rameter, die auf der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev beruhen.

Genauer gesagt, enthalten die Berechnungsabschnitte 90, 92 und 94 ein Kennfeld für den Einspritzmodus zweiter Art, das auf der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert für den mittleren Wirkdruck Pe beruht, sowie Kennfelder für den Einspritzmodus erster Art, die auf der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev beruhen.

Hier zeigt der Einspritzmodus zweiter Art einen mageren Einspritzmodus zweiter Art, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Einspritzmodus erster Art bezieht sich auf den mageren Einspritzmodus erster Art, dem Stöchio-Rückkoppelungs (S-F/B)-Modus und dem Offenen Steuerungs (O/L)-Modus, wie in Fig. 3 dargestellt. Diese drei Einspritzmoden werden als Einspritzmodus erster Art bezeichnet.

Alle Berechnungsabschnitte 90, 92 und 94 sind mit einem Kennfeld für einen mageren Einspritzmodus zweiter Art versehen, nämlich dem Kennfeld für den Einspritzmodus zweiter Art, sowie einem Kennfeld für einen mageren Einspritzmodus erster Art, einem Kennfeld für den S-F/B-Modus sowie einem Kennfeld für den O/L-Modus, die als Kennfelder für den Einspritzmodus erster Art liefern.

Wie oben beschrieben, wird bei dem Einspritzmodus zweiter Art ein Verbrennungsparameter in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe bestimmt. Beim Einspritzmodus erster Art wird ein Verbrennungsparameter bestimmt aufgrund der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev. Der Grund, so zu verfahren, ist folgender: zwischen der Motorlast und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev wurde ein schwacher Korrelation festgestellt, da das #1ABV 24 und das #2ABV 27 derart öffnen, daß eine große Menge an Nebenluft durch zwei Bypass-Leitungen, in denen diese beiden Ventile 24 und 27 plaziert sind, in den Brennraum gelangen kann, wohingegen eine große Korrelation zwischen dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe und der Motorlast festgestellt wurde, wobei der Druck Pe eine Korrelation mit der Stellung des durch den Fahrer bedienten Gaspedals aufweist. Beim Einspritzmodus erster Art, bei dem der Kraftstoff während des Ansaughubs eingespritzt wird, ist die Menge der oben erwähnten Nebenluft gering, und dabei wurde eine große Korrelation zwischen der Motorlast und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev festgestellt.

Wie für den mageren Einspritzmodus zweiter Art, ist ein Kennfeld, das während der eingeschalteten Abgasrückführung (EGR) und ein Kennfeld, das während nicht eingeschalteter EGR Verwendung findet, bereitgestellt. Für die Zündzeitpunkt-Kenn­ felder für den S-F/B-Modus und den O/L-Modus, die bei dem Zündzeitpunkts-Berechnungsabschnitt 94 verwendet werden, wird ein Kennfeld, das während der eingeschalteten Abgasrückführung (EGR) und ein Kennfeld, das während nicht eingeschalteter EGR Verwendung findet, bereitgestellt.

Der Abschnitt zur Berechnung der EGR-Menge 96 beinhaltet ein Kennfeld für einen mageren Einspritzmodus zweiter Art, das auf der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe beruht, sowie ein Kennfeld für einen Einspritzmodus erster Art, das auf der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev beruht. Diese Kennfelder für die verschiedenen Einspritzmoden beinhalten ein Kennfeld, das dann verwendet wird, sobald sich ein Wählhebel eines Getriebes (hier nicht dargestellt) in Leerlaufstellung (N) befindet, sowie ein Kennfeld, das dann verwendet wird, sobald der Wählhebel in einer anderen Position als N steht.

Die ECU 70 hat ein Einstell-Kennfeld für Kraft­ stoff-Einspritzmoden abgespeichert, wie in Fig. 3 dargestellt. Entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Kennfeld wird der Modus für die Kraftstoff-Einspritzung zwischen dem mageren Einspritzmodus zweiter Art, dem mageren Einspritzmodus erster Art, dem S-F/B-Modus und dem O/L-Modus, abhängig von der Motordrehzahl Ne, dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe, oder abhängig von der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev umgeschaltet.

Genauer gesagt, wird ein Übergang zwischen dem mageren Einspritzmodus zweiter Art und dem mageren Einspritzmodus erster Art, sowie zwischen dem mageren Einspritzmodus zweiter Art und S-F/B-Modus, das heißt ein Übergang zwischen den Einspritzmoden zweiter und erster Art, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe durchgeführt. Andererseits wird ein Übergang zwischen dem mageren Einspritzmodus erster Art und dem S-F/B-Modus, sowie zwischen dem S-F/B-Modus und dem O/L-Modus, das heißt ein Übergang zwischen den zum Einspritzmodus erster Art gehörenden Moden, in Abhängigkeit entweder vom Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe oder vom volumetrischen Wirkungsgrad Ev und der Motordrehzahl Ne durchgeführt.

Wenn ein Kraftstoff-Einspritzmodus aus dem in Fig. 3 dargestellten Kennfeld als Einspritzmodus zweiter Art festgelegt ist, wird eines der zugehörigen, auf der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe beruhenden Kennfelder ausgewählt, je nachdem, ob der EGR-Modus eingeschaltet ist oder nicht, und dies sowohl im Berechnungsabschnitt für den A/F-Soll­ wert 90, in dem Abschnitt zur Berechnung des Endzeitpunktes der Einspritzung 92, in dem Abschnitt zur Berechnung des Zündzeitpunktes 94, als auch in dem Abschnitt zur Berechnung der EGR-Menge 96. Unter Bezugnahme auf das ausgewählte Kennfeld stellt jeder Berechnungsabschnitt 90, 92, 94 oder 96 zugehörige Verbrennungs-Parameter ein, d. h. A/F-Sollwert, Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, Zündzeitpunkt Tig oder EGR-Menge Legr.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird ein Signal, das den Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe anzeigt, durch einen D/F-Fil­ ter 84 ebenfalls zu dem Berechnungsabschnitt für die Menge an Nebenluft 98 geschickt. In dem Berechnungsabschnitt für die Menge an Nebenluft 98 wird eine bestimmte Menge an Nebenluft Qabv, die durch die Luft-Bypass-Leitung 26 geschickt wird, auf Basis der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe eingestellt.

Wenn der Einspritzmodus erster Art ausgewählt ist, wählt sowohl der Berechnungsabschnitt für den A/F-Sollwert 90, der Abschnitt zur Berechnung des Endzeitpunktes der Einspritzung 92, in dem Abschnitt zur Berechnung des Zündzeitpunktes 94, als auch in dem Abschnitt zur Berechnung der EGR-Menge 96 ein dazugehöriges Kennfeld aus, das auf der Motordrehzahl Ne und dem volumetrischen Wirkungsgrad beruht, je nachdem welcher Einspritzmodus bestimmt ist, zwischen dem mageren Einspritzmodus erster Art, dem S-F/B-Modus oder dem O/L-Modus, und je nachdem, ob der Wählhebel sich in der Stellung N befindet oder nicht. Jeder der Berechnungsabschnitte 90, 92, 94 und 96 stellt einen dazugehörigen Verbrennungsparameter ein, d. h. den A/F-Sollwert, Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, Zündzeitpunkt Tig oder EGR-Menge Legr.

Wie oben erwähnt, sind der A/F-Sollwert, der Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, Zündzeitpunkt Tig, die EGR-Menge Legr und die Menge an Nebenluft Qabv eingestellt.

Ein Signal, das die Einheit Ansaugluftmenge A/N anzeigt, die als die Ansaugluftmengen-Information Qa durch den Ev-Berechnungsabschnitt 82 erhalten wird, und ein Signal, das den A/F-Sollwert anzeigt, der durch den Berechnungsabschnitt 90 erhalten wird, werden einem Tinj-Berechnungsabschnitt (Mittel zur Berechnung der eingespritzten Kraftstoffmenge) 102 zugeführt, der eine Kraftstoff-Einspritzdauer (Ventilöffnungszeit) Tinj einstellt.

Ein Vorgang zur Einstellung der Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj wird bezugnehmend auf Fig. 15 beschrieben.

Die in Fig. 15 dargestellte Einstellroutine für Tinj wird von der ECU 70 periodisch ausgeführt.

In den Schritten S200 und S202 werden der A/F-Sollwert und die Einheit Ansaugluftmenge A/N gelesen.

Im nächsten Schritt S204 wird der Einspritzmodus bestimmt, u.z. ob der Einspritzmodus zweiter Art eingestellt ist oder nicht. Ist das Ergebnis dieser Bestimmung ein Nein oder wenn bestimmt wurde, daß nicht der Einspritzmodus zweiter Art sondern der Einspritzmodus erster Art eingestellt ist, springt das Steuerprogramm zum Schritt S206.

Im Schritt S206 wird die Ansaugluftmenge Qa entsprechend folgender Formel (1) (Mittel zur Korrektur) berechnet:

Qa = (A/N(n) + ΔDA/N)·Pc (1),

wobei der A/N(n) eine Einheit Ansaugluftmenge ist, die erfaßt wird in der aktuellen Tinj-Einstell-Zeitabschnitt, und ΔA/N ist eine Differenz zwischen der in dem aktuellen Zeitabschnitt erfaßten Einheit Ansaugluftmenge A/N(n) in Bezug auf einen bestimmten Zylinder und der in dem vorhergehenden Zeitabschnitt erfaßten Einheit Ansaugluftmenge A/N(n-1) bezüglich eines anderen Zylinders. Auf diese Weise zeigt ΔA/N eine Änderungsgröße der Einheit Ansaugluftmenge (ΔA/N = A/N(n) - A/N(n-1)). Pc ist ein Umrechnungskoeffizient.

Wie dies bei Motoren mit Saugkanal-Einspritzung der Fall ist, sollte eine Verzögerung bei der Ansaugung von Ansaugluft berücksichtigt werden, wenn ein Motor mit Direkt-Einspritzung im Einspritzmodus erster Art betrieben wird. Deshalb wird bei dieser Ausführungsform die Ansaugluftmenge Qa durch Verwendung der Änderungsgröße ΔA/N in der Einheit Ansaugluftmenge pro Tinj-Ein­ stell-Zeitabschnitt korrigiert, um auf dieses Weise eine guten Verbrennungssteuerung beim Einspritzmodus erster Art sicherzustellen.

Im nächsten Schritt S210 wird ein Referenzwert TB für die Kraftstoff-Einspritzdauer aus dem A/F-Sollwert und der Ansaugluftmenge Qa mit folgender Formel (2) berechnet:

TB = Qa/(A/F-Sollwert) (2).

Im Schritt S212 wird die Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj nach folgender Formel (3) berechnet:

Tinj = TB·Kaf·KETC + Td (3),

wobei Kaf ein Korrekturkoeffizient zur Korrektur des A/F-Soll­ wertes ist, und KETC ein Korrekturkoeffizient der Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj ist, der eingestellt wird in Abhängigkeit von erfaßten Informationen von verschiedenen Sensoren zur Anzeige des Betriebszustandes des Motors und Td ist ein Wert zur Korrektur von einer Totzeit. Der Korrekturkoeffizient KETC ist ein Produkt aus Korrekturkoeffizienten, welche in Abhängigkeit von der Wassertemperatur des Motors Tw, der Lufttemperatur Tat, dem Luftdruck Tap und derartigen Größen eingestellt werden. Wie auch für den Korrekturkoeffizienten Kaf werden dafür weiter unten genauere Erläuterungen nachgeliefert.

Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S204 ein Ja oder wurde festgestellt, daß der eingestellte Kraft­ stoff-Einspritzmodus der Einspritzmodus zweiter Art ist, springt das Steuerprogramm zum Schritt S208.

Im Schritt S208 wird, im Unterschied zum Fall des eingestellten Einspritzmodus erster Art, die Ansaugluftmenge Qa aufgrund der im aktuellen Zeitabschnitt erfaßten Einheit Ansaugluftmenge A/N(n) nach folgender Formel (4) berechnet:

Qa = A/N(n)·Pc (4).

Wie oben beschrieben, erhält man bei dem Einspritzmodus zweiter Art die Ansaugluftmenge Qa nur aus dem Zusammenhang mit Einheit Ansaugluftmenge A/N(n), die in dem gegenwärtigen Zeitabschnitt erfaßt wurde. Der Grund dafür ist folgender: Im Einspritzmodus zweiter Art, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung während des Verdichtungshubs erfolgt, ist die Ansaugung der Ansaugluft bereits abgeschlossen, bevor die Berechnung der Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj auf der Grundlage Formel (3) begonnen hat. Mit anderen Worten kann eine genaue Kraft­ stoff-Einspritzdauer Tinj durch Verwendung der im aktuellen Zeitabschnitt erfaßten Einheit Ansaugluftmenge A/N(n) korrekt berechnet werden. Wenn die obige Korrektur dagegen beim Einspritzmodus zweiter Art durchgeführt wird, besteht die Möglichkeit, daß die Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj ungenau berechnet wird.

Durch Berechnung der Ansaugluftmenge Qa in Übereinstimmung mit verschiedenen Ergebnissen zwischen dem Einspritzmodus erster Art und dem Einspritzmodus zweiter Art kann die Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj oder die Menge an eingespritztem Kraftstoff passend sowohl für den Einspritzmodus erster Art als auch dem zweiter Art eingestellt werden, um auf diese Weise ein tatsächliches A/F so zu erhalten, daß es mit dem A/F-Sollwert übereinstimmt, so daß immer ein guter Betriebszustand des Motors sichergestellt wird.

Beim Einspritzmodus zweiter Art kann normalerweise die eingespritzte Kraftstoffmenge leicht mit Hilfe der Information aus der Drosselklappenöffnung θth aus TPS 29 bestimmt werden. Dennoch wird bei dieser Ausführungsform die Information aus der Drosselklappenöffnung nicht direkt für die Einstellung der eingespritzten Kraftstoffmenge verwendet. Als Alternative wird die Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj nach der Formel (3) aus dem A/F-Sollwert berechnet, der aus dem Drosselklappenöffnungswinkel θth bestimmt wird (siehe die Berechnung von Pe in Sektion 80 und die Berechnung des A/F-Sollwertes in Sektion 90 in Fig. 2), woraufhin die Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt.

Der Grund für dieses Verfahren ist folgender: Im Falle einer Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge aus einer Berechnung des A/F-Sollwertes wird eine Steuerung der Kraftstoff-Einspritzung durchgeführt, während der A/F-Sollwert andauernd überwacht oder gesteuert wird. Wenn der A/F-Sollwert auf diese Weise gesteuert werden kann, kann eine hervorragende und passende Verbrennungssteuerung erzielt werden, ohne Rücksicht auf den jeweiligen Einspritzmodus.

Wenn die Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj auf diese erwähnte Weise eingestellt wird, wird ein die Kraft­ stoff-Einspritzdauer Tinj anzeigendes Signal der Kraftstoff-Ein­ spritz-Düse 4 geliefert. So wird von der Kraftstoff-Einspritz-Düse 4 eine Menge an Kraftstoff entsprechend der Kraft­ stoff-Einspritzdauer Tinj, wie oben beschrieben, eingespritzt. Gleichzeitig wird ein den Endzeitpunkt der Kraft­ stoff-Einspritzung Tend anzeigendes Signal der Kraftstoff-Ein­ spritz-Düse 4 geliefert, so daß die Kraftstoff-Einspritzdauer festgestellt werden kann.

Ein den Zündzeitpunkt Tig anzeigendes Signal wird von der Einheit zur Berechnung des Zündzeitpunktes 94 zur Zündspule 19 geliefert, und ein der EGR-Menge Legr entsprechendes Signal wird von der Einheit zur Berechnung der EGR-Menge 96 zum EGR-Ventil 45 geliefert. Weiterhin wird ein die Menge an Nebenluft Qabv anzeigendes Signal von der Einheit zur Berechnung der Menge an Nebenluft 98 zu den #1ABV und #2ABV geliefert. Daraufhin wird eine optimale Steuerung der Verbrennung ausgeführt.

Im Falle eines Betriebs des Motors im Leerlauf oder mit niedriger Drehzahl, wenn beispielsweise der Motor 1 mit niedriger Last betrieben wird, wird der magere Einspritzmodus zweiter Art entsprechend Fig. 3 ausgewählt. In diesem Fall wird eine Menge an eingespritztem Kraftstoff so bestimmt, daß sie einem mageren A/F-Sollwert (d. h. A/F = 30-40) entspricht, was bestimmt wird durch den Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe. Weiterhin werden der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Tegr entsprechend dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe eingestellt. Danach erfolgt die Kraftstoff-Einspritzung während des Verdichtungshubs und gleichzeitig erfolgt die Steuerung des Zündzeitpunktes sowie die EGR-Steuerung, wodurch eine hervorragende Verbrennungssteuerung durchgeführt wird.

Die Verbrennung im mageren Einspritzmodus zweiter Art wird im folgenden detailliert beschrieben. Bei dem Motor mit Direkt-Einspritzung 1 ist an der Oberseite des Kolbens 7 eine Aussparung 8 ausgeformt, wie oben beschrieben. Dadurch bildet die durch das Ansaugrohr 13 in den Brennraum einströmende Ansaugluft die oben erwähnte Wirbelströmung entlang der Aussparung 8, so daß der Kraftstoff-Nebel, d. h. eine Luft-Kraft­ stoff-Mischung aus dem von der Kraftstoff-Einspritz-Düse 4 eingespritzten Kraftstoff und angesaugter Luft, angemessen im Bereich um die Zündkerze 3 herum konzentriert ist. Daraus folgt, daß zum Zündzeitpunkt in einem Bereich um die Zündkerze 3 herum immer eine Luft-Kraftstoff-Mischung mit annähernd stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFS vorliegt. Daher kann beim Einspritzmodus zweiter Art eine hervorragende Zündleistung auch dann sichergestellt werden, wenn das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis insgesamt mager ist.

Wenn der Motor mit konstanter Drehzahl läuft, so daß der Betrieb des Motors 1 in einem mittleren Lastbereich liegt, ist der magere Einspritzmodus erster Art oder der S-F/B-Modus entsprechend Fig. 3 eingeschaltet. Beim Einspritzmodus erster Art wird eine Menge an eingespritztem Kraftstoff, die einem relativ mageren A/F-Sollwert (z. B. A/F = 20) entspricht und aufgrund des volumetrischen Wirkungsgrades Ev bestimmt wird, erhalten. Weiterhin werden der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Legr aus dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev bestimmt. Bei der anschließenden Kraftstoff-Einspritzung während des Ansaughubs wird eine hervorragende Verbrennungssteuerung ermöglicht.

Ebenso wird im S-F/B-Modus die Kraftstoff-Einspritzung während des Ansaughubs durchgeführt und die Bestimmung des Zündzeitpunktes Tig und der EGR-Menge Legr erfolgen aus dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev. Beim S-F/B-Modus erfolgt eine Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entsprechend der Ausgangsspannung des O2-Sensors 40, um auf diese Weise einen A/F-Sollwert entsprechend dem stöchiometrischen Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis AFS zu erhalten.

Wird der Motor stark beschleunigt oder mit hoher Geschwindigkeit betrieben, so daß z. B. der Motor 1 in einem hohen Lastbereich läuft, wird der Einspritzmodus in den O/L-Mo­ dus, entsprechend Fig. 3, geschaltet. In diesem Fall wird in den Einspritzmodus erster Art geschaltet und die Kraft­ stoff-Einspritzung erfolgt während des Ansaughubs. Zu diesem Zeitpunkt wird der A/F-Sollwert auf Basis des volumetrischen Wirkungsgrades Ev eingestellt, um auf diese Weise ein relativ fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu gewährleisten. Der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Legr werden ebenfalls aufgrund des volumetrischen Wirkungsgrades Ev eingestellt. Daraufhin erfolgt eine korrekte Steuerung der Verbrennung.

Beim Schubbetrieb des Motors mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit geht der Kraftstoff-Einspritzmodus auf den Kraftstoff-Unterbrechungs-Modus über, wie in Fig. 3 gezeigt, so daß die Kraftstoff-Einspritzung ausgesetzt wird. Sobald die Motordrehzahl Ne unter einen Wiederherstellungswert fällt oder wenn der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, wird die Kraft­ stoff-Einspritzung sofort unterbrochen.

Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 11 wird im folgenden ein Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsparameter zum Zeitpunkt eines Wechsels des Einspritzmodus beispielsweise in bezug auf den Moduswechsel vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus, vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus und vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art beschrieben.

Die in den Fig. 4 bis 11 dargestellten Einstellroutinen für die Verbrennungsparameter werden zu jedem Zeitpunkt durchgeführt, bei dem eine vorbestimmte Kurbelwellen-Winkel-Po­ sition eines jeden Zylinders von der ECU 70 erfaßt wird, wodurch die Verbrennungsparameter, die den Verbrennungszustand in dem Brennraum des Fahrzeugs beeinflussen, wie beispielsweise die Ventilöffnungszeit Tinj der Kraftstoff-Einspritz-Düse 4, der Zündzeitpunkt Tig, und der Ventilöffnungsgrad Legr des EGR-Ventils 45 bestimmt werden.

In den in Fig. 4 dargestellten Schritten S1 bis S9 definiert zunächst und regelt dann die ECU 70 den Kraft­ stoff-Einspritz-Modus in Übereinstimmung mit dem in Fig. 3 dargestellten Kennfeld. Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S1 ein Ja oder ist bestimmt worden, daß der Kraft­ stoff-Einspritz-Modus der magere Einspritzmodus zweiter Art ist, wird im Schritt S2 der magere Einspritzmodus zweiter Art eingeschaltet. Danach werden verschiedene Verbrennungsparameter wie Pe, Ev, A/F-Sollwert, Tig, Tend und Legr sowie ein Korrekturkoeffizient Kaf zur Korrektur des A/F-Sollwertes eingestellt. Im mageren Modus zweiter Art werden verschiedene Verbrennungsparameter wie der A/F-Sollwert, der Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Legr auf Basis des Sollwertes des mittleren Wirkdrucks Pe, wie oben beschrieben, eingestellt.

Ist dagegen das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S1 ein Nein, wird im Schritt S5 bestimmt, ob der Kraftstoff-Einspritz-Mo­ dus der magere Modus erster Art ist oder nicht. Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S5 ein Ja, so wird im Schritt S6 der magere Modus erster Art eingestellt. Danach werden im Schritt S14 verschiedene Verbrennungsparameter wie Pe, Ev, A/F-Sollwert, Tig, Tend und Legr sowie ein Korrekturkoeffizient Kaf für den A/F-Sollwert eingestellt, damit eine Steuerung des mageren Modus erster Art erfolgen kann. Im mageren Modus erster Art werden der A/F-Sollwert, der Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Legr entsprechend dem volumetrischen Wirkungsgrad Ev, wie oben beschrieben, abgestimmt.

Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S5 ein Nein, springt das Steuerprogramm zum Schritt S7. Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S7 ein Ja oder ist der Kraft­ stoff-Einspritz-Modus als der S-F/B-Modus bestimmt worden, wird im Schritt S8 der S-F/B-Modus eingestellt und das Steuerprogramm geht wie im Falle des mageren Modus erster Art weiter zu Schritt S14, da der S-F/B-Modus dem Einspritzmodus erster Art zugeordnet ist. Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S7 ein Nein oder ist der Kraftstoff-Einspritz-Modus als der O/L-Modus bestimmt worden, wird im Schritt S9 der O/L-Modus eingestellt und es wird anschließend der Schritt S14 ausgeführt, da der O/L-Modus dem Einspritzmodus erster Art zugeordnet ist.

In jedem der Schritte S2, S6 und S8 werden Werte für die Schlußkoeffizienten K1, K2, KS und KL eingestellt, wie im folgenden eingehender beschrieben werden wird. Diese Koeffizienten-Werte, die bei einem Wechsel des Einspritzmodus gebraucht werden, werden in den Schritten S2, S6 oder S8 alle auf den Wert 1,0 gesetzt, u.z. im Einstellzeitraum für Verbrennungsparameter, in dem kein Einspritzwechsel erkannt wird. Dagegen wird in einem Zeitraum, in dem ein Wechsel des Kraftstoff-Einspritzmodus zum ersten Mal bestimmt wird, einer der entsprechenden Koeffizienten auf einen Wert 0 gesetzt. Beispielsweise wird in einem Einstell-Zeitabschnitt für die Verbrennungsparameter, in dem ein Wechsel vom S-F/B-Modus oder vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art zum ersten Mal bestimmt wird, der Wert des Schlußkoeffizienten K1 im Schritt S2 auf einen Wert 0 zurückgesetzt. In einem Zeitraum, in dem ein Wechsel vom mageren Modus zweiter Art in den S-F/B-Modus oder den mageren Modus erster Art zum ersten Mal bestimmt wird, wird im Schritt S8 oder S6 der Wert des Schlußkoeffizienten K2 auf einen Wert 0 zurückgesetzt. Weiterhin wird in einem Zeitraum, in dem ein Wechsel vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus am Anfang bestimmt wird, der Wert des Schlußkoeffizienten KL im Schritt S8 auf einen Wert 0 zurückgesetzt. Zudem wird in einem Zeitraum, in dem ein beginnender Wechsel vom S-F/B-Modus zum mageren Modus erster Art am Anfang bestimmt wird, der Wert des Schlußkoeffizienten KS im Schritt S6 auf einen Wert 0 zurückgesetzt.

Zum besseren Verständnis der Beschreibung wird im folgenden zunächst ein Fall der Verbrennungssteuerung im mageren Modus zweiter Art beschrieben.

Für den Fall der ablaufenden Verbrennungssteuerung im mageren Modus zweiter Art, geht das Steuerprogramm über die Schritte S1, S2 und S12 zum Schritt S20 in Fig. 5, bei dem bestimmt wird, ob der Wert des Schlußkoeffizienten K1 auf einem Wert von 1,0 steht oder nicht. Wie oben beschrieben, steht der Wert des Schlußkoeffizienten K1 dann auf einem Wert von 1,0, wenn ein Wechsel zum mageren Modus zweiter Art abgeschlossen ist. Daher ist bei Beibehaltung des mageren Modus zweiter Art gegenüber der vorangegangenen Periode der Wert des Schlußkoeffizienten K1 auf einem Wert von 1,0 und dementsprechend geht das Steuerprogramm weiter zum Schritt S21.

Im Schritt S21 erfolgt die Vorbereitung der Steuerung der Verbrennung im Modus zweiter Art, die in der aktuellen Periode ablaufen soll, sowie eine Vorbereitung für einen Übergang vom Einspritzmodus zweiter Art in den Einspritzmodus erster Art. Genauer gesagt, werden Startwerte verschiedener Steuervariablen, wie z. B. eine Totzeit, d. h. eine Verzögerung der Ansaugung von Ansaugluft, eingestellt. Ein Korrekturkoeffizient Kaf sowie die Verbrennungsparameter Pe, Ev, Tig, Tend, Legr, etc., die im aktuellen Zeitabschnitt im Schritt S12 berechnet werden, werden abgespeichert zur Verwendung bei der im aktuellen Zeitabschnitt ablaufenden Steuerung eines mageren Modus zweiter Art. Die Startwerte verschiedener Steuervariablen werden in dementsprechenden Zählern abgelegt. Ein Startwert f2 (Ne, Pe) der Totzeit, die in Abhängigkeit von dem Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe sowie der Motordrehzahl Ne gesetzt wird, wird in einem Totzeit-Zähler Td2 abgelegt. Ein Startwert XN2 für die Verzögerung der Ansaugung von Ansaugluft wird in einem Zähler für die Verzögerung der Ansaugung CNT2 abgespeichert. Jede der Steuervariablen wird auf einen Startwert gesetzt und die abgespeicherten Werte, wie der Korrekturkoeffizient Kaf, werden jedes Mal, wenn der Schritt S21 durchgeführt wird, erneuert.

Im Schritt S22 wird die Steuerung der Kraftstoff-Ein­ spritzung im Einspritzmodus zweiter Art in Übereinstimmung mit dem Korrekturkoeffizienten Kaf und verschiedenen im Schritt S21 abgelegten Verbrennungsparametern eingestellt.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf die Ablaufdiagramme in den Fig. 4 bis 13 sowie einem Zeitdiagramm in Fig. 14, eine Steuerung des Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus beschrieben.

Die Fig. 14 zeigt die zeitbezogenen Veränderungen bei den Einspritzmoden, den Zeitpunkt der Beendigung der Einspritzung Tend und den Korrekturkoeffizienten Kaf für den A/F-Sollwert, die während eines Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus auftreten.

Wenn der magere Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus überwechselt, springt das Steuerprogramm über die Schritte S1 und S5 zum Schritt S7. In diesem Fall wird in Schritt S7 festgelegt, daß der Einspritzmodus der S-F/B-Modus ist, und der Wert des Schlußkoeffizienten K2 wird im Schritt S8 (zum Zeitpunkt t0 in Fig. 14) auf den Wert 0 gesetzt. Danach wird der vorerwähnte Schritt S14 ausgeführt.

In diesem Fall werden verschiedene Verbrennungsparameter, wie der A/F-Sollwert, der Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, der Zündzeitpunkt Tig und die EGR-Menge Legr, in Übereinstimmung mit dem, aus der Menge an angesaugter Luft Qa berechneten, volumetrischen Wirkungsgrad Ev eingestellt, wie dies bereits beschrieben wurde, da der S-F/B-Modus dem Einspritzmodus erster Art zugeordnet ist.

Danach geht das Steuerprogramm vom Schritt S14 zum Schritt S50 in Fig. 8. Im Schritt S50 wird bestimmt, ob der Wert des Schlußkoeffizienten K2 den Wert 1,0 hat oder nicht. Dieser Wert des Schlußkoeffizienten K2 wird auf einen Wert 0 gesetzt, nachdem der Übergang zum S-F/B-Modus begonnen hat. So ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S50 ein Nein und damit wird der Übergangsvorgang vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus durch Ausführung des Schritts S51 sowie den darauf folgenden Schritten durchgeführt. Sobald der Übergangsvorgang abgeschlossen ist, nimmt der Wert des Schlußkoeffizienten K2 einen Wert von 1,0 an. Solange der Wert des Koeffizienten K2 einen Wert von 1,0 aufweist oder solange der Übergang zum S-F/B-Modus abgeschlossen wird, wird der Übergangsprozeß weiter durchgeführt, wobei der Vorgang dem Wert des Koeffizienten K2 entspricht, der durch Addierung eines sehr kleinen Wertes ΔK2 zum Wert des Schlußkoeffizienten K2 in einer Sequenz der Zeitgeberroutine, die weiter unten beschrieben w 46182 00070 552 001000280000000200012000285914607100040 0002019737375 00004 46063ird (siehe Fig. 12 und 13) erhalten wird.

An dieser Stelle wird zunächst ein Vorgang zur Zählung verschiedener Werte der Schlußkoeffizienten K1, K2, KL und KS in der Zeitgeberroutine entsprechend Fig. 12 und 13 beschrieben.

In den Schritten S110 bis S113 der Zeitgeberroutine, die nach einem in der ECU erzeugten Zeitsignal abläuft, wird der Wert des Schlußkoeffizienten K1 gezählt. Zunächst wird ein voreingestellter sehr kleiner Wert ΔK1, der kleiner ist als 1,0, zu dem Wert des Koeffizienten K1 addiert (Schritt S110). Dieser Wert des Koeffizienten K1 wird dann verglichen mit einem Wert von 1,0 (Schritt S112). Sobald der Wert des Koeffizienten K1 größer ist als der Wert 1,0, wird er auf diesen Wert 1,0 gesetzt (Schritt S113). Ist der Wert des Koeffizienten K1 genau gleich oder kleiner als der Wert 1,0, geht das Steuerprogramm zum Schritt S114. Wenn der Wert des Schlußkoeffizienten auf einen Wert 0 zurückgesetzt wurde, wird der sehr kleine Wert ΔK1 zu dem Wert des Koeffizienten K1 bei jedem Durchlauf der Zeitgeberroutine hinzuaddiert. Sobald der aktualisierte Wert des Koeffizienten K1 den Wert 1,0 erreicht hat, wird dieser Wert 1,0 beibehalten.

Für die anderen Werte der Schlußkoeffizienten werden gleichartige Aktualisierungsvorgänge ausgeführt. Das bedeutet, daß in bezug auf den Wert des Schlußkoeffizienten K2 in den Schritten S114 bis S117 ein voreingestellter sehr kleiner Wert ΔK2 zum Wert des Koeffizienten K2 hinzuaddiert wird, bis der K2 einen Wert von 1,0 annimmt. In bezug auf die Koeffizienten KL und KS in den Schritten S118 bis S120, beziehungsweise S122 bis S125 werden jeweils sehr kleine voreingestellte Werte ΔKL beziehungsweise ΔKS zu den Koeffizientwerten KL und KS hinzuaddiert.

Die sehr kleinen Werte, hier ΔK1 und ΔK2, die zu den jeweiligen Werten der Koeffizienten hinzuaddiert werden, bestimmen die Änderungsgradienten (Beendigungsgeschwindigkeiten) der Verbrennungsparameter während der Steuerung des Moden-Über­ ganges, wodurch ein für die Steuerung des Moden-Übergangs benötigter Zeitraum eingestellt wird. Beispielsweise wird, bezüglich des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert bei der Steuerung des Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus, durch den voreingestellten sehr kleinen Wert ΔK2 des Wertes des Schlußkoeffizienten K2 ein Änderungsgradient θ2 des Korrekturkoeffizienten Kaf bestimmt (siehe Fig. 14).

Der voreingestellte sehr kleine Wert ΔK1 des Schlußkoeffizienten K1 umfaßt die voreingestellten sehr kleinen Werten ΔK1a und ΔK1b, die weiter unten detailliert beschrieben werden.

Wiederum entsprechend Fig. 8 wird im Schritt S51 eine Bestimmung vorgenommen, ob der Totzeit-Zähler Td2 auf den Wert 0 heruntergezählt hat oder nicht, um auf diese Weise zu bestimmen, ob eine Totzeit, die dem Startwert (2/Ne, Pe) des Zählers Td2 entspricht verstrichen ist oder nicht. Ein Wert des Zählers Td2, der nur beachtet wird bei Ausführung des Schrittes S51 nachdem der Übergang zum S-F/B-Modus begonnen hat, ist gleich dem im Schritt S21 in Fig. 5 eingestellten Startwert f2 (Ne, Pe) des Zählers Td2, wie oben beschrieben. Somit ist gleich nach dem Beginn des Übergangs in den S-F/B-Modus das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S51 ein Nein. In diesem Fall geht das Steuerprogramm weiter zum Schritt S52, bei dem vom Wert des Zählers Td2 ein vorbestimmter Wert ΔTd2 subtrahiert wird. Im Schritt S53 wird der Wert des Schlußkoeffizienten K2 wieder auf den Wert 0 gesetzt. Diese Schritte S52 und S53 werden so lange wiederholt ausgeführt, bis die oben erwähnte Totzeit verstrichen ist. Während dieser Zeit wird der Wert des Schlußkoeffizienten K2 auf dem Wert 0 gehalten.

Danach berechnet die ECU 70 in den Schritten S55 und S57 einen Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert, Kaft, und einen volumetrischen Wirkungsgrad Ev entsprechend folgenden Formeln (5) und (6):

Kaft = (1 - K2)·Kaf + K2 Kaf (5),

Ev = (1 - K2)·Ev′ + K2·Ev (6),

wobei Kaf und Ev′ einen Korrekturkoeffizienten des A/F-Soll­ werts beziehungsweise einen während der letzten Ausführung von Schritt S21 im mageren Modus zweiter Art festgestellten volumetrischen Wirkungsgrad anzeigen, und die im letzten Term auf der rechten Seite erscheinenden Kaf und Ev zeigen einen Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert und einen volumetrischen Wirkungsgrad an, die in der aktuellen Steuerungsperiode des S-F/B-Modus eingestellt wurden.

In einem Zeitabschnitt (die Totzeit beginnt zum Zeitpunkt t0 und endet zum Zeitpunkt t1 in Fig. 14) während dem der Wert des Koeffizienten K2 auf einem Wert von 0 ist, werden der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft und der volumetrische Wirkungsgrad Ev auf den Werten Kaf beziehungsweise Ev′ gehalten, die abschließend während der Steuerung des mageren Modus zweiter Art eingestellt wurden. Nach dem Verstreichen der Totzeit werden der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft und der volumetrische Wirkungsgrad Ev entsprechend den Formeln (5) und (6) eingestellt, wobei als Gewichtung der mit verstreichender Zeit vom Wert 0 auf den Wert 1,0 steigende Schlußkoeffizient K2 verwendet wird. Genauer gesagt, wird der berechnete Wert Kaf des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert zur Steuerung des S-F/B-Modus mit dem Wert des Koeffizienten K2 gewichtet, und der Endwert Kaf des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert für den mageren Modus zweiter Art wird mit dem Wert (1 - K2) gewichtet. Weiterhin werden der gewichtete Endwert Kaf und der gewichtete berechnete Wert Kaf aufsummiert, um damit den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft zu bestimmen. Das gleiche Verfahren wird mit dem volumetrischen Wirkungsgrad gemacht.

Sobald der Wert des Schlußkoeffizienten K2 den Wert 1,0 erreicht hat, wird der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft und der volumetrische Wirkungsgrad Ev auf die berechneten Werte für den S-F/B-Modus eingestellt.

Wie oben beschrieben, verändern sich der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf und der volumetrische Wirkungsgrad Ev während eines Wechsels der Moden langsam und linear (Kaf verändert sich mit dem oben erwähnten Änderungsgradienten θ2) mit einer Veränderung des Wertes des Schlußkoeffizienten K2 in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3. Am Zeitpunkt t3 und danach werden sie auf für den S-F/B-Modus berechneten Werten gehalten (Fig. 14 zeigt, wie sich Kaf verändert).

Danach geht das Steuerprogramm weiter bis zum Schritt S 60 in Fig. 9, bei dem bestimmt wird, ob der Zähler für die Ansaugverzögerung CNT2 auf den Wert 0 heruntergezählt hat oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Abfrage ein Nein ist, d. h. wenn der Zähler für die Ansaugverzögerung CNT2 den Wert 0 noch nicht erreicht hat, wird im Schritt S61 der Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe auf den Wert Pe′ gesetzt, wodurch der letztmalig während der Steuerung des mageren Modus zweiter Art eingestellte Sollwert des mittleren Wirkdrucks über eine vorbestimmte Zeit gehalten wird (entsprechend dem Startwert XN2 des Zählers). Der Zählwert des Zählers CNT2 wird mit Hilfe einer Kurbel-Unter­ brechungsroutine (hier nicht dargestellt), die bei einer bestimmten Kurbelwinkel-Stellung jedes einzelnen der Zylinder heruntergezählt.

Danach rückt das Steuerprogramme weiter auf Schritt S62, bei dem festgestellt wird, ob der entsprechend Formel (5) berechnete Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner ist als ein Unterscheidungswert Xaf. Der Unterscheidungswert Xaf wird auf einen solchen Wert gesetzt, daß er für eine deutliche Fehlzündung in dem Brennraum 5 des Motors sorgt, wenn eine Motorsteuerung im mageren Modus zweiter Art mit Verwendung eines Wertes des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf gleich dem Unterscheidungswert Xaf durchgeführt wird. Beispielsweise wird bei Vorliegen eines vollständigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Unterscheidungswert Xaf auf einen Wert von ungefähr 20 gesetzt (siehe Fig. 14). Dabei wird angenommen, daß die Motorleistung durch Veränderung der Menge an eingespritztem Kraftstoff im mageren Modus zweiter Art dann verändert werden kann, wenn der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf kleiner ist als der Unterscheidungswert Xaf. In diesem Fall wird der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf auf einen dem Schlußkoeffizienten K2 entsprechenden Wert eingestellt, d. h. auf den Hilfswert des Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaft, bis dieser Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf den Unterscheidungswert Xaf erreicht (bis zum Zeitpunkt t2 in Fig. 14) (Schritt S63). Um die Steuerung im mageren Modus zweiter Art aufrechtzuerhalten, wird der Zündzeitpunkt Tig auf einem im mageren Modus zweiter Art eingestellten Endwert Tig′ gehalten (Schritt S64), und der Endzeitpunkt der Kraftstoff-Einspritzung Tend wird auf einem im mageren Modus zweiter Art eingestellten Endwert Tend beibehalten (Schritt S65).

Nachdem die verschiedenen Verbrennungsparameter, wie oben beschrieben, neu eingestellt sind, wird der zuvor beschriebene Schritt S22 in Fig. 5 ausgeführt, wodurch die Motorsteuerung im mageren Modus zweiter Art abläuft.

Sobald dagegen der Wert des Schlußkoeffizienten K2 ansteigt, so daß der Hilfswert des Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaft den Unterscheidungswert Xaf übersteigt, wird dann das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S62 in Fig. 9 ein Nein. In diesem Fall rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S66, ohne die Schritte S63 bis S65 auszuführen.

Im Schritt S66 wird bestimmt, ob als Einspritzmodus der magere Modus erster Art oder der S-F/B-Modus eingestellt ist oder nicht. Danach wird eine Steuerung durchgeführt, die von dem Ergebnis dieser Bestimmung abhängt. An dieser Stelle ist der Kraftstoff-Einspritz-Modus nach dem Übergang der S-F/B-Modus und dementsprechend ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S66 ein Nein. Daher rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S 67, bei dem der Zündzeitpunkt Tig nach folgender Formel (7) berechnet wird:

Tig = (1 - K2)·Tig′ + K2·Tig + R2(K2) (7),

wobei R2(K2) eine Verzögerungsgröße zur Vermeidung einer plötzlichen Schwankung in der Motorleistung aufgrund eines Übergangs der Moden ist. Die Verzögerungsgröße R2(K2) wird auf einen Wert gesetzt, der mit steigendem Wert des Schlußkoeffizienten K2 allmählich sinkt.

Nachdem die verschiedenen Verbrennungsparameter entsprechend obiger Weise eingestellt wurden, rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S48 in Fig. 7, so daß die Motorsteuerung im Einspritzmodus erster Art betrieben wird, zu dem der S-F/B-Modus gehört.

Wenn danach der Wert des Schlußkoeffizienten K2 graduell steigt und einen Wert von 1,0 erreicht, wird das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S50 in Fig. 8 ein Ja. Damit rückt das Steuerprogramm auf Schritt S58, bei dem bestimmt wird, ob der Einspritzmodus der magere Modus erster Art oder der S-F/B-Modus ist. Wenn im Schritt S58 bestimmt wurde, daß der Einspritzmodus der S-F/B-Modus ist, rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S70 in Fig. 10, bei dem ein Übergang zum mageren Modus zweiter oder erster Art vorbereitet wird. Genauer gesagt, werden Startwerte für die Steuervariablen eingestellt sowie der Wert des Korrekturkoeffizienten Kaf und die Werte der Verbrennungsparameter Ev, Tig, Tend, Legr, etc., die beim aktuellen Einspritzmodus berechnet wurden, werden abgespeichert. Die Steuervariablen beinhalten auch eine Totzeit und eine EGR-Ver­ zögerung. Im Totzeit-Zähler Td1 wird ein Startwert f1 (Ne, Pe) in Abhängigkeit vom Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe und der Motordrehzahl Ne eingestellt. Im EGR-Verzögerungs-Zähler wird ein Startwert XN1 eingestellt. Diese Steuervariablen werden bei Durchführung des Schrittes S70 jedesmal aktualisiert, während die Steuerung unter dem S-F/B-Modus periodisch wiederholt wird.

Nachdem der Schritt S70, bei dem unter anderem die Startwerte der Steuervariablen eingestellt werden, vollständig ausgeführt ist, rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S72, bei dem bestimmt wird, ob der Wert des Schlußkoeffizienten KL auf einem Wert von 1,0 ist oder nicht. Dieser Schlußkoeffizient KL wird während der Steuerung des Übergangs vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus benötigt. Im vorliegenden Zeitpunkt wird die Steuerung im S-F/B-Modus durchgeführt und darum steht der Wert des Koeffizienten KL auf einem Wert von 1,0. Daher rückt das Programm weiter auf Schritt S74, bei dem ein Zählwert des EGR-Verzögerungs-Zählers, wie später beschrieben, bestimmt wird. Dieser Zähler CNT3 wird auf einen Wert 0 zurückgesetzt, wenn nicht gerade eine Steuerung des Übergangs vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus ausgeführt wird. Wenn die Steuerung im S-F/B-Modus abläuft, ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S74 ein Ja. In diesem Fall rückt das Programm weiter auf Schritt S48, bei dem die Steuerung im Einspritzmodus erster Art abläuft, zu dem der S-F/B-Modus gehört.

Als nächstes wird eine Steuerung des Übergangs vom S-F/B-Modus zum mageren Modus zweiter Art beschrieben.

Wenn während der Steuerung des S-F/B-Modus in Schritt S1, wie in Fig. 4 dargestellt, der magere Modus zweiter Art ausgelöst wird (Zeitpunkt t4 in Fig. 14), wird im Schritt S2 der Schlußkoeffizient K1 auf einen Wert 0 gesetzt. Danach werden verschiedene Verbrennungsparameter oder dergleichen in Schritt S12 gehalten, wie oben beschrieben, und in Schritt S20 in Fig. 5 wird ermittelt, ob K1 gleich dem Wert 1,0 ist oder nicht. Wie oben beschrieben, hat der Schlußkoeffizient K1 gleich nach dem Auslösen des mageren Modus zweiter Art den Wert 0. In diesem Fall ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S20 ein Nein und das Programm rückt weiter auf Schritt S24.

Im Schritt S24 wird bestimmt, ob der Totzeit-Zähler Td1 auf einem Wert von 0 steht oder nicht, um auf diese Weise zu bestimmen, ob die Totzeit des Zählers Td1, die dem Startwert f1 (Ne, Pe) entspricht, bereits verstrichen ist. Sofort, nachdem der Übergang zum mageren Modus zweiter Art stattgefunden hat, ist der Wert des Zählers Td1 gleich dem Startwert f1 (Ne, Pe) aus der Zählereinstellung von Td1, der bei Schritt S70 in Fig. 10 von der Steuerung des S-F/B-Modus kurz vor dem Übergang durchgeführt wird.

Damit ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S24 ein Nein und das Steuerprogramm rückt weiter auf Schritt S25, bei dem ein voreingestellter Wert DTd1 von dem Zählerwert Td1 abgezogen wird. Im Schritt S26 wird der Wert des Schlußkoeffizienten K1 auf den Wert 0 gesetzt. Die Schritte S25 und S26 werden wiederholt ausgeführt, bis die Totzeit verstrichen ist (während eines Zeitraumes vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 in Fig. 14). Während dieses Zeitraumes wird der Wert des Schlußkoeffizienten auf dem Wert 0 gehalten.

In den Schritten S28 und S30 (Fig. 6) berechnet die ECU 70 den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft und den volumetrischen Wirkungsgrad Ev entsprechend den folgenden Formeln (8) und (9):

Kaft = (1 - K1)·Kaf′ + K1·Kaf (8)

Ev = (1 - K1)·Ev′ + K1·Ev (9).

In den Formel (8) und (9) drücken Kaf′ und Ev′, wie in den Formeln (5) und (6), jeweils den Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert beziehungsweise den volumetrischen Wirkungsgrad aus, die bei der anschließenden Ausführung von Schritt S70 in Fig. 10 im S-F/B-Modus berechnet wurden, und die im letzten Ausdruck auf der rechten Seite der entsprechenden Formel erscheinenden Kaf und Ev drücken den in der aktuellen Periode des mageren Modus zweiter Art berechneten Korrekturkoeffizienten und den volumetrischen Wirkungsgrad aus.

Während eines Zeitraumes (Totzeit vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 in Fig. 14), in dem der Wert des Koeffizienten K1 den Wert 0 annimmt, werden der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft und der volumetrische Wirkungsgrad Ev jeweils auf Werten von Kaf beziehungsweise von Ev′ beibehalten, die am Ende der Steuerung im S-F/B-Modus eingestellt wurden. Nachdem die Totzeit verstrichen ist, wird der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft durch Summierung zweier Werte erlangt, die jeweils durch die Gewichtung der Werte Kaf und Kaf durch die Verwendung eines Wert des mit verstreichender Zeit steigendem Koeffizienten K1 (Faktor) erhalten werden (Formel (8)). Gleichfalls wird der nach der Verstreichung der Totzeit verwendete volumetrische Wirkungsgrad aus der Summierung gewichteter Werte von Ev′ und Ev erhalten, die durch die Verwendung des Wertes des Koeffizienten K1 gewonnen werden. Sobald der Wert des Koeffizienten den Wert 1,0 erreicht hat, werden der Korrekturkoeffizient Kaft und der volumetrische Wirkungsgrad Ev unabhängig voneinander auf derartige Werte gesetzt, die während des mageren Modus zweiter Art errechnet wurden. Zwangsläufig verändern sich die Werte des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf und des volumetrischen Wirkungsgrades Ev graduell linear mit der zuvor erwähnten Veränderung des Wertes des Schlußkoeffizienten K1. Während und nach dem Zeitpunkt t7 in Fig. 14 werden diese Parameter Kaf beziehungsweise Ev auf während des mageren Modus zweiter Art berechneten Werten beibehalten.

Danach rückt das Steuerprogramm weiter auf Schritt S31 in Fig. 6, bei dem bestimmt wird, ob der EGR-Verzögerungs-Zähler CNT1 auf den Wert 0 heruntergezählt wird oder nicht. Dieser Zähler CNT1 ist zu dem Zweck eingerichtet, die EGR-Steuerung im mageren Modus zweiter Art zu verzögern. Durch die Verzögerung der EGR-Steuerung ist es möglich, eine zu starke Abgasrückführung während der Steuerung des Übergangs vom S-F/B-Mo­ dus in den mageren Modus zweiter Art, bei dem eine große Menge an EGR eingebracht wird, zu verhindern. Wenn im Schritt S31 bestimmt wurde, daß der Zähler CNT1 noch nicht auf den Wert 0 heruntergezählt wurde, wird im Schritt S32 die Ventil-Öff­ nungsdauer Legr des EGR-Ventils 45 auf den letzten Wert von Legr′ während der Steuerung des S-F/B-Modus eingestellt. Auf diese Weise wird die Ventil-Öffnungsdauer Legr′ für einen voreingestellten Zeitraum (entsprechend dem Startwert XN1 des Zählers, beginnend bei Zeitpunkt t4 und endend bei Zeitpunkt t7 in Fig. 14) unverändert gehalten.

Wenn die Einstellung der Ventil-Öffnung im Schritt S32 abgeschlossen ist, oder wenn das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S31 ein Ja ist, wodurch angezeigt wird, daß der EGR-Verzögerungs-Zeitraum verstrichen ist, fährt das Steuerprogramm mit dem Schritt S34 fort.

Bei diesem Schritt S34 wird bestimmt, ob der nach Formel (8) berechnete Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner als der Unterscheidungswert Xaf ist oder nicht. Dieser Unterscheidungswert Xaf kann gleich dem in Schritt S62 verwendeten Wert sein, aber es ist nicht notwendig, beide Unterscheidungswerte auf den gleichen Betrag einzustellen. Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S34 ein Ja oder ist der Korrekturkoeffizient des A/F-Sollwertes Kaf kleiner als der Unterscheidungswert Xaf, so wird angenommen, daß die Motorleistung mit Hilfe des mageren Modus zweiter Art steuerbar ist. In diesem Falle wird im Schritt S36 der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf auf den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft eingestellt (Kaf = Kaft). Ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S34 dagegen ein Nein oder ist der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf größer als der Unterscheidungswert Xaf, so wird die Steuerung des S-F/B-Modus beibehalten.

Während eines Zeitraumes (vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t6 in Fig. 14), in dem das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S34 ein Nein ist, oder bevor der Hilfwert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert den Unterscheidungswert Xaf erreicht, rückt das Steuerprogramm vom Schritt S34 weiter auf Schritt S40 in Fig. 7, bei dem ein Zeitraum für die Beendigung der Einspritzung Tend auf einen berechneten Wert Tend′ zurückgesetzt und gehalten wird, der schließlich im S-F/B-Modus berechnet wurde. Zur Unterscheidung, ob der vor dem Übergang eingeschaltete Kraftstoff-Einspritz-Mo­ dus der magere Modus erster Art oder S-F/B-Modus war, wird im Schritt S42 festgestellt, ob der vor dem Übergang eingestellte und abgespeicherte Wert des Korrekturkoeffizienten Kaf kleiner als der Wert 1,0 ist oder nicht. Bevor die Steuerung des mageren Modus erster Art ausgeführt wird, wird der Wert des Korrekturkoeffizienten immer auf einen Wert kleiner als 1,0 eingestellt.

Wenn das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S42 ein Nein ist, d. h. wenn der Kraftstoff-Einspritz-Modus vor dem Übergang der S-F/B-Modus ist, wird im Schritt S46 der Korrekturkoeffizient des A/F-Sollwertes Kaf auf einem erreichten Wert Kaf′ beibehalten, der kurz vor dem Übergang bestimmt wurde. Im Schritt S47 wird der Zündzeitpunkt Tig nach folgender Formel (10) berechnet:

Tig = (1 - K1)·Tig′ + K1·Tig + R1(K1) (10),

in der R1(K1) eine Verzögerungsgröße zur Vermeidung einer durch den Moden-Übergang verursachten plötzlichen Schwankung der abgegebenen Motorleistung ist. Die Verzögerungsgröße R1(K1) wird auf einen Wert eingestellt, der graduell steigt, sobald der Wert des Schlußkoeffizienten K1 steigt. Inzwischen wird eine kurz nach Beendigung des Wechsels vom Einspritzmodus zweiter Art zum S-F/B-Modus verwendete Start-Wert-Verzögerungs-Größe (Erster- Modus-Umschalt-Zündzeitpunkt) auf den gleichen Wert gesetzt wie eine End-Wert-Verzögerungs-Größe (Zweiter-Modus-Umschalt-Zünd­ zeitpunkt), der kurz vor dem Beginn des Überganges vom S-F/B-Modus zum Einspritz-Modus zweiter Art verwendet wird. Als Alternative können diese zwei Verzögerungsgrößen und ihre Änderungsgeschwindigkeiten unabhängig voneinander entsprechend dem Betriebszustand des Motors eingestellt werden.

Nachdem verschiedene Werte der Verbrennungsparameter auf diese Weise eingestellt worden sind, wird Schritt S48 ausgeführt, so daß die Motorsteuerung im Einspritzmodus erster Art erfolgt.

Steigt der Schlußkoeffizient K1 derart, daß der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner wird als der Unterscheidungswert Xaf, wird das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S34 in Fig. 6 ein Ja. In diesem Fall fährt das Steuerprogramm fort mit dem Schritt S36, bei dem der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf auf den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft eingestellt wird (Kaf = Kaft). Diese im mageren Modus zweiter Art berechneten Werte werden für den Endzeitpunkt der Kraft­ stoff-Einspritzung Tend und den Zündzeitpunkt Tig verwendet.

Nachdem verschiedene Werte der Verbrennungsparameter auf diese Weise eingestellt worden sind, wird Schritt S22 in Fig. 5 ausgeführt, so daß die Motorsteuerung im mageren Einspritzmodus zweiter Art erfolgt.

Wenn der Wert des Schlußkoeffizienten K1 nach graduellem Anstieg den Wert 1,0 erreicht, wird angenommen, daß der Übergang zum mageren Modus zweiter Art abgeschlossen wurde. Zum vorliegenden Zeitpunkt und danach ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S20 in Fig. 5 ein Ja. In diesem Fall wird der Übergang zum Einspritzmodus erster Art im Schritt S21 vorbereitet, wobei die Motorsteuerung mit dem Schritt S22 im mageren Modus zweiter Art beibehalten wird.

Bezugnehmend auf Fig. 14, sinkt während der Steuerung des Übergangs vom S-F/B-Modus zum mageren Modus zweiter Art, sobald der Hilfwert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft den Unterscheidungswert Xaf überschreitet (in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t6 in Fig. 14), der Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert graduell mit einem Änderungsgradienten (erste Änderungsgeschwindigkeit) θ1a. Sobald der Hilfwert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner als der Unterscheidungswert Xaf wird (in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t6 bis zum Zeitpunkt t7), sinkt der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf graduell mit einem Änderungsgradienten θ1b (zweite Änderungsgeschwindigkeit), der kleiner ist als der Änderungsgradient θ1a (θ1b < θ1a). Dies bedeutet, daß, sobald der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner ist als der Unterscheidungswert Xaf, die Endgeschwindigkeit (Änderungsgeschwindigkeit) des Wertes des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf, im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft größer ist als der Unterscheidungswert Xaf, fällt.

Genauer gesagt wird, sobald der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft den Unterscheidungswert Xaf überschreitet, der Schlußkoeffizient K1 durch Verwendung eines voreingestellten sehr kleinen Wertes ΔK1a für einen voreingestellten sehr kleinen Wert ΔK1 bestimmt. Wird dagegen der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft kleiner als der Unterscheidungswert Xaf, wird für den voreingestellten sehr kleinen Wert ΔK1 ein voreingestellter sehr kleiner Wert ΔK1b, der kleiner ist als der voreingestellte sehr kleine Wert ΔK1a (ΔK1b < ΔK1a), verwendet.

Wenn eine Steuerung des Übergangs vom Einspritzmodus erster Art zum Einspritzmodus zweiter Art durchgeführt wird, wird gewöhnlich das Öffnen und Schließen der #1ABV 24 und #2ABV 27 (Mittel zur Regulierung der Ansaugluftmenge) gesteuert, um auf diese Weise die Ansaugluftmenge Qa zu steuern. Damit ist es möglich, eine Abnahme des Ausgangsdrehmoments des Motors 1 während eines Moden-Übergangs auszugleichen. Dafür ist es während der Steuerung des Übergangs wünschenswert, eine Kraftstoff-Einspritzdauer Tinj oder eine Kraft­ stoff-Einspritzmenge so einzustellen, daß sie sich nach der Ansaugluftmenge Qa richten. Das bedeutet, daß es wünschenswert ist, den Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf abhängig von einer Änderung der Ansaugluftmenge Qa eine Änderung zu erlauben.

Auf alle Fälle ist bei einer Einstellung des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf in Abhängigkeit von einer Änderung der Ansaugluftmenge Qa eine aufwendige Steuerung notwendig, was dieses Verfahren nicht ausführbar macht.

Während der Durchführung eines oben beschriebenen Wechsels des voreingestellten sehr kleinen Wertes ΔK1 des Schlußkoeffizienten K1, wird angesichts dieser Situation die Endgeschwindigkeit des Wertes des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf, die verwendet wird, wenn der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft unter den Unterscheidungswert Xaf fällt, wobei der Motor im mageren Modus zweiter Art betrieben wird, kleiner gesetzt als die, die verwendet wird, wenn der Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft den Unterscheidungswert Xaf übersteigt, wobei der Motor im S-F/B-Modus betrieben wird. Dadurch wird aus dem Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf ein Wert, der leicht und genau einem Wechsel der Ansaugluftmenge Qa folgt. Darüber hinaus wird kurz vor Beendigung der Steuerung des Überganges vom S-F/B-Modus zum mageren Modus zweiter Art die Endgeschwindigkeit des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf auf eine sehr moderate Geschwindigkeit eingestellt.

Fährt ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit, so daß der Motor 1 in einem niedrigen Lastbereich betrieben wird, wird der Kraftstoff-Einspritz-Modus gewöhnlich vom S-F/B-Mo­ dus in den mageren Modus zweiter Art umgeschaltet. Gleichzeitig ist es wahrscheinlich, daß das Ausgangsdrehmoment des Motors 1 stark abfällt. Jedenfalls kann durch Änderung der Menge an eingespritztem Kraftstoff in einer Weise, die sich nach der Ansaugluftmenge Qa richtet, eine Schwankung des Ausgangsdrehmoments unterdrückt werden, wodurch ein sogenannter Drehmoment-Sprung reduziert wird.

Mittlerweile weist der voreingestellte sehr kleine Wert ΔK1 des Schlußkoeffizienten K1, das heißt jeder der voreingestellten sehr kleinen Werte ΔK1a und ΔK1b, eine Korrelation zum Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe auf. So ist es möglich, weiterhin eine sehr gute Steuerung des Übergangs durch Einstellung dieser voreingestellten sehr kleinen Werte ΔK1a und ΔKΔ1b, die deutlich von vom Sollwert des mittleren Wirkdruckes Pe abhängen, sicherzustellen.

Unter Berücksichtigung der Steuerung des Überganges vom S-F/B-Modus (Ansaughub-Einspritzmodus) zum mageren Modus zweiter Art (verdichtungshub-Einspritzmodus) wird der Änderungsgradient des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf, d. h. die für den Fall des unter den Unterscheidungswert Xaf fallenden Hilfswertes des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft verwendete Endgeschwindigkeit, so eingestellt, daß er kleiner ist als die dann verwendete Endgeschwindigkeit. Die während des unten erwähnten Übergangs vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art verwendete Endgeschwindigkeit und die während des Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Mo­ dus oder zum mageren Modus erster Art verwendete Endgeschwindigkeit kann ebenso variiert werden. Unterdessen wechselt während eines Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus oder zum mageren Modus erster Art der Betriebsbereich des Motors 1 gewöhnlich von einem niedrigen Lastbereich zu einem mittleren oder hohen Lastbereich. In diesem Fall steigt die Ansaugluftmenge Qa wahrscheinlich weiter und dadurch ist eine Anpassung der sinkenden Endgeschwindigkeit nicht wirksam.

Im folgenden wird erklärt werden, wie die Steuerungen der Übergänge vom mageren Modus zweiter Art zum mageren Modus erster Art, vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art, vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus, und vom S-F/B-Mo­ dus zum mageren Modus erster Art, ablaufen. Diese Steuerungen der Übergänge laufen ähnlich ab wie die Steuerungen der Übergänge vom mageren Modus zweiter Art zum S-F/B-Modus. Daher sind detaillierte Beschreibungen der Steuerungen der Übergänge an dieser Stelle unnötig. Statt dessen wird im folgenden eine Routine für die Einstellung der Verbrennungsparameter (Fig. 4 bis 13) unter Bezugnahme auf Unterschiede gegenüber der obenstehenden Erläuterungen beschrieben.

Bei der Steuerung des Übergangs vom mageren Modus zweiter Art zum mageren Modus erster Art geht das Steuerprogramm vom Schritt S1 in Fig. 4 über die Schritte S5, S6, S14 und Schritt S50 in Fig. 8 zum Schritt S51, bei dem bestimmt wird, ob die Totzeit Td2 bereits verstrichen ist oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S51 ein Ja ist, geht das Steuerprogramm mit dem Fortschritt der Steuerung des Überganges zum mageren Modus erster Art über die Schritte S55, S57 und die Schritte S60, S61, S62 in Fig. 9 weiter zum Schritt S66. Wenn im Schritt S66 bestimmt wurde, daß der Einspritzmodus der magere Modus erster Art ist, wird im Schritt S68 der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf auf den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft umgeschrieben. Im Schritt S69 wird der Zündzeitpunkt Tig entsprechend folgender Formel (11) berechnet:

Tig = (1 - K2)·Tig′ + K2·Tig (11).

Wie aus Formel (11) zu erkennen, ist zur Berechnung des Zündzeitpunktes Tig bei der Steuerung des Übergangs zum mageren Modus erster Art kein Verzögerungsausmaß R2(K2) notwendig, anders als dies bei der Steuerung des Überganges zum S-F/B-Modus (Formel (10)) der Fall ist.

Bei der Steuerung des Überganges zum mageren Modus erster Art wird, ebenso wie für den Endzeitpunkt der Einspritzung Tend, der während des mageren Modus erster Art berechnete Wert verwendet, wie er ist.

Wenn mit weiterem Fortschreiten der Steuerung des Übergangs zum mageren Modus erster Art der Wert K2 den Wert 1,0 erreicht, wird der Zündzeitpunkt Tig auf den im mageren Modus erster Art berechneten Wert umgeschaltet, wie aus der Formel (11) zu ersehen. In diesem Fall wird das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S50 ein Ja und das Steuerprogramm schreitet fort zum Schritt S58. Wenn im Schritt S58 bestimmt wird, daß der Kraftstoff-Einspritz-Modus der magere Modus erster Art ist, schreitet das Steuerprogramm fort zum Schritt S80 in Fig. 11.

Bei diesem Schritt S80 wird eine Steuerung des Übergangs zum mageren Modus zweiter Art oder zum S-F/B-Modus vorbereitet. Dabei werden Startwerte für die Steuervariablen eingestellt sowie ein Wert des Korrekturkoeffizienten Kaf und die Verbrennungsparameter Ev, Tig, Tend, Legr und dergleichen des derzeitigen Einspritzmodus werden abgespeichert. Die Steuervariablen beinhalten die Totzeit und die EGR-Verzögerung. Im Totzeit-Zähler Td1 wird der Startwert f1 (Ne, Pe) in Abhängigkeit vom Sollwert des mittleren Wirkdrucks Pe und der Motordrehzahl Ne eingestellt. Der Startwert XN3 wird im EGR-Verzögerungs-Zähler CNT3 eingestellt. Diese Steuervariablen werden bei jedem neuen Durchlauf des Schrittes S80 neu eingestellt, während die Steuerung im S-F/B-Modus periodisch durchgeführt wird.

Nach erfolgter Einstellung der Startwerte wie der Steuervariablen im Schritt S80 geht das Steuerprogramm weiter zum Schritt S82, bei dem bestimmt wird, ob der Schlußkoeffizient KS zur Verwendung bei der Steuerung des Überganges vom S-F/B-Mo­ dus zum mageren Modus erster Art auf einem Wert von 1,0 ist oder nicht. Im vorliegenden Fall wird die Steuerung des mageren Modus erster Art durchgeführt, weshalb der Wert des Koeffizienten einen Wert von 1,0 besitzt. Das Steuerprogramm schreitet fort zum Schritt S48 in Fig. 7 und überspringt dabei die Schritte S84 und S86, wodurch die Steuerung des Einspritzmodus erster Art ausgeführt wird.

Als nächstes wird die Steuerung des Übergangs vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art beschrieben. Während der Steuerung des Übergangs vom mageren Modus erster Art geht das Steuerprogramm vom Schritt S1 in Fig. 4 beispielsweise über die Schritte S2 und S12, über die Schritte S20, S24 und S28 in Fig. 5, über die Schritte S30, S31, S32, S34 in Fig. 6 und über den Schritt S40 in Fig. 7 zum Schritt S42 in Fig. 7.

Wenn das Ergebnis der Bestimmung des Schrittes S42 in Fig. 7 ein Ja ist, oder wenn der Einspritzmodus als magerer Modus erster Art bestimmt wurde, wird im Schritt S43 der Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf auf den Hilfswert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaft zurückgeschrieben. Im Schritt S44 wird der vom Schlußkoeffizienten abhängige Zündzeitpunkt Tig entsprechend folgender Formel (12) berechnet:

Tig = (1 - K1)·Tig′ + K1·Tig (12).

Zum Zeitpunkt des Überganges vom S-F/B-Modus in den mageren Modus zweiter Art wird das Verzögerungsausmaß R1(K1) zur Vermeidung eines durch den Übergang verursachten plötzlichen Sprunges in der Motorleistung verwendet. Jedoch ist das Verzögerungsausmaß R1(K1) nicht in der Formel (12) enthalten. Darum wird bei einem Übergang vom mageren Modus erster Art in den mageren Modus zweiter Art die Motorleistung durch Anpassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesteuert. Daher ist eine Korrektur mit Hilfe des Verzögerungsausmaßes R1(K1) nicht notwendig, so daß der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit vom Wert des Schlußkoeffizienten K1 eingestellt wird.

Als nächstes wird die Steuerung des Übergangs vom mageren Modus erster Art zum S-F/B-Modus beschrieben. Bei dieser Steuerung des Übergangs geht das Steuerprogramm vom Schritt S1 in Fig. 4 über die Schritte S5, S7, S8 und S14, über die Schritte S50, S51, S55 und S58 in Fig. 8 und den Schritt S70 in Fig. 10 zum Schritt S72 in Fig. 10. Gerade nachdem ein Übergang in den S-F/B-Modus bestimmt worden ist, wird der Wert des Schlußkoeffizienten KL auf den Wert 0 gesetzt, weshalb das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S72 ein Nein ist. In diesem Fall wird im Schritt S73 der volumetrische Wirkungsgrad Ev nach folgender Formel (13) berechnet:

Ev = (1 - KL)·Ev′ + KL·Ev (13).

In der Formel (13) drückt Ev′, ebenso wie in Formel (6), den im mageren Modus erster Art abschließend berechneten volumetrischen Wirkungsgrad aus, und das in obiger Formel auf der rechten Seite erscheinende Ev ist ein Wert, der in der aktuellen Periode des S-F/B-Modus berechnet wurde.

Wenn der Wert des Koeffizienten KL zwischen dem Wert 0 und dem Wert 1 liegt, wird der volumetrische Wirkungsgrad Ev auf die Summe aus den berechneten Werten Ev′ und Ev, jeder gewichtet mit dem Wert des Koeffizienten KL, gesetzt. Wenn der Wert des Koeffizienten KL den Wert 1,0 erreicht hat, wird der Wert von Ev auf einen im S-F/B-Modus berechneten Wert gesetzt.

Ist das Ergebnis aus der Bestimmung im Schritt S74 ein Nein oder wenn ein EGR-Verzögerungs-Zeitraum noch nicht verstrichen ist, wird die Ventil-Öffnung Legr des EGR-Ventils 45 auf den vorherigen Wert eingestellt, d. h. der zum Zeitpunkt der Steuerung im mageren Modus erster Art, die kurz vor dem Wechsel zum S-F/B-Modus durchgeführt wurde, erhaltene Wert Legr′ wurde bestimmt.

Schließlich wird die Steuerung des Übergangs vom S-F/B-Modus zum mageren Modus erster Art beschrieben. Bei dieser Steuerung des Übergangs geht das Steuerprogramm vom Schritt S1 in Fig. 4 über die Schritte S5, S6, S14, über die Schritte S50, S58 in Fig. 8 und Schritt S80 zum Schritt S82 in Fig. 11. Unmittelbar, nachdem der Übergang in den mageren Modus erster Art bestimmt wird, wird der Wert des Schlußkoeffizienten KS auf den Wert 0 gesetzt, und daher ist das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S82 ein Nein. In diesem Fall werden die Schritte S84 und S86 wiederholt ausgeführt. Im Schritt S84 wird der volumetrische Wirkungsgrad Ev nach folgender Formel (14) berechnet:

Ev = (1 - KS)·Ev′ + KS·Ev (14).

In der Formel (11) zeigt Ev′, ebenso wie in den Formeln (13) und (6), den im S-F/B-Modus abschließend berechneten volumetrischen Wirkungsgrad, und das in obiger Formel auf der rechten Seite erscheinende Ev ist ein Wert, der im mageren Modus erster Art berechnet wurde.

Im nächsten Schritt S86 werden der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf, der Zündzeitpunkt Tig und der Endzeitpunkt der Einspritzung Tend auf zuletzt im S-F/B-Modus berechnete Werte Kaf, Tig′, Tend′, gesetzt. Diese Werte werden solange beibehalten, bis der Wert des Schlußkoeffizienten KS einen Wert von 1,0 annimmt.

Wie bereits weiter oben näher beschrieben wurde, berechnet das Steuergerät in der vorliegenden Ausführungsform, zur Bestimmung der Menge an eingespritztem Kraftstoff während des Einspritzmodus zweiter Art, die Kraftstoff-Einspritz-Dauer Tinj in Übereinstimmung mit dem aus der Drosselklappen-Öffnung θth bestimmten A/F-Sollwert, anstatt die Menge an eingespritztem Kraftstoff direkt mit Hilfe der Information aus der Drosselklappen-Öffnung θth des TPS 29 einzustellen.

Auf diese Weise kann der A/F-Sollwert sehr genau geeignet eingestellt werden, unabhängig vom Kraftstoff-Einspritz-Modus. Daraus ergibt sich eine sehr gute und exakte Steuerung der Verbrennung.

Bei der Berechnung der Kraftstoff-Einspritz-Dauer Tinj im Einspritzmodus zweiter Art berechnet das Steuergerät in der vorliegenden Ausführungsform die Ansaugluftmenge Qa auf der Grundlage der in der aktuellen Periode erfaßten Einheit Ansaugluftmenge A/N(n), und zwar angesichts der Tatsache, daß die Ansaugung von Ansaugluft vor dem Beginn der Kraft­ stoff-Einspritzung abgeschlossen ist. Mit anderen Worten, ist eine Korrektur der Ansaugluft im Einspritzmodus zweiter Art nicht möglich, damit die Kraftstoff-Einspritz-Dauer Tinj genau bestimmt werden kann, auch wenn eine solche Korrektur der Ansaugluft im Einspritzmodus erster Art durchgeführt wird, wie dies bei einem konventionellen Motor mit innerer Verbrennung und Saugkanal-Einspritzung der Fall ist.

Ein guter Betriebszustand des Motors 1 kann immer aufrechterhalten werden, ohne Rücksicht auf den Kraft­ stoff-Einspritz-Modus, indem die Korrektur der Ansaugluft beim Einspritzmodus erster Art zugelassen wird und beim Einspritzmodus zweiter Art nicht zugelassen wird.

Während der Steuerung des Überganges vom S-F/B-Modus (Ansaughub-Einspritzmodus) zum mageren Modus zweiter Art (Verrichtungshub-Einspritzmodus) sorgt das Steuergerät nach der vorliegenden Ausführungsform für eine Änderung des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf mit einem Änderungsgradienten (erste Änderungsgeschwindigkeit) θ1a, sobald der Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf den Unterscheidungswert Xaf überschreitet (in einem Zeitraum zwischen t5 und t6 in Fig. 14), und es sorgt für eine Änderung des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf mit einem Änderungsgradienten (zweite Änderungsgeschwindigkeit) θ1b, kleiner als der Änderungsgradient θ1a (θ1b < θ1a), sobald der Wert des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf kleiner ist als der Unterscheidungswert Xaf (in einem Zeitraum zwischen t6 und t7 in Fig. 14). Als Ergebnis wird die Endgeschwindigkeit des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf vermindert, wenn die Steuerung des Überganges ihr Ende erreicht.

Aus diesem Grund kann sich der Korrekturkoeffizient für den A/F-Sollwert Kaf, kurz bevor die Steuerung des Überganges vom S-F/B-Modus in den mageren Modus zweiter Art abgeschlossen ist, allmählich dem beim mageren Modus zweiter Art verwendeten Korrekturkoeffizienten für den A/F-Sollwert Kaf nähern.

Wenn ein Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, so daß der Motor 1 in einem niederen Lastbereich betrieben wird, wird der Kraftstoff-Einspritz-Modus gewöhnlich vom S-F/B-Modus in den mageren Modus zweiter Art umgeschaltet. Während eines solchen Überganges der Moden besteht die Gefahr eines Abfallens des Ausgangsmomentes des Motors 1, weshalb eine Steuerung zur Erhöhung oder Absenkung der Ansaugluftmenge Qa durchgeführt wird. Entsprechend vorliegender Ausführungsform wird der Änderungsgradient des Korrekturkoeffizienten für den A/F-Soll­ wert Kaf, gesteuert wie oben beschrieben, um auf diese Weise die Menge an eingespritztem Kraftstoff weitgehend entsprechend Änderungen der Ansaugluftmenge Qa zu regulieren, ohne die Steuerungsprozedur sehr aufwendig zu gestalten. Während eines Überganges vom S-F/B-Modus zum mageren Modus zweiter Art (sowie vom mageren Modus erster Art zum mageren Modus zweiter Art) kann damit eine Schwankung des Ausgangsdrehmomentes des Motors 1 unterdrückt werden, womit ein sogenannter Drehmoment-Sprung geeignet reduziert wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann ebenso auf verschiedene Arten modifiziert sein.

Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung ebenso bei einem Motor mit elektronischem Gaspedal (hier als DBW, "drive-by-wire", bezeichnet) eingesetzt werden, der dafür mit einem am Gaspedal angebrachten Sensor für die Gaspedal-Stellung (APS) ausgestattet ist, welcher dann den Öffnungswinkel eines im Drosselklappen-Gehäuse befindlichen elektronischen Drosselklappen-Ventils entsprechend einer vom APS kommenden und für die Gaspedal-Stellung θAC charakteristischen Gaspedal-Span­ nung (VAC) steuert, im Unterschied zu den Ausführungsformen, bei welchen das zweite Nebenluft-Rohr 26 das Drosselklappen-Ge­ häuse 23 umgeht und für die Steuerung der Öffnung und Schließung des zweiten Luft-Bypass-Ventils 27 sorgt. In diesem Fall wirkt das APS wie ein Gaspedal-Stellungs-Erfassungs-Mittel zur Erfassung der Stellung des Gaspedals, das als Gaspedaleinheit dient.

Bei solch einem DBW-Motor, der gerade im Einspritzmodus zweiter Art oder im mageren Einspritzmodus zweiter Art oder dergleichen betrieben wird, ist es möglich, die Ansaugluft-Menge durch eine Vergrößerung dieser zu korrigieren, wie dies mit Hilfe des zweiten Luft-Bypass-Ventils 27 bei obiger Ausführungsform der Fall ist, und zwar durch eine Einstellung des Drosselklappen-Öffnungs-Winkels auf einen Wert, der größer ist als der normalerweise vom der Gaspedalstellung vorgegebene Standard-Öffnungswinkel.

Claims (20)

1. Ein Steuergerät für einen Motor mit Direkt-Ein­ spritzung und innerer Verbrennung, der einen Brennraum, eine Kraftstoff-Einspritzungs-Vorrichtung zur direkten Zuführung des Kraftstoffes in den Brennraum und eine Gaspedaleinheit zur Motordrehzahl-Steuerung, aufweist, umfassend:
ein Gaspedal- Stellungs-Erfassungs-Mittel zur Erfassung des Betriebszustandes der Gaspedaleinheit und Erzeugung eines vom erfaßten Betriebszustand der Gaspedaleinheit abhängigen Ausgangssignals;
ein Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel zur Erfassung einer in den Brennraum angesaugten Ansaugluftmenge und Erzeugung eines von der erfaßten Ansaugluftmenge abhängigen Ausgangssignals;
ein Erster-lastbezogener-Wert-Berechnungs-Mittel zur Berechnung eines ersten lastbezogenen Wertes in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gaspedal-Stellungs-Erfas­ sungs-Mittels;
ein Zweiter-lastbezogener-Wert-Berechnungs-Mittel zur Berechnung eines zweiten lastbezogenen Wertes in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittels;
ein Einspritzmodus-Auswahl-Mittel zur Auswahl entweder eines Verdichtungshub-Einspritzmodus, bei dem die Kraft­ stoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Verdichtungshubs erfolgt, oder eines Ansaughub-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Ansaughubs erfolgt, in Übereinstimmung mit entweder dem ersten oder dem zweiten lastbezogenen Wert;
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert-Berechnungs-Mit­ tel zur Berechnung eines Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses, basierend auf jeweils den ersten und zweiten lastbezogenen Werten;
ein Kraftstoff-Einspritz-Mengen-Berechnungs-Mittel zur Berechnung einer Menge an eingespritztem Kraftstoff in Übereinstimmung mit dem durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sollwert-Berechnungs-Mittel auf Basis des ersten lastbezogenen Wertes berechneten Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßten Ansaugluftmenge, wenn durch das Einspritzmodus-Auswahl-Mittel der Verdichtungshub-Einspritzmodus ausgewählt ist, und zur Berechnung einer Menge an eingespritztem Kraftstoff in Übereinstimmung mit dem durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Soll­ wert-Berechnungs-Mittel auf Basis des zweiten lastbezogenen Wertes berechneten Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßten Ansaugluftmenge, wenn der Ansaughub-Einspritzmodus ausgewählt ist; und
ein Kraftstoff-Einspritz-Steuerungs-Mittel zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritz-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der durch das Kraftstoff-Einspritz-Mengen-Berechnungs-Mittel berechneten Menge an eingespritztem Kraftstoff.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:
ein Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel zur Korrektur der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßten Ansaugluftmenge, wenn durch das Einspritzmodus-Auswahl-Mittel der Ansaughub-Einspritzmodus ausgewählt ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, bei dem das Kraft­ stoff-Einspritz-Mengen-Berechnungsmittel die Menge an eingespritztem Kraftstoff in Übereinstimmung mit einer aus der Korrektur der Ansaugluftmenge durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßten und durch das Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel korrigierten Ansaugluftmenge berechnet.

4. Steuergerät nach Anspruch 2, weiterhin umfassend:
ein Motordrehzahl-Erfassungs-Mittel zur Erfassung einer Motordrehzahl;
bei dem das Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel ein Ansaugluftmengen-Einheit-Berechnungs-Mittel zur Berechnung einer die Menge an Ansaugluft je Ansaughub-Einheit anzeigenden Einheit Ansaugluftmenge umfaßt, in Übereinstimmung mit der durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßten Ansaugluftmenge sowie der durch das Motordrehzahl-Erfassungs-Mittel erfaßten Motordrehzahl; und
bei dem das Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel die durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßte Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit der durch das Ansaugluftmengen-Einheit-Be­ rechnungs-Mittel berechneten Einheit Ansaugluftmenge korrigiert.

5. Steuergerät nach Anspruch 4,
bei dem das Ansaugluftmengen-Einheit-Berechnungs-Mittel periodisch die Einheit Ansaugluftmenge berechnet; und
bei dem das Ansaugluftmengen-Korrektur-Mittel die durch das Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel erfaßte Ansaugluftmenge korrigiert, und zwar in Übereinstimmung mit einer durch das Ansaugluftmengen-Einheit-Berechnungs-Mittel in einer laufenden Berechnungsperiode bezüglich eines bestimmten Zylinders des Motors mit innerer Verbrennung berechneten laufenden Einheit Ansaugluftmenge, und mit einer Differenz zwischen der laufenden Einheit Ansaugluftmenge und einer in einer vorangegangenen Berechnungsperiode durch das Ansaugluftmengen-Einheit-Be­ rechnungs-Mittel bezüglich eines anderen Zylinders des Motors mit innerer Verbrennung berechneten vorangegangenen Einheit Ansaugluftmenge.

6. Steuergerät nach Anspruch 1,
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert-Be­ rechnungs-Mittel den Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses auf ein erstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis, einstellt, sobald vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel der Verdichtungshub-Einspritzmodus ausgewählt ist; und
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert-Be­ rechnungs-Mittel den Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses auf ein zweites Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches fetter ist als das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis, einstellt, sobald der Ansaughub-Einspritzmodus ausgewählt ist.

7. Steuergerät nach Anspruch 6, weiterhin umfassend:
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel zur variablen Einstellung eines Übergangs-Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses, sobald ein sich vom gerade ausgewählten Einspritzmodus unterscheidender Einspritzmodus vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel neu ausgewählt wird, so daß ein Einspritz-Moden-Wechsel unmittelbar bevorsteht;
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel ein Moden-Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt, welches innerhalb eines durch den Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses im Einspritzmodus vor dem Wechsel und den Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Einspritzmodus nach dem Wechsel festgelegten Bereiches liegt, sowie den Übergangs-Soll­ wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses graduell mit einer ersten Änderungsgeschwindigkeit vom Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses im Einspritzmodus vor dem Wechsel zum Moden-Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, während eine für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passende Kraft­ stoff-Einspritz-Dauer beibehalten wird; und
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passende Kraft­ stoff-Einspritz-Dauer auf eine für den Einspritzmodus nach dem Wechsel passende Kraftstoff-Einspritz-Dauer verändert, sobald der Übergangs-Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das Moden- Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht, sowie den Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses graduell mit einer zweiten Änderungsgeschwindigkeit vom Moden-Wechsel-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis oder einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dessen Nähe zum Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Einspritzmodus nach dem Wechsel ändert.

8. Steuergerät nach Anspruch 7, bei dem das Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen kleineren Wert als die erste Änderungsgeschwindigkeit einstellt.

9. Steuergerät nach Anspruch 7, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen Wert kleiner als die erste Änderungsgeschwindigkeit setzt, sobald ein Wechsel vom Ansaughub-Einspritzmodus zum Verdichtungshub-Einspritzmodus vorgenommen wird.

10. Steuergerät nach Anspruch 7, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit entsprechend dem ersten lastbezogenen Wert einstellt.

11. Steuergerät nach Anspruch 7, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem von einem Ansaugluftmengen-Einstell-Mittel eingestellten Ausmaß an Ansaugluftmengeneinstellung einstellt, das in dem Motor mit innerer Verbrennung zur Einstellung der Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gaspedal-Stellungs- Erfassungs-Mittels vorgesehen ist.

12. Ein Steuergerät für einen Motor mit Direkt-Ein­ spritzung und innerer Verbrennung, der einen Brennraum und eine Kraftstoff-Einspritzungs-Vorrichtung zur direkten Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum aufweist, umfassend:
ein Betriebszustands-Erfassungs-Mittel zur Erfassung eines Betriebszustandes des Motors mit innerer Verbrennung;
ein Einspritzmodus-Auswahl-Mittel zur Auswahl entweder eines Verdichtungshub-Einspritzmodus, bei dem die Kraft­ stoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Verdichtungshubes erfolgt, oder eines Ansaughub-Einspritzmodus, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung hauptsächlich während eines Ansaughubes erfolgt, und zwar in Übereinstimmung mit dem vom Betriebszustands-Erfassungs-Mittel erfaßten Betriebszustand des Motors mit innerer Verbrennung;
ein Verbrennungsparameter-Einstell-Mittel zur Einstellung eines den Verbrennungszustand in dem Brennraum beeinflussenden Wertes für einen Verbrennungsparameter, und zwar in Abhängigkeit von dem vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel ausgewählten Einspritzmodus;
ein Verbrennungs-Steuerungs-Mittel zur Steuerung des Verbrennungszustandes in Übereinstimmung mit dem durch das Verbrennungsparameter-Einstell-Mittel eingestellten Wert des Verbrennungsparameters und entsprechend dem ausgewählten Einspritzmodus; und
ein Verbrennungsparameter-Übergangs-Mittel zum Verändern eines für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passenden Wertes des Verbrennungsparameters vor dem Wechsel auf einen für den Einspritzmodus nach dem Wechsel passenden Wert des Verbrennungsparameters, sobald ein sich vom gewählten Einspritzmodus unterscheidender Einspritzmodus vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel neu eingestellt wird, so daß ein Einspritzungs-Moden-Wechsel unmittelbar bevorsteht;
wobei der Verbrennungsparameter einen Sollwert des Luft-Kraft­ stoffverhältnisses umfaßt;
bei dem das Verbrennungsparameter-Übergangs-Mittel ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel zur variablen Einstellung eines Übergangs-Sollwertes des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses umfaßt, wenn der Einspritzmoden-Wechsel vorgenommen wird;
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel ein Moden-Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt, welches innerhalb eines Bereiches zwischen dem Sollwert des Luft-Kraft­ stoff-Verhältnisses in dem Einspritzmodus vor dem Wechsel und dem Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Einspritzmodus nach dem Wechsel liegt, sowie graduell den Übergangs-Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einer ersten Änderungsgeschwindigkeit vom Sollwert des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses in dem Einspritzmodus vor dem Wechsel zum Moden-Wechsel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, während eine für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passende Kraft­ stoff-Einspritz-Dauer beibehalten wird; und
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die für den Einspritzmodus vor dem Wechsel passende Kraft­ stoff-Einspritz-Dauer auf eine für den Einspritzmodus nach dem Wechsel passende Kraftstoff-Einspritz-Dauer verändert, sobald der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das Moden-Wech­ sel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht, und dann den Übergangs-Soll­ wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses graduell mit einer zweiten Änderungsgeschwindigkeit vom Moden-Wechsel-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis oder einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dessen Nähe zum Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nach dem Wechsel ändert.

13. Steuergerät nach Anspruch 12, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen kleineren Wert als die erste Änderungsgeschwindigkeit einstellt.

14. Steuergerät nach Anspruch 12, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die zweite Änderungsgeschwindigkeit auf einen Wert kleiner als die erste Änderungsgeschwindigkeit einstellt, sobald ein Wechsel vom Ansaughub-Einspritzmodus zum Verdichtungshub-Einspritzmodus vorgenommen wird.

15. Steuergerät nach Anspruch 12, weiterhin umfassend:
ein Erster-lastbezogener-Wert-Berechnungs-Mittel zur Berechnung eines ersten lastbezogenen Wertes;
bei dem das Betriebszustands-Erfassungs-Mittel ein Gaspedal-Stellungs-Erfassungs-Mittel zur Erfassung eines Betriebszustandes einer im Motor mit innerer Verbrennung zur Motordrehzahleinstellung vorgesehenen Gaspedaleinheit und zur Erzeugung eines den erfaßten Betriebszustand der Gaspedaleinheit anzeigenden Ausgangssignals umfaßt;
bei dem das Erster-lastbezogener-Wert-Berechnungs-Mittel den ersten lastbezogenen Wert in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gaspedal-Stellungs-Erfassungs-Mittels berechnet; und
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit entsprechend dem vom Erster-lastbezogener-Wert-Berechnungs-Mittel berechneten ersten lastbezogenen Wert einstellt.

16. Steuergerät nach Anspruch 12, bei dem das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem von einem Ansaugluftmengen-Einstell-Mittel eingestellten Ausmaß an Ansaugluftmengeneinstellung einstellt, das in dem Motor mit innerer Verbrennung zur Einstellung der Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gaspedal-Stellungs- Erfassungs-Mittels vorgesehen ist.

17. Steuergerät nach Anspruch 12, weiterhin umfassend:
ein Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mittel zur Erfassung der in den Brennraum angesaugten Ansaugluftmenge;
bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel die erste und zweite Änderungsgeschwindigkeit proportional zu einer Änderungsgröße einer vom Ansaugluftmengen-Erfassungs-Mit­ tel erfaßten Ansaugluftmenge einstellt.

18. Steuergerät nach Anspruch 12, bei dem der Verbrennungsparameter einen Zündzeitpunkt umfaßt, bei dem der von der Kraftstoff-Einspritzungs-Vorrichtung dem Brennraum zugeführte Kraftstoff durch im Motor mit innerer Verbrennung vorgesehene Zündmittel funkengezündet wird;
bei dem das Verbrennungsparameter-Übergangs-Mittel ein Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel umfaßt zur Steuerung eines Übergangs-Zündzeitpunktes, der als Zündzeitpunkt während des Einspritzmoden-Überganges dient, um auf diese Weise bei einem Übergang der Einspritzmoden die Ausgangsleistung des Motors mit innerer Verbrennung sanft zu verändern.

19. Steuergerät nach Anspruch 18, bei dem das Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel den Übergangs-Zündzeitpunkt auf einem für den Verdichtungshub-Einspritzmodus passenden Zündzeitpunkt hält, sobald vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel ein Übergang des Einspritzmodus vom Verdichtungshub-Einspritzmodus zum Ansaughub-Einspritzmodus festgelegt wird;
bei dem das Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel den Übergangs-Zündzeitpunkt zeitweilig auf einen ersten, um ein vorbestimmtes Ausmaß in Bezug auf den für den Ansaughubeinspritzmodus passenden Zündzeitpunkt verzögerten, Moden-Wechsel-Zündzeitpunkt einstellt, sobald der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das Moden-Wechsel-Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis erreicht, und das den Übergangs-Zündzeitpunkt graduell vom ersten Moden-Wechsel-Zündzeitpunkt auf einen für den Ansaughub-Einspritzmodus passenden Zündzeitpunkt vorrückt, sowie der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel verändert wird.

20. Steuergerät nach Anspruch 18, bei dem das Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel einen zweiten, um ein vorbestimmtes Ausmaß in Bezug auf den für den Ansaughubeinspritzmodus passenden Zündzeitpunkt verzögerten, Moden-Wechsel-Zündzeitpunkt einstellt, sobald vom Einspritzmodus-Auswahl-Mittel der Übergang des Einspritzmodus vom Ansaughub-Einspritzmodus zum Verdichtungshub-Einspritzmodus bestimmt wird, und das dann den Übergangs-Zündzeitpunkt graduell von dem für den Ansaughub-Einspritzmodus passenden Zündzeitpunkt auf den zweiten Modus-Wechsel-Zündzeitpunkt vorrückt, sowie der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Übergangs-Mittel verändert wird; und
bei dem das Zündzeitpunkts-Übergangs-Mittel sofort den Übergangs-Zündzeitpunkt auf einen für den Verdichtungshub-Ein­ spritzmodus passenden Zündzeitpunkt ändert, sobald der Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das Moden-Wech­ sel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht.