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Dokumentenidentifikation DE69316393T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0675278
Titel Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ogawa, Ken, Wako-shi, Saitama-ken, JP;
Oshima, Yoshikazu, Wako-shi, Saitama-ken, JP;
Ehara, Yasunori, Wako-shi, Saitama-ken, JP;
Machida, Kei, Wako-shi, Saitama-ken, JP;
Kato, Atsushi, Wako-shi, Saitama-ken, JP
Vertreter H. Weickmann und Kollegen, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69316393
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 20.09.1993
EP-Aktenzeichen 951050467
EP-Offenlegungsdatum 04.10.1995
EP date of grant 14.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse F02D 41/04
IPC-Nebenklasse F02D 41/14   F02M 25/08   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Regelsystem für Brennkraftmaschinen und insbesondere ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Dampfemissionsregelsystem zum Spülen (Abführen) von in einem Tank entstehendem Kraftstoffdampf in ein Einlaßsystem der Maschine ausgerüstet ist, um hierdurch die Emission von Kraftstoffdampf in die Luft zu regeln.

Stand der Technik

Herkömmlich wurde ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, beispielsweise in der US-PS Nr. 4,537,172 (eingereicht am 21. Oktober 1983 (nachfolgend als "das erste herkömmliche System" bezeichnet)), umfassend einen Kraftstofftank, einen Behälter zur Adsorption von in dem Kraftstofftank erzeugtem Kraftstoffdampf, um ihn darin vorübergehend zu speichern, eine Spülpassage, die zwischen dem Behälter und einem Einlaßsystem der Maschine angeschlossen ist, eine Durchflußmeßeinrichtung, die in der Spülpassage zum Messen einer Flußrate von Spülgas (Gemisch von Kraftstoffdampf und Luft) angeordnet ist, und ein Spülsteuerventil, das in der Spülpassage an einer Stelle stromab der Durchflußmeßeinrichtung zum Steuern der Flußrate von Spülgas angeordnet ist.

Bei dem ersten herkömmlichen System wird in dem Tank erzeugter Kraftstoffdampf vorübergehend in dem Behälter gespeichert, und dann wird der gespeicherte Kraftstoffdampf in das Einlaßsystem der Maschine gespült, und zwar als eine Kraftstoffkomponente zur Verbrennung in einer Brennkammer der Maschine zusammen mit dem Kraftstoff, der durch ein Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt ist. Ferner wird bei diesem System die Flußrate von Spülgas mittels eines Spülsteuerventils gesteuert, das in der Spülpassage derart angeordnet ist, daß es das Luft-Kraftstoffgemisch eines der Brennkammer zugeführten Gemischs auf einen Sollwert regelt, um hierdurch die Emission schädlicher Komponenten von der Maschine in die Atmosphäre zu verhindern.

Ferner vorgeschlagen wurde bereits ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine (nachfolgend als "das zweite herkömmliche System" bezeichnet), z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2-245441, in dem die zum Einspritzen erforderliche Kraftstoffmenge in Antwort auf einen Ausgang aus einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor berechnet wird und dann die erforderliche Kraftstoffmenge korrigiert wird, indem sie um eine pro Umdrehung der Maschine gespülte Kraftstoffdampfmenge reduziert wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis von Ergebnissen dieser Minderungskorrektur zu regeln.

Weil das zweite herkömmliche System die zum Einspritzen erforderliche Kraftstoffmenge durch Subtraktion der gespülten Kraftstoffmenge von dieser korrigiert, kann man in gewissem Umfang verhindern, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis eines der Brennkammer zugeführten Gemischs vorübergehend von einem Sollwert abweicht, auch wenn sich die Drehzahl der Maschine drastisch ändert.

Ferner vorgeschlagen wurde bereits ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge (nachfolgend als "das dritte herkömmliche System" bezeichnet), z.B. in der japanischen Patentschrift (Kokoku) Nr. 3-59255, das die Schritte umfaßt: Abschätzen einer Kraftstoffmenge, die sich an einer Innenwandfläche eines Einrastrohrs niedergeschlagen hat, und einer Kraftstoffmenge, die von dem niedergeschlagenen Kraftstoff durch Verdampfung zum Ansaugen in die Brennkammer abgeführt wird, und Bestimmen einer Sollkraftstoffeinspritzmenge unter Berücksichtigung dieser geschätzten Mengen.

Bei diesem dritten herkömmlichen System wird die Kraftstoffmenge so korrigiert, daß der Einfluß von sich an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs niedergeschlagenem Kraftstoff auf Basis der oben genannten geschätzten Mengen kompensiert wird, und die korrigierte Kraftstoffmenge wird eingespritzt, so daß der Brennkammer dauernd eine korrekte Kraftstoffmenge zugeführt werden kann, wodurch man in gewissem Umfang verhindern kann, daß das Luft-Kraftstoffgemisch eines der Brennkammer zugeführten Gemischs in großem Maße von einem gewünschten Wert abweicht.

In dem ersten herkömmlichen System ändert sich jedoch die Flußrate von in dem Spülgas enthaltenem Kraftstoffdampf als Funktion der Menge von in dem Behälter gespeichertem Kraftstoff. Es ist schwierig, die Menge von in dem Behälter gespeichertem Kraftstoffdampf zu schätzen, und daher ist es unmöglich, die genaue Menge von gespültem Kraftstoffdampf zu berechnen, so daß es auch dann unmöglich ist, die Flußrate von gespültem Kraftstoffdampf genau zu regeln, wenn die Flußrate von Spülgas mittels des Spülsteuerventils gesteuert wird. Wenn sich daher die Maschine in einem übergangszustand befindet, z.B. wenn die Flußrate von Spülgas sehr stark ansteigt oder abnimmt, oder wenn sich der Maschinenbetriebszustand drastisch ändert, kann die in die Brennkammer gesaugte Menge von Kraftstoffdampf nicht genau geregelt werden, so daß sie von einem Sollwert unerwünscht stark abweichen könnte, und dies hat zur Folge, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis eines ihm zugeführten Gemischs von einem Sollwert abweicht, was zu verschlechterten Abgasemissionscharakteristiken der Maschine führt.

Andererseits befindet sich in dem ersten herkömmlichen System der von den Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzte Kraftstoff (Benzin) in einem flüssigen Zustand, und ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs schlägt sich in Abhängigkeit vom Grad dessen Zerstäubung an der Innenwandf läche des Einlaßrohrs nieder. Andererseits befindet sich der Kraftstoffdampf in einem gasförmigen Zustand und wird somit direkt in die Brennkammer eingesaugt, ohne sich an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs niederzuschlagen. Wenn Kraftstoffdampf, der direkt der Brennkammer zugeführt wird, in großer Menge in das Einlaßsystem eingespült wird, weicht das Verhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zu dem Kraftstoffdampf, der gerade in die Brennkammer eingeführt wird, von einem Sollwert ab. Das heißt, weil der Kraftstoffdampf, der gasförmig ist, besser entflammbar als der eingespritzte Kraftstoff ist, der flüssig ist, weichen der Grad des Beitrags des Kraftstoffdampfs zur Verbrennung und der Grad des Beitrags des eingespritzten Kraftstoffs zur Verbrennung stark von jeweiligen Sollwerten ab.

Jedoch wird in dem ersten herkömmlichen System eine Luft- Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung durchgeführt durch Regeln der Gesamtmenge eingespritzten Kraftstoffs und des Kraftstoffdampfs, wobei die zwei Typen von Kraftstoff als eine unteilbare Komponente zur Verbrennung betrachtet werden. Unter einer solchen Luft-Kraftstoffverhältnisregelung, bei der die zwei Typen von Kraftstoff als die unteilbare Komponente betrachtet werden, ist es daher unmöglich, das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gemischs auf einen Sollwert zu regeln, wenn in großer Menge Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingesaugt wird.

Ferner wird bei dem ersten herkömmlichen System die Luft- Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung durchgeführt, wobei die Menge von der Brennkammer zugeführtem Kraftstoffdampf berücksichtigt wird. Wenn jedoch eine große Menge von Kraftstoffdampf in das Einlaßsystem gespült wird, ist es schwierig, das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gemischs mit hoher Genauigkeit auf einen Sollwert zu regeln, was die Emission einer großen Menge schädlicher Komponenten, wie etwa HC, in die Atmosphäre bewirkt, was verschlechterte Abgasemissionscharakteristiken der Maschine zur Folge hat.

Wenn ferner die Maschine noch nicht warm geworden ist und ein in dem Abgassystem der Maschine angeordneter katalytischer Wandler noch nicht aktiviert wurde, wie es unmittelbar nach Start der Maschine der Fall ist, ist die Maschine allgemein nicht in der Lage, eine gute Verbrennung durchzuführen. Daher besteht eine starke Nachfrage nach einer Maschine, die verbesserte Abgasemissionscharakteristiken auch dann zeigt, wenn die Maschine bei niedriger Temperatur gestartet wird.

In dem zweiten herkömmlichen System besteht eine Verzögerungszeitperiode, bevor der Luft-Kraftstoffverhältnissensor derart aktiviert wurde, daß er ein richtiges Ausgangssignal erzeugt. Während der Verzögerungszeitperiode ist es daher unmöglich, eine erforderliche Kraftstoffmenge zur Einspritzung zu berechnen. Kurz gesagt, es ist dem zweiten herkömmlichen System nicht möglich, jederzeit eine genaue Kraftstoffmenge zu berechnen, die zur Einspritzung aktuell erforderlich ist, insbesondere wenn die Maschine gestartet wird. Ferner berücksichtigt das zweite herkömmliche System nicht eine Zeitverzögerung, die durch den Transport von Kraftstoff zur Brennkammer verursacht ist. Daher ist es unmöglich, der Brennkammer eine gerade aktuell erforderliche Kraftstoffmenge zuzuführen, was es schwierig macht, das Luft-Kraftstoffverhältnis andauernd auf einen Sollwert zu regeln.

Es ist bekannt, daß Benzin als eingespritzter Kraftstoff und Butan als eine Hauptkomponente von Kraftstoffdampf unterschiedliche stöchiometrische Luft-Kraftstoffverhältnisse haben (das stöchiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis von Benzin ist angenähert 14,6, während das von Butan angenähert 15,5 ist), so daß der optimale Zündzeitpunkt von dem Verhältnis (Dampf- Kraftstoff-Verhältnis) einer Menge von Kraftstoffdampf zu der Gesamtmenge von der Brennkammer zugeführtem Kraftstoff abhängt.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Dampf- Kraftstoffverhältnis (Butan/(Butan + Benzin)) und dem optimalen Zündzeitpunkt θIG, vorausgesetzt, daß der Kraftstoffdampf 100% Butan ist, worin die durchgehende Linie den optimalen Zündzeitpunkt θIG bezeichnet unter der Annahme, daß die Maschinenkühlmitteltemperatur 87ºC beträgt, und die strichpunktierte Linie unter der Annahme, daß die Maschinenkühlmitteltemperatur 33ºC beträgt.

Aus Fig. 1 ist klar ersichtlich, daß mit zunehmendem Dampf- Kraftstoff-Verhältnis sich der optimale Zündzeitpunkt θIG in eine späte Richtung verschiebt, wobei der Verschiebungsgrad auch von der Maschinenkühlmitteltemperatur abhängt.

Jedoch werden bei den ersten und zweiten herkömmlichen Systemen die Regelungen des Zündzeitpunkts θIG durchgeführt, ohne das Dampf-Kraftstoff-Verhältnis nur irgendwie zu berücksichtigen. Wenn daher die Menge von aus dem Behälter gespültem Kraftstoffdampf steigt, weicht der Zündzeitpunkt von dem optimalen Zündzeitpunkt θIG in eine frühe Richtung ab, was verschlechterte Abgasemissionscharakteristiken und verschlechterte Laufeigenschaften der Maschine zur Folge hat.

Obwohl bei dem dritten herkömmlichen System die von den Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzte Kraftstoffmenge korrigiert wird, um den Einfluß durch den niedergeschlagenen Kraftstoff zu kompensieren, werden dynamische Charakteristiken des aus dem Behälter ausgespülten Kraftstoffdampfs, wie etwa die durch Transport des Kraftstoffs zur Brennkammer verursachte Zeitverzögerung, nicht berücksichtigt, was es unmöglich macht, das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gemischs dauernd und genau auf einen Sollwert zu regeln.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das in der Lage ist, das Luft- Kraftstoffverhältnis eines der Maschine zugeführten Gemisches auf einen gewünschten Wert konstant zu regeln, um hierdurch weiter verbesserte Abgasemissionscharakteristiken der Maschine zu erzielen.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das in der Lage ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis in gewünschter Weise zu regeln, auch wenn eine große Menge Kraftstoffdampf in eine Einlaßpassage der Maschine gespült wird.

Ein drittes Ziel der Erfindung ist es, ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das in der Lage ist, den Zündzeitpunkt richtig zu steuern, um zu verhindern, daß die Abgasemissionscharakteristiken und die Antriebseigenschaften der Maschine schlechter werden, auch wenn eine große Menge Kraftstoffdampf in eine Einlaßpassage der Maschine gespült wird.

Ein viertes Ziel der Erfindung ist es, ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das in der Lage ist, die Emission schädlicher Bestandteile in die Atmosphäre auf den Minimalpegel auch dann zu regeln, wenn eine große Menge von Kraftstoffdampf in eine Einlaßpassage der Maschine gespült wird oder wenn sich die Maschine in einem Aufwärmzustand befindet, in dem der katalytische Wandler noch nicht aktiviert wurde.

Um die ersten und zweiten Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine angegeben, umfassend eine Einlaßpassage mit einer Innenwandfläche, einen Kraftstofftank, zumindest ein Kraftstoffeinspritzventil, zumindest eine Brennkammer und ein Dampfemissionsregelsystem, wobei das Dampfemissionsregelsystem einen Behälter zur Adsorption von in dem Kraftstofftank entstehendem Kraftstoffdampf, eine Spülpassage, die zwischen der Einlaßpassage und dem Behälter angeschlossen ist, einen in der Spülpassage angeordneten Durchflußmesser zum Erzeugen einer Ausgabe, die eine Flußrate von Gas anzeigt, das den Kraftstoffdampf enthält und durch die Spülpassage in die Einlaßspassage gespült wird, sowie ein Spülsteuerventil zur Steuerung der Flußrate des Gases aufweist.

Das erfindungsgemäße Steuersystem ist gekennzeichnet durch:

ein Betriebszustanderfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine einschließlich zumindest der Drehzahl der Maschine und der Belastung der Maschine;

ein Spülflußraten-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Werts der Flußrate des Gases auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebs zustanderfassungsmittel;

ein Konzentrationsberechnungsmittel zum Berechnen der Konzentration von in dem Gas enthaltenem Kraftstoffdampf auf Basis von Berechnungsergebnissen durch das Spülflußraten-Berechnungsmittel und der Ausgabe von dem Durchflußmesser;

ein Spülgasvolumen-Berechnungsmittel zum Berechnen eines über eine vorbestimmte Zeitperiode gespülten Gasvolumens auf Basis der Ausgabe von dem Durchflußmesser;

ein Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristik von Spülgas zur Berechnung eines dynamische Charakteristiken des Gases bezeichneten Parameters auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel;

ein erstes Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel zur Berechnung der Gesamtkraftstoffdampfmenge, die während eines gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine aus dem Behälter in die Einlaßpassage gespült wird, auf Basis von Berechnungsergebnissen des Bestimmungsmittels für dynamische Charakteristiken von Spülgas und Berechnungsergebnissen durch das Konzentrations- Berechnungsmittel;

ein zweites Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel zur Berechnung der Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine der Brennkammer der Maschine zugeführt wird, auf Basis der durch das erste Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel berechneten Gesamtkraftstoffdampfmenge und des durch das Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas berechneten Parameters, der die dynamischen Charakteristiken des Gases bezeichnet; und

ein Soll-Kraftstoffmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer von jedem des zumindest einen Kraftstoffeinspritzventils einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Berechnungsergebnissen durch das zweite Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel,

wobei das Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas ein Zeitverzögerungs-Berechnungsmittel umfaßt, um die Zeitverzögerung zu berechnen, die erforderlich ist, damit der aus dem Behälter gespülte Kraftstoffdampf nach Verlassen des Behälters die Brennkammer erreicht, ein Direkt-Kraftstoffdampfzufuhrmengen-Berechnungsmittel zum Schätzen einer der Brennkammer direkt zugeführten Kraftstoffdampfmenge aus einer Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine in die Einlaßpassage gespült wird, sowie ein Abführ-Kraftstoffdampfzufuhrmengen-Berechnungsmittel zum Schätzen einer Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine von dem in der Spülpassage und der Einlaßpassage verbliebenen Kraftstoffdampf in die Brennkammer abgeführt wird.

Bei diesem Regelsystem nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kraftstoffdampfmenge, die der Brennkammer eines Zylinders der Maschine während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine zugeführt wird, berechnet, während die Konzentration und die dynamischen Charakteristiken des Spülgases berücksichtigt werden, und eine durch das Einspritzventil einzuspritzende Sollkraftstoffmenge wird auf Basis der somit berechneten Kraftstoffdampfmenge bestimmt. Daher ist es möglich, ein gewünschte Kraftstoffmenge, die der Flußrate und den dynamischen Charakteristiken des Spülgases sowie der Konzentration des darin enthaltenen Kraftstoffdampfs entspricht, der Brennkammer zuzuführen und somit das Luft-Kraftstoffverhältnis eines der Maschine zugeführten Gemisches auf einen gewünschten Wert zu regeln, auch wenn die Flußrate des Spülgases drastisch zunehmen ober abnehmen sollte oder sich die Betriebszustände der Maschine drastisch ändern sollten, wodurch sich die Abgasemissionscharakteristiken der Maschine verbessern lassen.

Bevorzugt schätzen das Direkt-Kraftstoffdampfzufuhrmengen-Berechnungsmitte 1 und das Abführ-Kraftstoffdampfzufuhrmengen- Berechnungsmittel die der Verbrennung direkt zugeführte Kraftstoffdampfmenge bzw. die Kraftstoffdampfmenge, die von in der Spülpassage und der Einlaßpassage verbliebenem Kraftstoffdampf in die Brennkammer abgeführt wird, in Abhängigkeit von der durch das Zeitverzögerungs-Berechnungsmittel berechneten Zeitverzögerung.

Bevorzugt umfaßt das Regelsystem ein Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer in die Einlaßpassage einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel, ein erstes Luftmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Luftmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine in die Brennkammer gesaugt wird, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das erste Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel, ein zweites Luftmengenberechnungsmittel zum Berechnen einer zweiten Luftmenge, die zum Verbrennen des im gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine der Brennkammer zugeführten Kraftstoffdampfs erforderlich ist, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das zweite Luftmengenberechnungsmittel, eines für die Maschine erforderlichen vorbestimmten Überschußluftverhältnisses und eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses des Kraftstoffdampfs, sowie ein drittes Luftmengenberechnungsmittel zum Berechnen einer dritten Luftmenge durch Substrahieren der durch das zweite Luftmengenberechnungsmittel berechneten zweiten Luftmenge von der durch das erste Luftmengenberechnungsmittel berechneten ersten Luftmenge; wobei das Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das dritte Luftmengenberechnungsmittel bestimmt.

Nach dieser bevorzugten Ausführung wird die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge auf Basis der wie oben berechneten dritten Luftmenge berechnet, wodurch sich die Sollmenge genau berechnen läßt.

Bevorzugt umfaßt das Regelsystem ein Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff zur Berechnung eines Parameters, der dynamische Charakteristiken von aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritztem Kraftstoff bezeichnet, und das Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel umfaßt ein Sollkraftstoffmengenkorrekturmittel, um die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff zu korrigieren.

Nach dieser bevorzugten Ausführung wird die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge in Abhängigkeit von den dynamischen Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs korrigiert. Daher ist es möglich, eine Sollkraftstoffmenge (Menge von eingespritztem Kraftstoff + Menge von Kraftstoffdampf) der Brennkammer in einer Weise zuzuführen, die für die dynamischen Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff geeignet ist, und somit nachteilige Effekte der durch den Transport von Kraftstoff bewirkten Zeitverzögerung bei der Kraftstoffzufuhrsteuerung zu beseitigen, um hierdurch die Abgasemissionscharakteristiken der Maschine weiter zu verbessern.

Bevorzugt umfaßt das Regelsystem ein Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verhältnisses von eingespritztem Kraftstoff zu einer der Brennkammer zugeführten Gesamtkraftstoffmenge, und das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff umfaßt ein erstes Korrekturmittel für dynamische Charakteristiken, um den Parameter, der dynamische Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs bezeichnet, auf Basis von Berechnungsergebnissen durch das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel zu korrigieren.

Bevorzugt umfaßt die Maschine ein Abgasrückführsystem zum Rückführen eines Teils von Abgasen von der Maschine zu der Einlaßpassage, und das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff umfaßt ein zweites Korrekturmittel für dynamische Charakteristiken, um den Parameter, der dynamische Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs bezeichnet, auf Basis einer Rückführrate der Abgase durch das Abgasrückführsystem zu korrigieren.

Nach diesen bevorzugten Ausführungen wird der die dynamischen Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs bezeichnende Parameter auf Basis des Verhältnisses des eingespritzten Kraftstoffs zur der Maschine zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge und/oder der Rückführrate der Abgase in die Einlaßpassage korrigiert, wodurch sich die Sollkraftstoffmenge genauer berechnen läßt.

Bevorzugt umfaßt das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff ein Direkt-Kraftstoffzufuhrverhältnis-Berechnungsmittel zum Schätzen einer direkt der Brennkammer zugeführten Kraftstoffeinspritzmenge zu einer während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschinevon dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Gesamtkraftstoffmenge, sowie ein Abführ-Kraftstoffzufuhrverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verhältnisses einer Kraftstoffmenge, die von an der Innenwandfläche der Einlaßpassage anhaftendem Kraftstoff abgeführt wird, zu einer an der Innenwandfläche der Einlaßpassage anhaftenden Gesamtkraftstoffmenge während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine.

Nach dieser bevorzugten Ausführung beziehen sich die dynamischen Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff auf das Direkt-Kraftstoffzufuhrverhältnis und das Abführ-Kraftstoffzufuhrverhältnis, wodurch sich eine Sollkraftstoffmenge genau zuführen und hierdurch das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gemisches weiter stabilisieren läßt, was zu weiter verbesserten Abgasemissionscharakteristiken der Maschine führt.

Um die ersten und zweiten Ziele zu erreichen, umfaßt bevorzugt das Regelsystem:

ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Ist-Luft-Kraftstoffverhältnisses eines der Maschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches;

ein Betriebszustand-Erfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine einschließlich zumindest der Drehzahl der Maschine und der Belastung der Maschine;

ein Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel zur Berechnung eines Soll-Luft-Kraftstoffverhältnisses des der Maschine zuzuführenden Luft-Kraftstoffgemisches auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustand-Erfassungsmittel;

ein Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten zur Korrektur des Soll-Luft-Kraftstoffverhältnisses unter Rückkopplung in Antwort auf das durch das Luft-Kraftstoffverhältnis-Erfassungsmittel erfaßte Ist-Luft-Kraftstoffverhältnis;

ein Sollkraftstoffzufuhrmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustand- Erfassungsmittel; und

ein Ist-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verhältnisses einer der Brennkammer zugeführten Ist- Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Sollkraftstoffmenge unter Berücksichtigung zumindest einer der Brennkammer zugeführten Kraftstoffdampfmenge;

wobei das Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel ein Änderungsraten-Setzmittel umfaßt, um eine Anderungsrate des Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten auf Basis von Ergebnissen der Berechnung des Ist-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittels zu setzen.

Nach dieser Ausführung der Erfindung wird das Verhältnis (Ist- Kraftstoffverhältnis) einer der Brennkammer zugeführten Ist- Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Sollkraftstoffmenge berechnet, indem zumindest eine der Brennkammer zugeführte Kraftstoffdampfmenge berücksichtigt wird, und die Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten wird auf Basis dieses Verhältnisses der Istmenge zur Sollmenge gesetzt. Wenn daher eine große Menge von Kraftstoffdampf der Maschine zugeführt wird, kann das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemischs in geeigneter Weise unter Rückkopplung auf das Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis geregelt werden, um hierdurch eine Verschlechterung der Abgasemissionscharakteristiken der Maschine zu vermeiden.

Bevorzugt umfaßt das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel zur Berechnung eines Verhältnisses einer durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zugeführten Gesamtkraftstoffmenge ein Abführkraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verhältnisses einer Kraftstoffmenge, die von an der Innenwandfläche der Einlaßpassage anhaftendem Kraftstoff abgeführt wird, zu einer Gesamtkraftstoffmenge, die an der Innenwandfläche anhaftet, und das Istkraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel berechnet das Istkraftstoffverhältnis auf Basis des Verhältnisses des eingespritzten Kraftstoffs und des Verhältnisses der abgeführten Kraftstoffmenge.

Nach dieser Ausführung wird das Istkraftstoffverhältnis auf Basis des Verhältnisses (Kraftstoffeinspritzverhältnis) der durch das Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffmenge zur der Brennkammer zugeführten Gesamtkraftstoffmenge und des Verhältnisses (Abführkraftstoffverhältnis) einer von dem anhaftenden Kraftstoff abgeführten Kraftstoffmenge zu einer Gesamtmenge von anhaftendem Kraftstoff berechnet, und daher läßt sich das Istkraftstoffverhältnis genauer berechnen.

Weiter bevorzugt umfaßt das Regelsystem ein Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel, ein Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge sowie ein Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Kraftstoffmenge, die durch das Kraftstoffeinspritzventil einspritzen ist, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel, und das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel berechnet das Verhältnis von eingespritztem Kraftstoff auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffgesamtmengen-Berechnungsmittel und Ergebnisse der Bestimmung durch das Soll-Endmengen-Bestimmungsmittel.

Nach dieser bevorzugten Ausführung wird das Kraftstoffeinspritzverhältnis auf Basis der der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge berechnet, die auf Basis von Betriebszuständen der Maschine berechnet wird, und der durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge, die auf Basis einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge berechnet wird. Daher läßt sich das Kraftstoffeinspritzverhältnis genau berechnen und somit die Regelbarkeit der Maschine verbessern.

Weiter bevorzugt umfaßt das Dampfemissionsregelsystem einen Durchflußmesser, der in der Spülpassage angeordnet ist, wobei die der Brennkammer zugeführte Kraftstoffdampfmenge zumindest auf Basis einer Ausgabe von dem Durchflußmesser bestimmt wird.

Um das dritte Ziel zu erreichen, umfaßt das Regelsystembevorzugt:

ein Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verhältnisses einer durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge;

ein Betriebszustanderfassungsmittel zum Bestimmen von Betriebszuständen der Maschine einschließlich zumindest der Maschinenkühlmitteltemperatur; und

ein Zündzeitpunkt-Steuermittel zur Steuerung des Zündzeitpunkts der Maschine auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel und Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustand-Erfassungsmittel.

Nach dieser bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Zündzeitpunkt auf Basis des Verhältnisses einer einzuspritzenden Gesamtkraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge bestimmt, sowie Betriebszuständen der Maschine einschließlich zumindest der Maschinenkühlmitteltemperatur. Daher läßt sich die Zündung mit optimaler Zeitgebung konstant durchführen und läßt sich somit eine Verschlechterung der Abgasemissionscharakteristiken und der Antriebseigenschaften der Maschine vermeiden, auch wenn eine große Kraftstoffdampfmenge in die Brennkammer gesaugt wird.

Bevorzugt umfaßt das Betriebszustanderfassungsmittel ein Motordrehzahlerfassungsmittel zum Erfassen der Drehzahl der Maschine sowie ein Lastbestimmungsmittel zum Erfassen einer Belastung der Maschine, und das Regelsystem umfaßt ein Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustandserfassungsmittel, ein Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge, sowie ein Sollkraftstoffmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel, wobei das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel das Verhältnis der durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der der Brennkammer zuzuführenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel und Ergebnissen der Berechnung durch das Sollkraftstoffmengen-Berechnungsmittel berechnet.

Nach dieser bevorzugten Ausführung wird das Kraftstoffeinspritzverhältnis auf Basis der der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge, die auf Basis von Betriebszuständen der Maschine berechnet ist, und der durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge, die auf Basis einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge berechnet wird, berechnet. Daher ist es möglich, die Zündung mit optimaler Zeitgebung genau durchzuführen.

Bevorzugt umfaßt das Dampfemissionsregelsystem einen in der Spülpassage angeordneten Durchflußmesser, wobei das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel das Verhältnis der durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der der Brennkammer zuzuführenden Kraftstoffmenge zumindest auf Basis einer Ausgabe von dem Durchflußmesser berechnet.

Um das vierte Ziel der Erfindung zu erreichen, umfaßt das Regelsystem bevorzugt:

ein Betriebszustanderfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine einschließlich wenigstens der Drehzahl der Maschine und der Belastung der Maschine;

ein Kraftstoffeinspritzmengenberechnungsmittel zur Berechnung einer durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Maschinenbetriebszustandserfassungsmittel;

ein Verhältnisberechnungsmittel zur Berechnung eines Verhältnisses der von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu einer aus dem Behälter in die Einlaßpassage zu spülenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Maschinenbetriebszustanderfassungsmittel;

ein Spülsteuermittel zur Betriebssteuerung des Spülsteuerventils auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Verhältnisberechnungsmittel; und

ein Kraftstoffeinspritzmengenminderungsmittel zur Minderung der von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Verhältnisberechnungsmittel,

wobei das Verhältnisberechnungsmittel ein Grenzsetzmittel umfaßt, um eine Grenze des Verhältnisses entsprechend einer Untergrenze einer Kraftstoffmenge zu setzen, die von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt werden kann, während eine lineare Beziehung zwischen einer Zeitperiode, während der das Kraftstoffeinspritzventil geöffnet ist, und der von dem Einspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge gehalten wird.

Bei dieser bevorzugten Ausführung werden eine von dem Einspritzventil einzuspritzende Kraftstoffmenge und das Verhältnis der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der aus dem Behälter zu spülenden Kraftstoffmenge auf Basis von Betriebszuständen der Maschine berechnet, und auf Basis dieses Verhältnisses wird das Spülsteuerventil gesteuert und gleichzeitig die einzuspritzende Kraftstoffmenge gemindert.

Hierbei hält normalerweise die Öffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils und die Kraftstoffeinspritzmenge eine lineare Beziehung, d.h. die eine ist proportional zur andern. Jedoch ist es bekannt, daß wenn die Ventilöffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils extrem kurz wird, die lineare Beziehung nicht länger gehalten werden kann. Unter der Annahme, daß die lineare Beziehung nicht länger gehalten wird, auch wenn die Kraftstoffeinspritzmenge und die Menge von gespültem Kraftstoffdampf auf Basis des oben erwähnten Verhältnisses allein bestimmt werden, besteht daher die Gefahr, daß Kraftstoff der Maschine nicht in diesen Mengenverhältnissen des eingespritzten Kraftstoffs und des gespülten Kraftstoffdampfs zugeführt werden kann.

Bei dieser Ausführung umfaßt daher das Verhältnisberechnungs mittel ein Grenzsetzmittel, um eine Grenze des Verhältnisses entsprechend einer Untergrenze von eingespritztem Kraftstoff zu setzen, was es möglich macht, eingespritzten Kraftstoff und gespülten Kraftstoffdampf andauernd in Mengen zuzuführen, die auf Basis des Verhältnisses der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der zu spülenden Kraftstoffmenge berechnet sind. Selbst wenn daher eine große Menge von Kraftstoffdampf gespült wird, kann das Luft-Kraftstoffverhältnis genau geregelt werden, und daher kann die Emission schädlicher Bestandteile wirkungsvoll geregelt werden.

Fig. 2A bis Fig. 2C zeigen Abgasemissionscharakteristiken einer Maschine, aufgetragen in Beziehung zu einem Verhältnis einer Menge von Butan zu einer Gesamtmenge von Kraftstoff (Benzin + Butan) unter der Annahme, daß der Kraftstoffdampf hauptsächlich aus Butan zusammengesetzt ist, die Maschinendrehzahl 1500 Upm ist, die Maschinenkühlmitteltemperatur 33ºC ist und das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gemischs auf ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis gesetzt ist. In den Figuren bezeichnet die Abszisse das Verhältnis der Menge von Butan zu der Gesamtmenge von Kraftstoff (Benzin + Butan), während die Ordinate in Fig. 2A eine Emission (ppm) von HC bezeichnet, in Fig. 2B eine Emission (ppm) von NOX und in Fig. 2C eine Emission (%) von CO. Aus Fig. 2A bis Fig. 2C ist klar ersichtlich, daß mit steigendem Anteil der Butanmenge die Emission der schädlichen Bestandteile HC, NOX und CO abnimmt, und insbesondere bei dem in Fig. 2A gezeigten HC ist diese Tendenz besonders ausgeprägt.

Daher umfaßt bevorzugt die Maschine eine Auslaßpassage und einen in der Auslaßpassage angeordneten katalytischen Wandler, wobei das Betriebszustanderfassungsmittel wenigstens ein Aufwärmzustanderfassungsmittel zum Erfassen eines Aufwärmzustands der Maschine sowie ein Aktivzustanderfassungsmittel zum Erfassen eines aktivierten Zustands des katalytischen Wandlers umfaßt, und wobei das Verhältnisberechnungsmittel ein Berechnungsmittel umfaßt, um das Verhältnis der von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der aus dem Behälter in die Einlaßpassge zu spülenden Kraftstoffmenge, wenigstens auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Aufwärmzustanderfassungsmittel und Ergebnissen der Erfassung durch das Aktivzustanderfassungsmittel, zu bestimmen.

Bei dieser bevorzugten Ausführung bestimmt das Verhältnisberechnungsmittel das Verhältnis der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der zu spülenden Kraftstoffmenge nach Maßgabe wenigstens der Ergebnisse der Erfassung durch das Aufwärmzustanderfassungsmittel und des Aktivzustanderfassungsmittels, was es möglich macht, das Verhältnis der Butanmenge zu der Gesamtkraftstoffmenge zu erhöhen, insbesondere wenn die Maschine bei niedriger Temperatur gestartet wird, was zu einer reduzierten Emission schädlicher Bestandteile aus der Maschine führt.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehung zwischen dem Dampf-Kraftstoff-Verhältnis und dem optimalen Zündzeitpunkt;

Fig. 2A ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis einer Butanmenge zu einer Gesamtkraftstoffmenge (Benzin + Butan) und Abgasemissionscharakteristiken (bezüglich HC) einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2B ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis einer Butanmenge zu einer Gesamtkraftstoffmenge (Benzin + Butan) und Abgasemissionscharakteristiken (bezüglich NOX) von dieser;

Fig. 2C ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis einer Butanmenge zu einer Gesamtkraftstoffmenge (Benzin + Butan) und Abgasemissionscharakteristiken (bezüglich CO) von dieser;

Fig. 3 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Regelsystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführung der Erfindung;

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm mit Darstellung von CYL-Signalimpulsen, OT-Signalimpulsen, CRK-Signalimpulsen, einer Statuszahl (SINJ(k)) und des Betriebszustands des Kraftstoffeinspritzventils;

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm einer Kraftstoffdampfprozeßroutine;

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm einer Spülbereichbestimmungsroutine;

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm einer Nullpunkteinstellungsroutine;

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm einer VHWO-Bestimmungsroutine;

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm einer QVAPER-Bestimmungsroutine;

Fig. 10 zeigt ein QBE-Kennfeld;

Fig. 11 zeigt eine QHW-Tabelle;

Fig. 12 zeigt eine KTP-Tabelle;

Fig. 13 zeigt eine KPAP-Tabelle;

Fig. 14 zeigt eine CBU-Tabelle;

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm einer DVAPER-Bestimmungsroutine;

Fig. 16 zeigt ein τp-Kennfeld;

Fig. 17 zeigt ein Ba-Kennfeld;

Fig. 18 zeigt ein Bb-Kennfeld;

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm einer TREQ-Bestimmungsroutine;

Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm einer VPR-Bestimmungsroutine;

Fig. 21 zeigt ein KPU-Kennfeld;

Fig. 22 zeigt eine KPUTW-Tabelle;

Fig. 23 zeigt eine KPUAST-Tabelle;

Fig. 24 zeigt eine KPUTC-Tabelle;

Fig. 25 zeigt eine VHCMD-Tabelle;

Fig. 26 zeigt ein Flußdiagramm einer LPUCMD-Bestimmungsroutine;

Fig. 27 zeigt eine QPUCMD-Tabelle;

Fig. 28 zeigt ein LPUCMD-Kennfeld;

Fig. 29 zeigt ein Flußdiagramm einer von niedergeschlagenem Kraftstoff abhängigen Korrekturroutine;

Fig. 30 zeigt ein Flußdiagramm einer LPARA-Bestimmungsroutine;

Fig. 31 zeigt ein A-Kennfeld;

Fig. 32 zeigt ein B-Kennfeld;

Fig. 33 zeigt eine KA-Tabelle;

Fig. 34 zeigt eine KB-Tabelle;

Fig. 35 zeigt ein KEA-Kennfeld;

Fig. 36 zeigt eine KEB-Tabelle;

Fig. 37 zeigt eine KVA-Tabelle;

Fig. 38 zeigt eine KVB-Tabelle;

Fig. 39 zeigt ein Flußdiagramm einer TWP-Bestimmungsroutine;

Fig. 40 zeigt ein Flußdiagramm einer Luft-Kraftstoffverhältnisregelroutine;

Fig. 41 zeigt ein Flußdiagramm einer KLAF-Bestimmungsroutine;

Fig. 42 zeigt ein Flußdiagramm einer Verstärkungskoeffizientenbestimmungsroutine;

Fig. 43 zeigt ein Aeg-PBA-Kennfeld;

Fig. 44 zeigt ein Flußdiagramm einer Zündzeitpunktbestimmungsroutine;

Fig. 45 zeigt eine θIGPU-Tabelle;

Fig. 46 zeigt eine KIGRTW-Tabelle;

Fig. 47 zeigt eine KIGRPB-Tabelle; und

Fig. 48 ist ein Diagramm mit Darstellung der Abgasemissionscharakteristiken, die die Erfindung im Vergleich mit denen herkömmlicher Technik zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die Erfindung wird nun im Detail an Hand der Zeichnungen beschrieben, die ihre Ausführungen zeigen.

Zuerst zu Fig. 3. Hier ist die Gesamtanordnung eines Regelsystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführung der Erfindung dargestellt.

In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine DOHC-Reihenvierzylindermaschine (nachfolgend einfach als "die Maschine" bezeichnet), deren jeder Zylinder mit einem Paar von nicht gezeigten Einlaßventilen und mit einem Paar von nicht gezeigten Auslaßventilen versehen ist. Diese Maschine ist derart konstruiert, daß sie die Betriebscharakteristiken der Einlaßventile und Auslaßventile ändern kann, beispielsweise die Ventilöffnungsperiode und den Ventilhub (nachfolgend allgemein als "die Ventilsteuerung" bezeichnet) zwischen einer Hochdrehzahlventilsteuerung (nachfolgend als "die Hochdrehzahl-V/T" bezeichnet), die für einen Hochdrehzahlbereich der Maschine geeignet ist, und einer Niederdrehzahlventilsteuerung (nachfolgend als "die Niederdrehzahl-V/T" bezeichnet), die für einen Niederdrehzahlbereich der Maschine geeignet ist.

An eine nicht gezeigte Einlaßöffnung des Zylinderblocks der Maschine 1 ist ein Einlaßrohr 2 angeschlossen, in dem ein Drosselkörper 3 angeordnet ist, der ein Drosselventil 3' aufnimmt. Ein Drosselventilöffnungs(θTH)sensor 4 ist mit dem Drosselventil 3' verbunden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die erfaßte Drosselventilöffnung anzeigt, und dieses einer elektronischen Regeleinheit zuzuführen (nachfolgend als "die ECU 5" bezeichnet)

Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind in das Einlaßrohr 2 an Stellen zwischen dem Zylinderblock der Maschine 1 und dem Drosselventil 3' und ein wenig stromaufwärts der nicht gezeigten jeweiligen Einlaßventile angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer Kraftstoffpumpe 8 durch ein Kraftstoffzufuhrrohr 8 verbunden und mit der ECU 5 elektrisch derart verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden durch Signale von dieser geregelt werden.

Eine Spülpassage 9 öffnet sich in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromauf des Drosselventils 3' zum Anschluß des Einlaßrohrs 2 an ein Dampfemissionsregelsystem 10, auf das später Bezug genommen wird.

Ferner ist ein Einlaßrohrabsolutdruck(PBA)sensor 12 mit dem Inneren des Einlaßrohrs 2 über eine Leitung 11 verbunden, die sich in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromab der Spülpassage 9 öffnet, zur Zufuhr eines elektrischen Signals, das den erfaßten Absolutdruck in dem Einlaßrohr 2 anzeigt, zu der ECU 5.

Ein Einlaßlufttemperatur(TA)sensor 13 ist in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromab der Leitung 11 eingesetzt, zur Zufuhr eines elektrischen Signals, das die erfaßte Einlaßlufttemperatur TA anzeigt, zu der ECU 5.

Ein Motorkühlmitteltemperatur(TW)sensor 14, der aus einem Thermistor oder dgl. gebildet ist, ist in eine Kühlmittelpassage eingesetzt, die mit einem Kühlmittel gefüllt ist und in dem Zylinderblock gebildet ist, zur Zufuhr eines elektrischen Signals, das die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur TW anzeigt, zu der ECU 5.

Ein Kurbelwinkel(CRK)sensor 15 und ein Zylinderunterscheidungs(CYL)sensor 16 sind so angeordnet, daß sie einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle der Maschine 1 gegenüberstehen, von denen keine gezeigt ist.

Der CRK-Sensor 15 erzeugt CRK-Signalimpulse, wennimmer sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel (z.B. 30 Grad) dreht, der kleiner als eine halbe Umdrehung (180 Grad) der Kurbelwelle der Maschine 1 ist, während der CYL-Sensor 16 Impulse (nachfolgend als "der CYL-Signalimpuls" bezeichnet) mit einem vorbestimmten Kurbelwinkel eines bestimmten Zylinders der Maschine erzeugt. Sowohl der CRK-Signalimpulse als auch der CYL-Signalimpuls werden der ECU 5 zugeführt.

Jeder Zylinder der Maschine hat eine Zündkerze 17, die mit der ECU 5 elektrisch so verbunden ist, daß ihr Zündzeitpunkt durch ein Signal von dieser gesteuert wird. Ferner ist ein Atmosphärendruck(PA)sensor 18 an einer geeigneten Stelle der Maschine angeordnet, um ein elektrisches Signal, das den erfaßten Atmosphärendruck(PA) anzeigt, der ECU 5 zuzuführen.

Ferner ist an einen Ausgangskreis 5d der ECU 5 ein elektromagnetisches Ventil 19 zur Durchführung des Umschaltens der Ventilsteuerung angeschlossen, dessen Öffnungs- und Schließvorgänge durch die ECU 5 gesteuert werden. Das elektromagnetische Ventil 19 wählt entweder einen hohen oder einen niedrigen Hydraulikdruck, der an einer nicht gezeigten Ventilsteuerumschaltvorrichtung anliegt. In Antwort auf diesen gewählten hohen oder niedrigen Hydraulikdruck betreibt die Ventilsteuerumschaltvorrichtung die Änderung der Ventilsteuerung entweder zum Hochdrehzahl-V/T oder zum Niederdrehzahl-V/T. Der an die Ventilsteuerumschaltvorrichtung angelegte Hydraulikdruck wird durch einen Hydraulikdruck(Öldruck) (Poil)sensor 20 erfaßt, der der ECU 5 ein Signal zuführt, das den erfaßten Hydraulikdruck anzeigt.

Ein katalytischer Wandler (Dreiwegkatalysator) 22 ist in einem Auspuffrohr 21 angeordnet, das an eine nicht gezeigte Auslaßöffnung der Maschine 1 angeschlossen ist, um schädliche Komponenten, wie etwa HC, CO, NOx, zu entfernen, die in den Abgasen vorhanden sind.

Ein Katalysatortemperatur(TC)sensor, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet ist, ist in eine Wand des katalytischen Wandlers 22 eingesetzt, um der ECU 5 ein Signal zuzuführen, das die erfaßte Temperatur eines Katalysatorbetts des katalytischen Wandlers 22 anzeigt.

Ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor mit linearem Ausgang (nachfolgend "der LAF-Sensor" bezeichnet) 24 ist in dem Auspuffrohr 21 an einer Stelle stromauf des katalytischen Wandlers 22 angeordnet. Der LAF-Sensor 24 führt der ECU 5 ein elektrisches Signal zu, das zu der Konzentration von in den Abgasen vorhandenem Sauerstoff im wesentlichen proportional ist.

Eine Abgasrückführungspassage 25 ist zwischen dem Einlaßrohr 2 und dem Auspuffrohr 21 derart angeordnet, daß es die Maschine 1 umgeht. Die Abgasrückführungspassage 25 ist mit ihrem einen Ende mit dem Auspuffrohr 21 an einer Stelle stromauf des LAF- Sensors 24 (d.h. auf dessen Maschinenseite) angeschlossen, und ihr anderes Ende ist mit dem Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromauf des PBA-Sensors 12 und gleichzeitig stromab der Spülpassage 9 angeschlossen.

Ein Abgaszirkulationsregelventil (nachfolgend als "das EGR- Regelventil" bezeichnet) 26 ist an einem zwischenliegenden Abschnitt der Abgasrückführungspassage 25 angeordnet. Das EGR- Ventil 26 umfaßt ein Gehäuse 29, in dem eine Ventilkammer 27 und eine Membrankammer 28 gebildet ist, ein Ventilelement 29 in Form eines Keils, das in der Ventilkammer 27 angeordnet ist und vertikal beweglich ist, um die Abgasrückführungspassage 25 zu öffnen und zu schließen, eine Membrane 32, die mit dem Ventilelemente 30 durch einen Ventilstößel 31 verbunden ist, und eine Feder 33, die die Membrane 32 in eine Ventilschließrichtung vorspannt. Die Membrankammer 28 wird durch die Membrane 32 in eine Atmosphärendruckkammer 34 auf der Ventilstößelseite und eine Unterdruckkammer 35 an der Federseite unterteilt.

Die Atmosphärendruckkammer 34 kommuniziert mit der Atmosphäre über eine Lufteinlaßöffnung 34af während die Unterdruckkammer 35 mit einem Ende einer Unterdruckeinführpassage 36 verbunden ist. Die Unterdruckeinführpassage 36 ist mit ihrem anderen Ende mit dem Einlaßrohr 2 an einer Stelle zwischen der Spülpassage 9 und dem anderen Ende der Abgasrückführungspassage 25 angeschlossen, um den Absolutdruck PBA (Unterdruck) in die Unterdruckkammer 35 einzuführen. Die Unterdruckeinführpassage 36 ist mit ihrer Lufteinführpassage 37 mit deren zwischenliegendern Abschnitt verbunden, und die Lufteinführpassage 37 enthält in ihrem zwischenliegenden Abschnitt ein Druckregelventil 38. Das Druckregelventil 38 ist ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil, und der in der Unterdruckeinführpassage 38 vorherrschende Unterdruck wird durch das Druckregelventil 38 geregelt, wodurch ein vorbestimmter Unterdruckpegel in der Unterdruckkammer 35 erzeugt wird.

Ein Ventilöffnungs(hub)sensor (nachfolgend als "der L-Sensor für EGR" bezeichnet) 39 ist für das EGR-Ventil 26 vorgesehen, der eine Betriebsstellung (Hubbetrag) von dessen Ventilelement 30 erfaßt und der ECU 5 ein Signal zuführt, das den erfaßten Hubbetrag anzeigt. Zusätzlich wird die EGR-Regelung durchgeführt, nachdem die Maschine aufgewärmt ist (z.B. wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist)

Das Dampfemissionsregelsystem 10 umfaßt einen Kraftstofftank 41, der mit einer Einfüllkappe 40 versehen ist, die während des Wiederauf tankens geöffnet wird, einen Behälter 43, der Aktivkohle 42 als Adsorbens aufnimmt, um aus dem Kraftstofftank 41 erzeugten Kraftstoffdampf zur vorübergehenden Speicherung zu adsorbieren, eine Kraftstoffdampfführungspassage 44, die zwischen dem Behälter 43 und dem Kraftstofftank 41 angeschlossen ist, und ein Zweiwegeventil 45, das aus einem Überdruckventil und einem Unterdruckventil gebildet ist, von denen keines gezeigt ist und in der Kraftstoffdampfführungspassage 44 angeordnet ist.

Das Dampfemissionsregelsystem 10 umfaßt ferner eine Heißdrahtdurchflußmeßeinrichtung (nachfolgend einfach als "die Durchflußmeßeinrichtung" bezeichnet) 46, und ein Spülsteuerventil 47, die in der Spülpassage 9 an einer Stelle nahe dem Behälter 43 bzw. an einer Stelle stromauf der Durchflußmeßeinrichtung 46 angeordnet sind.

Die Durchflußmeßeinrichtung 46 hat einen nicht gezeigten Platindraht und verwendet das pHänomen, daß, wenn der durch Stromfluß erwärmte Platindraht einem Gasstrom ausgesetzt ist, dessen Temperatur sinkt, so daß dessen elektrischer Widerstand abnimmt. Seine Ausgangskennlinie hängt von der Konzentration, der Flußrate, beispielsweise des Kraftstoffdampfs, ab und gibt ein elektrisches Signal aus, dessen Pegel sich mit diesen Parametern ändert.

Das Spülsteuerventil 47 ist ein normalerweise offenes elektromagnetisches Ventil, gebildet aus einem Ventilelement 48 in Form eines Keils, der zum Öffnen und Schließen der Spülpassage 9 vertikal beweglich ist, einem Gehäuse 49, das das Ventilelement 48 aufnimmt, einem Solenoid 50, das das Ventilelement 48 über einen Ventilstößel 51 in einer vertikalen Richtung antreibt, und einem Ventilhubsensor (nachfolgend als "der PRG L- Sensor" bezeichnet) 52, der mit dem Ventilstößel 51 verbunden ist. Das Solenoid so ist mit der ECU 5 derart elektrisch verbunden, daß es von dieser ein elektrisches Signal erhält zur Durchführung einer Taststeuerung des Ventilhubbetrags des Ventilelements 48 auf Basis des elektrischen Signals. Der PRG L- Sensor 52 erfaßt den Ventilhubbetrag des Ventilelements 48 und führt der ECU 5 ein elektrisches Signal zu, das den erfaßten Ventilhubbetrag anzeigt.

Ein Spültemperatur(TP; Temperatur von Spülgas)sensor 53 ist in der Spülpassage 9 an einer Stelle zwischen der Durchflußmeßeinrichtung 46 und dem Spülsteuerventil 47 angeordnet, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfaßte Spültemperatur TP anzeigt.

Die ECU 5 umfaßt einen Eingangskreis 5a mit den Funktionen der Wellenformung von Eingangssignalen der erwähnten verschiedenen Sensoren, Verschieben der Spannungspegel der Sensorausgangssignale auf einen vorbestimmten Pegel, Wandeln von Analogsignalen von Analogausgangssensoren in Digitalsignale usw., eine zentrale Prozessoreinheit (nachfolgend als "die CPU" bezeichnet) 5b, ein Speichermittel 5c (einschließlich eines nicht gezeigten Ringpuffers) in Form eines ROM zur Speicherung verschiedener Betriebsprogramme, die durch die CPU 5b durchzuführen sind und verschiedene Kennfelder und Tabellen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, und ein RAM zur Speicherung von Ergebnissen deren Berechnungen etc., die vorgenannte Ausgangsschaltung 5d, welche Treibersignale jeweils an die Kraftstoffeinspritzventile 6, die Zündkerzen 17, die Kraftstoffpumpe 8, das elektromagnetische Ventil 19, das Solenoid 50 etc. ausgibt.

Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm mit Darstellung der Zeitbeziehung zwischen den CRK-Signalimpulsen aus dem CRK-Sensor 15, den CYL-Signalimpulsen aus dem CYL-Sensor 16, den OT-Signalimpulsen und der Kraftstoffeinspritzzeit durch die Kraftstoffeinspritzventile 6.

Alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle werden 24 CRK-Signalimpulse mit gleichmäßigen Intervallen erzeugt, d.h. wennimmer sich die Kurbelwelle um 300 dreht, ausgehend von der oberen Totpunktstellung jedes der vier Zylinder (#1 bis #4 CYL). Die ECU 5 erzeugt einen OT-Signalimpuls synchron mit einem CRK- Signalimpuls, der an der oberen Totpunktstellung jedes Zylinders erzeugt ist. Die aufeinanderfolgend erzeugten OT-Signalimpulse bezeichnen Bezugskurbelwinkelstellungen der jeweiligen Zylinder und werden jeweils erzeugt, wennimmer sich die Kurbelwelle um 180º dreht. Die ECU 5 mißt Zeitintervalle der Erzeugung der CRK-Signalimpulse zur Berechnung von CRME-Werten, die über eine Zeitperiode der Erzeugung von zwei OT-Signalimpulsen, d.h. über eine Zeitperiode einer Umdrehung der Kurbelwelle, zur Berechnung eines ME-Werts zusammenaddiert werden, und berechnet dann die Maschinendrehzahl NE, die der Kehrwert des ME-Werts ist.

CYL-Signalimpulse werden, wie oben kurz beschrieben, an einer vorbestimmten Kurbelwinkelstellung eines bestimmten Zylinders erzeugt (im dargestellten Beispiel dem Zylinder #1), z.B. wenn der #1-Zylinder sich in einer 90º-Stellung vor dessen OT-Stellung befindet, entsprechend dem Ende des Kompressionshubs des Zylinders, um hierdurch eine bestimmte Zylindernummer (z.B. #1 CYL) einem OT-Signalimpuls zuzuweisen, der unmittelbar nach Erzeugung des CYL-Signalimpulses erzeugt ist.

Die ECU 5 erfaßt Kurbelwellenstufen (nachfolgend als "die Stufen" bezeichnet) bezüglich der Bezugskurbelwinkelstellung jedes Zylinders auf Basis der OT-Signalimpulse und der CRK-Signalimpulse. Insbesondere bestimmt die ECU 5, daß sich z.B. der #1-Zylinder in einer #0-Stufe befindet, wenn ein CRK-Signalimpuls erzeugt wird, der einem OT-Signalimpuls entspricht, der am Ende des Kompressionshubs des #1-Zylinders erzeugt ist und unmittelbar einem CYL-Signalimpuls folgt. Daher bestimmt die ECU nacheinander, daß sich der #1-Zylinder in einer #1- Stufe befindet, in einer #2-Stufe .... und in einer #23-Stufe, auf Basis der danach erzeugten CRK-Signalimpulse.

Ferner wird eine Einspritzstufe eines Zylinders, bei dem die Einspritzung gestartet werden soll, in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine gesetzt, insbesondere durch Ausführung einer nicht gezeigten Einspritzstufenbestimmungsroutine. Ferner wird eine Ventilöffnungsperiode (Kraftstoffeinspritzperiode TOUT) unter Verwendung der Statuszahl (SINJ(k)) gesteuert, die bezüglich der Einspritzstufe bestimmt ist.

Insbesondere wird die Statuszahl SINJ(k) während der Ventilöffnungsperiode eines Kraftstoffeinspritzventils auf "2" gesetzt und unmittelbar nach Einspritzende in "3" geändert. Die Statuszahl SINJ(k) wird gleichzeitig mit dem Beginn des Verbrennungshubs auf "0" rückgesetzt, um das Kraftstoffeinspritzventil 6 in einen Wartezustand zur Einspritzung zu setzen. Wenn danach der Zylinder die nächste Einspritzstufe erreicht (z.B. die #13-Stufe), wird die Statuszahl SINJ(k) auf "1" gesetzt, und nach Ablauf einer von der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT abhängigen Einspritzverzögerungszeitperiode wird die Statuszahl SINJ(k) wieder auf "2" gesetzt, um über das Kraftstoffeinspritzventil 6 eine Kraftstoffeinspritzung zu beginnen. Nach Abschluß der Krafttoffeinspritzung wird die Statuszahl SINJ(k) auf "3" gesetzt, und zu Beginn des Verbrennungshubs wird sie wieder auf "0" rückgesetzt In der vorliegenden Ausführung, die nachfolgend an Hand Fig. 39 beschrieben wird, wird eine an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagene Kraftstoffmenge (TWP) berechnet, wenn SINJ(k) = 3, und dann wird die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT berechnet, wobei die niedergeschlagene Kraftstoffmenge TWP berücksichtigt wird. Die Einspritzverzögerungszeitperiode (entsprechend der Zeitperiode, während der die Statuszahl SINJ(k) = "1" ist, ist zur Regelung der Einspritzsteuerung vorgesehen, derart, daß das Ende der Kraftstoffeinspritzung synchron mit der Erzeugung eines CRK-Signalimpulses ist. Durch Vorsehen der vorbestimmten Einspritzverzögerungszeitperiode wird der Beginn der Kraftstoffeinspritzung auf eine Sollzeit geregelt, um hierdurch die Kraftstoffeinspritzzeitperiode nach Wunsch zu regeln.

Nachfolgend werden Details der Kraftstoffmengenregelung, der Luft-Kraftstoffverhältnisregelungen und der Zündzeitpunktregelung beschrieben, die von dem Regelsystem der vorliegenden

[I] Kraftstoffmengenregelung

In dieser Ausführung wird eine aus dem Behälter 43 gespülte Kraftstoffdampfmenge genau berechnet, und ferner wird eine von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzende erforderliche Kraftstoffmenge berechnet, wobei die Kraftstoffdampfmenge berücksichtigt wird. Schließlich wird eine dem Zylinder zuzuführende Endkraftstoffeinspritzmenge bestimmt, wobei die an der Wandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagene Kraftstoffmenge TWP berücksichtigt wird.

Ferner wird in der vorliegenden Ausführung das Verhältnis einer eingespritzten Kraftstoffmenge zu einer der Maschine zugeführten gespülten Kraftstoffdampfmenge bestimmt, um hierdurch einen Ventilhubbefehlswert LPUCMD zu bestimmen, der dem Spülsteuerventil 47 zugeführt wird.

Die Kraftstoffmengenregelung wird nun im Detail beschrieben durch Unterteilung in einen Kraftstoffdampfprozeß und einen vom niedergeschlagenen Kraftstoff abhangigen Korrekturprozeß, jeweils an Hand der Figuren 5 bis 28 bzw. der Figuren 29 bis 39. In diesen Figuren und auch in den nachfolgend beschriebenen Figuren der Luft-Kraftstoffverhältnisregelung und der Zündzeitpunktregelung wird jede Steuerroutine gemäß einer Programmnotation ausgedrückt, die in JIS X 0128 definiert ist, d.h. der Verwendung von SPD (strukturierte Programmdiagramme).

[A] Kraftstoffdampfprozeß

Fig. 5 zeigt eine Hauptroutine zur Durchführung der Kraftstoffdampfprozeßsteuerung.

Zuerst wird in einem Schritt Sl bestimmt, ob sich die Maschine in einem Spülbereich befindet oder nicht, durch Durchführung einer Spülbereichbestimmungsunterroutine. In der Spülbereichbestimmungsunterroutine wird, wenigstens wenn bestimmt wird, daß sich die Maschine in dem Spülbereich befindet, das Regelsystem auf einen Modus gesetzt, um die Masse von aus dem Behälter 43 gespültem Kraftstoffdampf zu berechnen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß aus dem Behälter 43 gespülter Kraftstoffdampf nahezu ausschließlich aus Butan zusammengesetzt ist. Daher werden in der vorliegenden Ausführung die Regelvorgänge unter der Annahme durchgeführt, daß der Kraftstoffdampf aus 100% Butan besteht. Das heißt, wenigstens, wenn bestimmt wird, daß sich die Maschine in dem Spülbereich befindet, wird ein Flag FBCAL auf "1" gesetzt, um das Regelsystem auf einen Butanmassenberechnungsmodus zur Berechnung der Masse von Butan als dem Modus zur Berechnung der Masse von Kraftstoffdampf zu setzen.

Dann wird in einem Schritt S2 bestimmt, ob das Flag FBCAL gleich "0" ist oder nicht. Wenn FBCAL = 0, was bedeutet, daß das Regelsystem in einen anderen Modus als den Butanmassenberechnungsmodus gesetzt ist, geht das Programm zu einem Schritt S3 weiter, wo eine Nullpunkteinstellroutine durchgeführt wird, um Nullpunkteinstellungen der Durchflußmeßeinrichtung 46 und der Betriebsstellung des Ventilelements 48 des Spülsteuerventils 47 durchzuführen, wonach das Programm zu einem Schritt S7 weitergeht.

Wenn andererseits in dem Schritt S2 bestimmt wird, daß FBCAL gleich "1" ist, was bedeutet, daß das Regelsystem in den Butanmassenberechnungsmodus gesetzt ist, werden in Schritten S4 bis S6 jeweils eine QVAPER-Bestimmungsroutine, eine DVAPER- Bestimmungsroutine und eine TREQ-Bestimmungsroutine durchgeführt, wonach das Programm zu dem Schritt S7 weitergeht. Insbesondere werden in der QVAPER-Bestimmungsroutine ein Volumen von QVHD von Spülgas (Luft + Butan), das über eine vorbestimmte Zeitperiode gespült wird, und die Konzentration CBU von in dem Spülgas vorhandenem Butan berechnet. In der DVAPER-Bestimmungsroutine wird die Masse PGIN von in den Zylinder während des Saughubs des gegenwärtigen Zyklus gesaugten Butans berechnet, und zwar auf Basis der dynamischen Charakteristiken des Spülgases, wie nachfolgend beschrieben. Ferner wird in der TREQ-Bestimmungsroutine eine Soll -Kraftstoffeinspritzperiode TREQ, während der das Kraftstoffeinspritzventil 6 während des Saughubs des gegenwärtigen Zyklus geöffnet sein sollte, berechnet, wonach das Programm zu dem Schritt S7 weitergeht.

Dann wird in dem Schritt S7 eine VPR-Bestimmungsroutine durchgeführt, um einen Kraftstoffeinspritzdekrementierkoeffizienten KPUN zu berechnen, der von der Kraftstoffdampfmenge abhängt, in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine, und gleichzeitig wird eine Sollausgangsspannung VHCMD der Durchflußmeßeinrichtung 46 berechnet. Schließlich wird in einem Schritt S8 eine LPUCMD-Bestimmungsroutine durchgeführt, um den Ventilhubbefehlswert LPUCMD für das Ventilelement 48 des Spülsteuerventils 47 zu bestimmen, wonach das Programm abschließt.

Die Unterroutinen der Schritte S1 bis S8 werden nun im Detail in der Reihenfolge der Schrittnummern beschrieben.

(1) Spülbereichbestimmung (in Schritt S1 von Fig. 5)

Fig. 6 zeigt eine Spülbereichbestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalsimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S11 bestimmt, ob ein Flag FSMOD = "1" ist oder nicht, d.h. ob sich die Maschine in einem Startmodus befindet. Die Bestimmung, ob sich die Maschine in dem Startmodus befindet oder nicht, wird durchgeführt durch Bestimmung, ob ein nicht gezeigter Starterschalter der Maschine angeschaltet wurde oder nicht, und gleichzeitig die Maschinendrehzahl NE gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Startdrehzahl (Anlaßdrehzahl) ist.

Wenn das Flag FSMOD = "1" ist, wird gewertet, daß sich die Maschine in dem Startmodus befindet, und dann wird in einem Schritt S12 ein Flag FCPCUT auf "1" gesetzt. Insbesondere wird das Solenoid 50 zum Schließen des Spülsteuerventils 47 erregt, um hierdurch das Spülen von Kraftstoffdampf zu verhindern. Dann wird in Schritt S13 das Flag FBCAL auf "0" gesetzt, um die Butangewichtsberechnung zu verhindern, wonach die Routine abshcließt und zu der Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt.

Wenn andererseits das Flag FSMOD gleich "0" ist, d.h. wenn sich die Maschine in einem Basisbetriebsmodus befindet, geht das Programm zu einem Schritt S14 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Flag FFC = "1" ist oder nicht, was bedeutet, daß die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine unterbrochen ist, oder ob ein Abmagerungskorrekturkoeffizient KLS gleich einem vorbestimmten Wert außer "1" ist, oder ob der Ventilhubbefehlswert LPUCMD für das Spülsteuerventil 47 gleich "0" ist. Ob die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine unterbrochen ist oder nicht, wird auf Basis der Motordrehzahl NE und der Ventilöffnung OTH des Drosselventils 3' bestimmt, insbesondere durch eine nicht gezeigte Kraftstoffunterbrechungsbestimmungsroutine. Der Abmagerungskorrekturkoeffizient KLS wird auf "1" gesetzt, wenn sich die Maschine nicht in einem mageren Bereich befindet, in dem das Luft-Kraftstoffverhältnis eines der Maschine zugeführten Gemischs auf einen mageren Wert geregelt werden sollte, während wenn sich die Maschine in dem mageren Bereich befindet, wird er auf einen vorbestimmten Wert kleiner als "1" gesetzt, der von dem mageren Bereich abhängt. Ferner wird der Ventilhubbefehlswert LPUCMD bestimmt durch Ausführung der LPUCMD-Bestimmungsroutine (5 Fig. 26), die in Schritt S8 der Hauptroutine von Fig. 5 erwähnt ist. Wenn keine der drei Bedingungen erfüllt ist, d.h. wenn FFC gleich 0, KLS gleich 1 und LPUCMD nicht gleich 0, dann geht das Programm zu einem Schritt S20 weiter, wo ein Flag FCPCUT auf "0" gesetzt wird, wodurch das Solenoid 50 entregt wird, um das Spülsteuerventil 47 zu öffnen, damit Kraftstoffdampf in das Einlaßrohr 2 gespült werden kann, und dann geht das Programm zu einem Schritt S21 weiter. In dem Schritt S21 wird das Flag FBCAL auf "1" gesetzt, um das Regelsystem auf den Butanmassenberechnungsmodus zu setzen, und dann wird ein Zählerwert nBCAL eines nicht gezeigten Verzögerungszählers (erster Verzögerungszähler) für die Butanmassenberechnung in einem Schritt S22 auf einen vorbestimmten Wert N1 (z.B. 16) gesetzt, wonach die Routine endet. Der erste Verzögerungszähler dient zur Kompensation einer Zeitperiode, die ablaufen muß, bevor die Flußrate des Spülgases tatsächlich auf null reduziert ist, nachdem die Spülunterbrechungsbedingungen (FCPCUT = 1) in dem Basisbetriebsmodus der Maschine erfüllt sind. Das heißt, sie soll eine Zeitverzögerung der Spülsteuerung berücksichtigen. Wenn eine der drei Bedingungen von Schritt S14 in einer nachfolgenden Schleife erfüllt ist, geht das Programm zu einem Schritt SlS, wo das Flag FCPCUT auf "1" gesetzt wird, um das Spülen von Kraftstoffdampf zu verhindern. Dann wird in einem Schritt S16 bestimmt, ob der Zählerwert nBCAL des ersten Verzögerungszählers gleich "0" ist oder nicht. Wenn der Zählerwert nBCAL nicht gleich "0" ist, geht das Programm zu einem Schritt S18 weiter, wo der Zählerwert nBCAL um einen Dekrementierwert von "1" verringert wird, und das Flag FBCAL wird in einem Schritt S19 auf "1" gesetzt, wonach die Routine endet. Wenn der Zählerwert nBCAL in einer nachfolgenden Schleife gleich "0" wird, wird das Flag FBCAL auf "0" gesetzt, um die Berechnung der Masse von gespültem Butan (Kraftstoffdampf) zu hemmen, wonach die Routine endet und zur Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt

Selbst wenn somit die Kraftstoffunterbrechungsbedingungen erfüllt sind, um das Flag FCPCUT auf "1" zu setzen, wird die Butanmassenberechnung über eine vorbestimmte Zeitperiode fortgeführt, um die Zeitverzögerung in der Spülregelung zu berücksichtigen, wodurch man eine verbesserte Regelfähigkeit erlangen kann.

(2) Nullpunkteinstellung (in Schritt S3 von Fig. 5)

Fig. 7 zeigt eine Nullpunkteinstellroutine, die synchron mit der Erzeugung von Fehlersignalimpulsen durchgeführt wird, beispielsweise mit Zeitintervallen von 10 msec aus einem nicht gezeigten Timer, der in der ECU 5 enthalten ist.

Zuerst wird in einem Schritt S31 bestimmt, ob das Flag FCPCUT gleich "1" ist oder nicht, d.h. ob das Spülen von Kraftstoffdampf verhindert ist oder nicht. Wenn das Flag FCPCUT nicht gleich "1" ist, d.h. wenn der Kraftstoffdampf gespült wird, geht das Programm zu einem Schritt S40 weiter, wo ein Zählerwert nLPD eines nicht gezeigten Verzögerungszählers (zweiter Verzögerungszähler) zur Berechnung eines erlernten Nullpunktwerts auf einen vorbestimmten Wert N2 (z.B. 4) gesetzt wird, wonach die Routine endet. Wenn andererseits in dem Schritt S31 bestimmt wird, daß das Flag FCPCUT gleich "1" ist, was bedeutet, daß der Kraftstoffdampf gespült wird, geht das Programm zu einem Schritt S32 weiter, wo bestimmt wird, ob der Zählerwert nLPD des zweiten Verzögerungszählers gleich "0" ist oder nicht. In der ersten Schleife zum Passieren dieses Schritts ist der Zählerwert nLPD nicht gleich "0", so daß das Programm zu einem Schritt 539 weitergeht, wo der Zählerwert nLPD um einen Dekrementierwert von 1 vermindert wird, wonach die Routine endet. Wenn andererseits der Zählerwert nLPD in einer nachfolgenden Schleife gleich "0" wird, geht das Programm zu einem Schritt S33 weiter, wo eine VHWO-Berechnungsroutine durchgeführt wird, um die Nullpunkteinstellung der Durchflußmeßeinrichtung 46 durchzuführen.

Insbesondere wird, wie in Fig. 8 gezeigt, der erlernte Nullpunktwert VHWOREF in Schritt S41 unter Verwendung von Gleichung (1) berechnet:

VHWOREF = (CREF/65536) x VHW + [(65536 -CREF)/65536] x VHWOREF(n-1) .... (1)

wobei CREF eine Variable darstellt, die aus einem Bereich von 1 bis 65536 in Abhängigkeit von der Innentemperatur der Durchflußmeßeinrichtung 46 in geeigneter Weise gewählt ist, und VHWOREF(n-1) einen unmittelbar vorhergehenden Wert des erlernten Nullpunktwerts VHWOREF darstellt. Durch Lernen eines Werts der Ausgangsspannung VHW aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 auf Basis des unmittelbar vorhergehenden Werts VHWOREF(n-1) bei Hemmung der Spülung von Kraftstoffdampf wird der erlernte Nullpunktwert VHWOREF erneuert. Daher stellt der erlernte Nullpunktwert VHWOREF einen Durchschnittswert der Ausgangsspannung VHW dar, unter der Annahme, daß die Spülungsunterbrechung durchgeführt wird, die sich mit der Alterung der Durchflußmeßeinrichtung 46 ändert.

Dann wird in Schritten S42 bis S46 die Grenzprüfung des erlernten Nullpunktwerts VHWOREF durchgeführt, wonach die Routine endet. Insbesondere wird in Schritt S42 bestimmt, ob der erlernte Nullpunktwert VHWOREF höher als ein vorbestimmter Obergrenzwert VHWOHL ist oder nicht. Wenn VHWOREF > VHWOHL, wird in Schritt S43 der Nullpunkt VHWO der Durchflußmeßeinrichtung 46 auf den vorbestimmten Obergrenzwert VHWOHL gesetzt, während wenn VHWOREF ≤ VHWOHL, geht das Programm zu einem Schritt S44 weiter, wo bestimmt wird, ob der erlernte Nullpunktwert VHWOREF niedriger als ein vorbestimmter Untergrenzwert VHWOLL ist oder nicht. Wenn VHWOREF < VHWOLL, wird in einem Schritt S45 der Nullpunkt VHWO auf den vorbestimmten Untergrenzwert VHWOLL gesetzt, während wenn VHWOREF ≥ VHWOLL, wird der Nullpunkt VHWO auf den erlernten Nullpunktwert VHWOREF gesetzt, der unter Verwendung von Gleichung (1) berechnet ist, wonach die Nullpunkteinstellung endet und zu der Nullpunkteinstellroutine von Fig. 7 zurückkehrt.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S34 der Routine von Fig. 7 weiter, wo ein Istwert des Ventilhubbetrags (d.h. des erfaßten Ventilhubwerts) LPLIFT des PRG L-Sensors 42 auf dessen Nullpunkt LPO gesetzt wird. Dann wird in Schritten S35 bis S38 eine Grenzprüfung des Nullpunkts LPO durchgeführt, wonach die Nullpunkteinstellung endet. Insbesondere wird in einem Schritt S35 bestimmt, ob der Nullpunkt LPO größer als ein vorherbestimmter Obergrenzwert LPOHL ist oder nicht. Wenn LPO > LPOHL, wird in Schritt S36 der Nullpunkt LPO auf den vorbestimmten Obergrenzwert LPOHL gesetzt, während wenn LPO < LPOHL, geht das Programm zu einem Schritt S37 weiter, wo bestimmt wird, ob der Nullpunkt LPO kleiner als ein vorbestimmter Untergrenzwert LPOLL ist oder nicht. Wenn LPO < LPOLL, wird der Nullpunkt LPO in Schritt S38 auf den vorbestimmten Untergrenzwert LPOLL gesetzt, wonach die Nullpunkteinstellung des PRG L-Sensors 52 abschließt und zu der Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt.

(3) QVAPER-Bestimmung (Bestimmung der Konzentration CBU von Butan und des Volumens QHWD des Spülgases) (in Schritt S4 von Fig. 5)

Fig. 9 zeigt eine QVAPER-Bestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst speichert in Schritt S51 die ECU 5 in das Speichermittel 5c Information über Maschinenbetriebsparameter, wie etwa die Maschinendrehzahl NE, den Einlaßrohrabsolutdruck PBA, den Atmosphärendruck PA, die Spültemperatur TP, den erfaßten Ventilhubwert LPLIFT des PRG L-Sensors 52 und die Ausgangsspannung VHW aus der Durchflußmeßeinrichtung 46.

Dann wird in einem Schritt S52 ein Netto- oder Istventilhubwert LPACT (= LPLIFT - LPO) des PRG L-Sensors 52 berechnet, und dann wird in einem Schritt S53 eine Netto- oder Istausgangsspannung VHACT (= VHW - VHWO) aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 berechnet.

Dann wird in einem Schritt S54 ein QBE-Kennfeld abgefragt, um einen ersten Basisflußratenwert QBEM zu bestimmen.

Das QBEM-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 10 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte QBEM (00, 00) zu QBEM (15, 15) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBG00 bis PBG15 des Unterdrucks (Meßdruck) in dem Einlaßrohr 2 als eine Differenz zwischen dem Atmosphärendruck Pa und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA, und vorbestimmten Werten LPACT00 bis LPACT15 des Nettoventilhubwerts LPACT des PRG L-Sensors 52 entsprechen. Der erste Basisflußratenwert QBEM wird auf Basis des Einlaßrohrunterdrucks PBG und des Nettoventilhubwerts LPACT unter Verwendung von Gleichung (2) auf Basis der bekannten Bernoulli-Gleichung berechnet, und die Kennwerte QBEM werden auf Basis der vorbestimmten Werte des Einlaßrohrunterdrucks PBG und des Nettoventilhubwerts LPACT bestimmt:

QBEM = A [(2PBG/ )] ... (2)

wobei A eine Öffnungsfläche des Spülsteuerventils 47 darstellt, die als Funktion des Nettoventilhubwerts LPACT bestimmt ist, und eine Fluiddichte. Der erste Basisflußratenwert QBEM wird durch Abfragen des QBEM-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in Schritt S55 eine QHW-Tabelle abgefragt, um einen zweiten Basisflußratenwert QHW zu bestimmen.

Die QHW-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 11 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte QHW0 bis QHW15 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten VHACT0 bis VHACT15 der Nettoausgangsspannung aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 entsprechen. Der zweite Basisflußratenwert QHW wird auf Basis der Nettoausgangsspannung VHACT aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 unter Verwendung von Gleichung (3) auf Basis der bekannten King-Gleichung berechnet. Die Tabellenwerte QHW werden somit auf Basis der Nettoausgangsspannung VHACT bestimmt:

QHW = A' x {[(VHACT)² - R x C]/(R x B)}² ... (3)

wobei A' den Innendurchmesser der Spülpassage 9 darstellt, R den elektrischen Widerstand des Platindrahts der Durchflußmeßeinrichtung 46, B und C Konstanten in Abhängigkeit von der Temperatur und Eigenschaften des Fluids (Spülgas), der Größe des Platindrahts etc. Der zweite Basisflußratenwert QHW wird durch Abfragen der QHW-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S56 weiter, wo eine KTP-Tabelle abgefragt wird, um einen spültemperaturabhängigen Korrekturkoeffizienten KTP für den ersten Basisflußratenwert QBEM zu bestimmen.

Die KTP-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 12 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte KTP0 bis KTP5 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten TP0 bis TP5 der Spültemperatur TP entsprechen. Der spültemperaturabhängige Korrekturkoeffizient KTP wird durch Abfragen der KTP-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S57 weiter, wo eine KPAP-Tabelle abgefragt wird, um einen atmosphärendruckabhängigen Korrekturkoeffizienten KPAP für den ersten Basisflußratenwert QBEM zu bestimmen.

Die KPAP-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 13 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte KPAP0 bis KPAP5 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PA0 bis PA5 der Spültemperatur TP entsprechen. Der atmosphärendruckabhängige Korrekturkoeffizient KPAP wird durch Abfrage der KPAP-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S58 weiter, wo ein erster Flußratenwert QBE unter Verwendung von Gleichung (4) berechnet wird, und dann wird in einem Schritt S59 das Verhältnis eines zweiten Flußratenwerts QHW (der gleich dem zweiten Basisflußratenwert ist) zu dem ersten Flußratenwert QBE berechnet, d.h. das Flußratenverhältnis KQ:

QBE = QBEM x KTP x KPAP ... (4)

KQ = QHEW/QBE .... (5)

Dann wird in einem Schritt S60 eine CBU-Tabelle abgefragt, um die Konzentration CBU von in dem Spülgas vorhandenem Butan zu bestimmen.

Die CBU-Tabelle ist, wie beispielsweise in Fig. 14 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte CBU0 bis CBU7 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten KQ0 bis KQ7 des Flußratenverhältnisses KQ entsprechen. Die Butankonzentration CBU wird durch Abfrage der CBU-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation. Wie oben beschrieben, wird der erste Flußratenwert QBE unter Verwendung von Gleichung (2) auf Basis der Bernoulli-Gleichung berechnet, während der zweite Flußratenwert QHW unter Verwendung von Gleichung (3) auf Basis der King-Gleichung berechnet wird. Der zweite Flußratenwert QHW beruht auf der Nettoausgangsspannung VHACT aus der Durchflußmeßeinrichtung 46, die sich mit der Butankonzentration CBU des Spülgases ändert. Zusätzlich nehmen der erste Flußratenwert QBE und der zweite Flußratenwert QHW Werte ein, die sich mit der Butankonzentration CBU entlang unterschiedlicher Kurven ändern. Daher wird die Beziehung zwischen dem Flußratenverhältnis KQ und der Butankonzentration CBU vorab in Form einer CBU-Tabelle in das Speichermittel eingespeichert, und die CBU-Tabelle wird zur Bestimmung der Butankonzentration CBU abgefragt.

Dann wird das Volumen QHWD des Spülgases unter Verwendung von Gleichung (6) über eine Zeitperiode zwischen zwei benachbarten OT-Signalimpulsen berechnet (weil die Maschine eine Vierzylinderviertaktmaschine ist, wird die Kraftstoffeinspritzung bei Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt), wonach die Routine abschließt:

QHWD = QHW x ME .... (6)

Somit wird das Volumen QHWD des Spülgases, das das Spülsteuerventil 47 pro Zeitperiode durchströmt und durch Erzeugung zweier benachbarter OT-Signalimpulse bestimmt ist, genau berechnet.

(4) DVAPER-Bestimmung (Bestimmung der Butanmasse) (in Schritt 55 von Fig. 3)

Fig. 15 zeigt eine DVAPER-Bestimmungsroutine zur Berechnung der Masse von Butan unter Berücksichtigung der dynamischen Charakteristiken von Spülgas, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst werden in Schritten S71 bis S79 das Volumen QHWD(i) von Spülgas, die Butankonzentration CBU(i), der ME(i)-Wert und der Einlaßrohrabsolutdruck PBA(i) aufeinanderfolgend für jeden Zylinder berechnet und in dem Ringpuffer gespeichert. Insbesondere ist der Ringpuffer BPS aus Sektionen zusammengesetzt, denen jeweils eine Zahl i (i = 0 bis n (z.B. n = 15)) zugeordnet ist. Das Volumen QHWD(i) von Spülgas, die Butankonzentration CBU(i), der ME(i)-Wert und der Einlaßrohrabsolutdruck PBA(i) werden für jede Zahl i des Ringpuffers BPS berechnet. Insbesondere wird in einem Schritt S71 bestimmt, ob die Zahl i der gegenwartigen Sektion des Ringpuffers BPS gleich "0" ist oder nicht. Wenn i = 0, wie in den Schritten S72 bis S75 gezeigt, werden die gegenwärtigen Werte des Volumens QHWD des Spülgases, der Butankonzentration CBU, des ME-Werts und des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA in die Puffersektion von 1 = eingespeichert. Wenn die Zahl i der gegenwärtigen Puffersektion nicht gleich 0 ist, wie in Schritten S76 bis S79 gezeigt, werden das Volumen QHWD(i-1) von Spülgas, die Butankonzentration CBU(i-1), der ME(i-1)-Wert und der Einlaßrohrabsolutdruck PBA(i-1), die in der Puffersektion mit der unmittelbar vorhergehenden Zahl i-1 gespeichert sind, in der Puffersektion mit der Zahl i (i = 1 bis n) gespeichert.

Dann wird eine Verzögerungszeitperiode τp, vor der das gespülte Butan die Brennkammer der Maschine 1 erreicht und nach der es den Behälter erreicht, berechnet.

Die Verzögerungszeitperiode τp ist eine Funktion der Einlaßluftmenge, die die Spülpassage 9 durchströmt. Insbesondere ist das τp-Kennfeld, beispielsweise wie in Fig. 16 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte τp(0,0) bis τp(7,7) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA7 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten ME0 bis ME7 des Kehrwerts der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Die Verzögerungszeitperiode τp wird durch Abfrage der τp-Karte bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S81 ein direktes Butanzufuhrverhältnis Ba entsprechend der Verzögerungszeitperiode τp durch Abfrage eines Ba-Kennfelds bestimmt.

Das Ba-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 17 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte Ba(0,0) bis Ba(7,7) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA7 Des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten ME0 bis ME7 des Kehrwerts der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Das direkte Butanzufuhrverhältnis Ba bedeutet das Verhältnis einer Butanmenge als Kraftstoffdampf, der direkt in die Brennkammer der Maschine eingesaugt wird, zu einer Butanmenge, die während des gegenwärtigen Zyklus aus dem Behälter 43 in das Einlaßrohr 2 gesaugt wird. Das direkte Butanzufuhrverhältnis Ba wird durch Abfrage des Ba-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S82 ein Butanabführverhältnis Bb entsprechend der Verzögerungszeitperiode τp durch Abfrage eines Bb-Kennfelds bestimmt.

Das Bb-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 18 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte Bb(0,0) bis Bb(7,7) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA7 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten ME0 bis ME7 des Kehrwerts der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Das Butanabführverhältnis Bb bedeutet das Verhältnis einer Butanmenge als Kraftstoffdampf, der während des gegenwärtigen Zyklus in die Brennkammer der Maschine gesaugt wird, zu einer Butanmenge, die in dem Einlaßrohr etc. bis zu dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus verblieben ist. Das Butanabführverhältnis Bb wird durch Abfrage des Bb-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S83 eine Masse PGT von Butan in dem Spülgas, das durch das Spülsteuerventil 47 fließt, wenn die Verzögerungszeitperiode τp den berechneten Wert einnimmt, unter Verwendung von Gleichung (7) berechnet:

PGT = QHWD (τp) x CBU(τp) x DBU .... (7)

wobei DBU eine Butandichte (=2,7 kg/m³) unter dem Standardzustand (0ºC, 1 at) darstellt. Das Volumen QHWD des Spülgases wird mit der Butankonzentration CBU und der Butandichte DBU multipliziert, um hierdurch die Gesamtmasse PGT des in dem Spülgas vorhandenen Butans zu berechnen.

In Schritt S84 wird die Masse PGIN von in die Brennkammer der Maschine 1 eingesaugtem Butan (eingesaugtes Butan) unter Verwendung von Gleichung (8) berechnet:

PGIN = Ba x PGT + Bb x PGC .... (8)

wobei PGC die Butanmasse darstellt, die in dem Spülgasweg, wie etwa dem Einlaßrohr 2, verbleibt, und anfänglich auf "0" gesetzt ist. Der erste Ausdruck Ba x PGT an der rechten Seite stellt die Butanmasse dar, die aus dem während des gegenwärtigen Zyklus gespülten Butan direkt in die Brennkammer gesaugt wird, und der zweite Ausdruck Bb x PGC an der rechten Seite stellt die Butanmasse dar, die aus dem Butan, das in dem Einlaßrohr etc. bis zu dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus verblieben ist, während des gegenwärtigen Zyklus in die Brennkammer gesaugt wird. Die in die Brennkammer gesaugte Butanmasse PGIN erhält man durch Zusammenaddieren beider Butanmassen, die in unterschiedlicher Weise der Brennkammer zugeführt werden.

Dann wird die Masse PGC des verbleibenden Butans unter Verwendung von Gleichung (9) berechnet, wonach die Routine endet und zu der Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt:

PGC = (1 - Ba) x PGT + (1 - Bb) x PGC .... (9)

wobei der erste Ausdruck (1 - Ba) x PGT an der rechten Seite die Butanmasse darstellt, die aus dem während des gegenwärtigen Zyklus gespülten Butan in dem Einlaßrohr 2 etc. verbleibt, und der zweite Ausdruck (1 - Bb) x PGC an der rechten Seite stellt die Butanmasse dar, die in dem Einlaßrohr 2 etc. auch nach dem gegenwärtigen Zyklus aus dem Butan verbleibt, das in dem Einlaßrohr 2 etc. bis zu dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus verblieben ist. Die Masse PGC des verbleibenden Butans erhält man, indem man die beiden Massen zusammenaddiert.

(5) Bestimmung einer erforderlichen Zeitperiode TREQ zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils (erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode) (in Schritt S6 von Fig. 5)

Fig. 19 zeigt eine TREQ-Bestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signals durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S91 bestimmt, ob die Masse PGIN von eingesaugtern Butan kleiner als ein vorbestimmter Untergrenzwert PGINLM ist oder nicht. Wenn PGIN < PGINLM, wird gewertet, daß die Masse PGIN des eingesaugten Butans vernachlässigbar oder null ist, und die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode (d.h. die erforderliche Benzinmenge, die in die Brennkammer einzusaugen ist) TREQ(k) wird aufeinanderfolgend für jeden Zylinder (#1 CYL bis #4 CYL) unter Verwendung von Gleichung (10) berechnet:

TREQ(k) = Ti x KTOTAL(k) .... (10)

wobei Ti eine Basiskraftstoffeinspritzperiode darstellt, die berechnet wird, wenn sich die Maschine in dem Basisbetriebsmodus befindet, erhalten durch Multiplizieren eines TiM-Werts, der entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA bestimmt ist, mit einem Abgasrückführungs(EGR)-abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGR. Der EGRabhängige Korrekturkoeffizient KEGR korrigiert die Kraftstoffeinspritzperiode (oder -menge), wenn das EGR-Ventil 26 arbeitet, und ist auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, der von der Ventilöffnung des EGR-Ventils 26 abhängt. Bei der Bestimmung des TiM-Werts wird ein TiM-Kennfeld verwendet, das aus zwei Kennfeldern für Niederdrehzahl V/T und Hochdrehzahl V/T gebildet ist, die beide in dem Speichermittel 5c (ROM) gespeichert sind.

Ferner stellt KTOTAL(k) das Produkt verschiedener Korrekturkoeffizienten dar (einlaßtemperaturabhängiger Korrekturkoeffizient KTA, Nachstartkorrekturkoeffizient KAST, Solluftkraftstoffverhältniskoeffizient KCMD, etc.), die in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine bestimmt sind, und er wird für jeden Zylinder erstellt.

Wenn andererseits PGIN ≥ PGINLM, d.h. wenn die in die Brennkammer gesaugte Butanmenge nicht vernachlässigbar klein ist, geht das Programm zu einem Schritt S93 weiter, wo die Gesamtmasse GAIRT von in die Brennkammer während des gegenwärtigen Zyklus gesaugter Luft unter Verwendung von Gleichung (11) berechnet wird:

GAIRT = (α x Ti + β) x AFG x KTA .... (11)

wobei Ti (= TiM x KEGR) die Basiskraftstoffeinspritzperiode unter dem oben beschriebenen Standardzustand darstellt, α und β Konstanten, AFG ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis von Benzin (das angenähert gleich 14,6 ist) und KTA den einlaßlufttemperaturabhängigen Korrekturkoeffizienten. Bei der Berechnung der Gesamtmasse GAIRT von Luft durch Gleichung (11) wird angenommen, daß eine einzuspritzende Kraftstoffeinspritzmenge Y angenähert linear zu der Basiskraftstoffeinspritzperiode Ti ist, so daß die letztere für die erstere stehen kann. Das heißt, in der obigen Gleichung wird angenommen, daß die Kraftstoffeinspritzmenge Y ausgedrückt werden kann als (α x Ti + β).

Dann werden in Schritten S94 ff. die Masse (nachfolgend als "die Luftmasse für Butan" bezeichnet) GAIRB von Luft, die zur Verbrennung von Butan zu verbrauchen ist, die Masse (nachfolgend als "die Luftmasse für Benzin" bezeichnet) GAIRG von Luft, die zur Verbrennung von Benzin zu verbrauchen ist, und die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode TREQ (k) für jeden Zylinder berechnet.

Insbesondere wird in Schritt S94 die Luftmasse für Butan GAIRB unter Verwendung von Gleichung (12) berechnet:

GAIRB = (MAIR x PGIN)/MBUT + (PGIN x AFB)/ KTOTAL(k) ..... (12)

wobei MAIR das Molekulargewicht (= 28,8) von Luft darstellt, MBUT ein Molekulargewicht von Butan (= 57), AFB ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis (das angenähert gleich 15,5 ist) von Butan, und (l/KTOTAL(k)) das Überschußluftverhältnis λ.

Der erste Ausdruck (MAIR x PGIN)/MBUT an der rechten Seite stellt die Luftmasse dar, die die Masse PGIN des eingesaugten Butans begleitet, und der zweite Ausdruck (PGIN x AFB)/KTOTAL(k)) auf der rechten Seite stellt die Luftmasse dar, die zur Verbrennung von Butan erforderlich ist. Die Luftmasse für Butan GAIRB, die durch Verbrennung von Butan zu verbrauchen ist, wird durch Zusammenaddieren dieser Massen berechnet.

Ferner wird in Schritt S95 die Luftmasse GAIRG für Butan von der Gesamtluftmasse GAIRT abgezogen, um die Luftmasse für Benzin GAIRG unter Verwendung von Gleichung (13) zu berechnen:

GAIRG = GAIRT - GAIRB .... (13)

Schließlich wird in Schritt S96 die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode (TREQ(k) berechnet, wonach die Routine endet und zur Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt.

Die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode TREQ(k) wird als im wesentlichen proportional zur erforderlichen Menge YREQ(k) von Benzin betrachtet, das von dem Kraftstoffeinspritzventil 6 einzuspritzen ist, und daher wird die erforderliche Menge GAIRG von Luft zur Verbrennung von Benzin ähnlich zu Schritt S93 unter Verwendung von Gleichung (14) berechnet:

GAIRG = [(α x TREQ(k) + β) x AFG]/KTOTAL(k) ..... (14)

Aus der Gleichung (14) erhält man die Gleichung (15), durch deren Verwendung die erforderliche Kraftstoffeinspritzzeitperiode TREQ(k) berechnet werden kann:

TREQ(k) = [(GAIRG x KTOTAL(k))/AFG - β]/α ..... (15)

Somit erhält man die erforderliche Kraftstoffmenge, die der Brennkammer durch Einspritzung während des gegenwärtigen Zyklus zuzuführen ist, als Funktion der Kraftstoffeinspritzzeitperiode.

(6) VPR-Bestimmung (Bestimmung des Kraftstoffeinspritzminderungskoeffizienten KPUN und der erwünschten Ausgangsspannung VHCMD aus der Durchflußmeßeinrichtung 46) (in Schritt S7 von Fig. 5)

Fig. 20 zeigt eine VPR-Bestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

In Schritten S101 bis S105 wird der Kraftstoffeinspritzminderungskoeffizient KPUN berechnet. Der Kraftstoffeinspritzminderungskoeffizient mindert die Kraftstoffmenge (Benzin), die von dem Kraftstoffeinspritzventil 6 einzuspritzen ist, im Hinblick auf die Tatsache, daß Butan als Kraftstoffdampf in das Einlaßrohr 2 aus dem Behälter 43 gespült wird. Zuerst wird in einem Schritt S101 ein Basiskraftstoffeinspritzminderungskoeffizient KPUM durch Abfragen eines KPU-Kennfelds bestimmt.

Das KPU-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 21 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte KPUM(0,0) bis KPUM(16,19) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA16 des Einlaßrohrabsolutdrucks und vorbestimmten Werten ME00 bis ME19 des Kehrwerts der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Der Basiskraftstoffeinspritzminderungskoeffizient KPUM wird durch Abfrage des KPU-Kennfelds bestimmt, und zusätzlich, falls erforderlich, durch Interpolation. In diesem Zusammenhang wird der Koeffizient KPUM auf "1" gesetzt, wenn das Flag FBCAL gleich "0" ist, um die Butanmassenberechnung zu verhindern.

Dann wird in einem Schritt S102 ein Maschinenkühltemperaturabhängiger Korrekturkoeffizient KPUTW durch Abfrage einer KPUTW-Tabelle bestimmt.

Die KPUTW-Tabelle wird, beispielsweise wie in Fig. 22 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte KPUTW0 bis KPUTW2 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten TW0 bis TW4 der Maschinenkühlmitteltemperatur TW entspricht.

Wie in Fig. 22 gezeigt, wird gemäß der KPUTW-Tabelle der Korrekturkoeffizient KPUTW auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur sinkt, damit eine größere Kraftstoffmenge in die Brennkammer gesaugt werden kann, beispielsweise wenn die Maschine bei niedriger Temperatur gestartet wird. Der Korrekturkoeffizient KPUTW wird durch Abf rage der KPUTW-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation. In diesem Zusammenhang wird der Koeffizient KPUTW auch auf "1" gesetzt, wenn das Flag FBCAL gleich "0" ist.

Dann wird in einem Schritt S103 ein Nach-Start-Korrekturkoeffizient KPUAST durch Abfrage einer KPUAST-Tabelle bestimmt.

Die KPUAST-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 23 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte KPUAST0 bis KPUAST2 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten KAST0 bis KAST4 des Nach-Start-Anreicherungskoeffizienten KAST entsprechen. Der Nach-Start-Anreicherungskoeffizient KAST erhöht die der Maschine zuzuführende Kraftstoffmenge unmittelbar nach Start der Maschine und wird mit dem Zeitablauf nach Start der Maschine auf einen kleineren Wert gesetzt, und wenn sich die Maschine in einem Normalbetriebszustand befindet, wird er auf "1,0" gesetzt. Aus Fig. 23 ist klar zu sehen, wenn der Nach-Start- Anreicherungskoeffizient KAST groß ist, d.h. wenn die Kraftstoffeinspritzzeitperiode länger als beim Start der Maschine ist, wird der Nach-Start-Korrekturkoeffizient KPUAST auf einen größeren Wert gesetzt. Der Nach-Start-Korrekturkoeffizient KPUAST wird durch Abf rage der KPUAST-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation. In diesem Zusammenhang wird der Korrekturkoeffizient KPUAST auf "1" gesetzt, wenn FBCAL = 0.

Dann wird in einem Schritt S104 ein Katalysatorbettemperaturabhängiger Korrekturkoeffizient KPUTC durch Abfrage einer KPUTC-Tabelle bestimmt.

Die KPUTC-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 24 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KPUTC0 bis KPUTC2 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten TC0 bis TC4 der Temperatur TC des Katalysatorbetts entsprechen. Wie in Fig. 24 gezeigt, wird gemäß der KPUTC-Tabelle der Katalysatorbettemperatur-abhängige Korrekturkoeffizient auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn die Katalysatorbettemperatur TC steigt, so daß das Katalsysatorbett stärker aktiviert wird. Dieser Korrekturkoeffizient KPUTC wird durch Abfrage der KPUTC-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation. Dieser Korrekturkoeffizienz KPUTC wird auch auf "1" gesetzt, wenn FBCAL = 0.

Dann erhält man in einem Schritt S105 den Kraftstoffeinspritzminderungskoeffizient KPUN durch Multiplizieren des Basiskraftstoffeinspritzminderungs-Korrekturkoeffizienten KPUM, des Maschinenkühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturkoeffizienten KPUTW, des Nach-Start-Korrekturkoeffizienten KPUAST und des Katalysatorbettemperatur-abhängigen Korrekturkoeffizienten KPUTC:

KPUN = KPUM x KPUTW x KPUAST x KPUTC ... (16)

Somit werden außer für den Fall, für den das Flag FBCAL gleich "0" ist, d.h. wenn die Butanmassenberechnung verhindert wird, der Maschinentemperatur-abhängige Korrekturkoeffizient KPUTW, der Nach-Start-Korrekturkoeffizient KPUAST und der Katalysatorbettemperatur-abhängige Korrekturkoeffizient KPUTC unmittelbar nach Start der Maschine auf größere Werte gesetzt, als wenn sich die Maschine im Normalbetrieb befindet. Demzufolge kann eine große Menge von Spülgas, die hauptsächlich aus Butan zusammengesetzt ist, das leichter als Benzin ist, der Brennkammer unmittelbar nach dem Start der Maschine bei niedriger Temperatur zugeführt werden, um hierdurch bei niedriger Maschinentemperatur eine ausgezeichnete Brennfähigkeit zu erlangen und somit verbesserte Abgasemissionscharakteristiken zu erhalten.

Dann wird in einem Schritt S106 eine Grenzprüfung einer durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespritzten Benzinmenge für den #1-Zylinder als Repräsentant aller Zylinder durchgeführt. Insbesondere wird, ob die Ventilöffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils 6, erhalten durch Multiplizieren der erforderlichen Menge (Ti x KTOTAL(1)) von Benzin, das in den #1-Zylinder einzuspritzen ist, mit dem Kraftstoffeinspritzminderungs-Korrekturkoeffizient KPUN, kürzer als ein vorbestimmter unterer Wert ist oder nicht, bestimmt durch die Bestimmung, ob Gleichung (17) erfüllt ist oder nicht:

Ti x KTOTAL(1) x KPUN < Be x TWP(1) + Ae x TiLIM .... (17)

Die linke Seite der Gleichung repräsentiert die Kraftstoffeinspritzperiode, von der eine vorbestimmte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit einer Menge von Kraftstoffdampf abgezogen ist, und der erste Ausdruck auf der rechten Seite repräsentiert eine Kraftstoffmenge, die während des gegenwärtigen Zyklus in die Brennkammer aus der niedergeschlagenen Kraftstoffmenge TPW abgeführt wurde, und der zweite Ausdruck auf der rechten Seite repräsentiert die minimale Kraftstoffmenge, die direkt in die Brennkammer aus der während des gegenwärtigen Zyklus eingespritzten Kraftstoffmenge gesaugt wird. Be repräsentiert ein Endabführverhältnis von Benzin und bedeutet das Verhältnis einer Kraftstoffmenge, die von Kraftstoff (Benzin), das an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen ist, abgeführt und in die Brennkammer während des gegenwärtigen Zyklus eingesaugt wird, zu einer Kraftstoffmenge, die an der Innenwandf läche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen ist. Ae repräsentiert ein direktes Endzufuhrverhältnis von Benzin und bedeutet eine Kraftstoffmenge, die während des gegenwärtigen Zyklus eingespritzt und direkt in die Brennkammer eingesaugt wird, zu einer Kraftstoffmenge, die während des gegenwärtigen Zyklus von dem Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespritzt wird. Dieses Endabführverhältnis und dieses Direktzufuhrverhältnis von Benzin werden durch eine LPARA-Bestimmungsroutine bestimmt, die nachfolgend anhand Fig. 30 beschrieben wird. TWP repräsentiert eine Kraftstoffmenge, die an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen ist, die bestimmt wird durch Durchführung einer TWP-Bestimmungsroutine, die nachfolgend anhand Fig. 39 beschrieben wird. TiLIM repräsentiert einen vorbestimmten Untergrenzwert, der eine untere Grenze der Kraftstoffeinspritzperiode ist, unter der die lineare Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzperiode und der Kraftstoffeinspritzmenge Y nicht länger eingehalten werden kann. Insbesondere ist die Kraftstoffeinspritzperiode normalerweise zur Kraftstoffeinspritzmenge linear. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzperiode extrem kurz wird, kann die oben erwähnten lineare Beziehung nicht länger eingehalten werden, so daß die Kraftstoffeinspritzmenge unkontrollierbar werden könnte. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die vorbestimmte Untergrenze TiLIM auf die Untergrenze der Kraftstoffeinspritzperiode gesetzt, unter der die lineare Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzzeitperiode und der Kraftstoffeinspritzmenge Y nicht eingehalten werden kann.

Wenn Gleichung (17) erfüllt ist, wird die Untergrenze des Kraftstoffeinspritzminderungs -Korrekturkoeffizienten KPUN unter Verwendung von Gleichung (18) in Schritt S107 berechnet:

KPUN = (Be x TWP(1) + Ae x TiLIM)/(Ti x KTOTAL(1)) .... (18)

Dann wird in einem Schritt S108 bestimmt, ob der Kraftstoffeinspritzminderungs-Korrekturkoeffizient KPUN gleich "1" ist oder nicht. Wenn KPUN gleich "1" ist, bedeutet dies, daß das Flag FBCAL gleich "0" ist, um die Butanmassenberechnung zu verhindern, so daß eine erwünschte Flußrate QBUCMD von Butan in Schritt S109 auf "0" gesetzt wird, wonach das Programm zu einem Schritt S111 weitergeht.

Wenn andererseits KPUN nicht gleich "1" ist, geht das Programm zu einem Schritt S110 weiter, wo die erwünschte Flußrate QBUCMD von Butan als Kraftstoffdampf, d.h. eine erwünschte Flußrate von Butan pro Zeiteinheit unter Verwendung von Gleichung (19) berechnet wird:

QBUCMD = (Ti x α + β) x KTOTAL(l) x (1 - KPUN) x (AFG/AFB) x (1/ME) x (1/DBU) .... (19)

Dann wird in einem Schritt S111 eine erwünschte Ausgangsspannung VHCMD aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 durch Abfrage einer VHCMD-Tabelle bestimmt.

Die VHCMD-Tabelle wird, beispielsweise wie in Fig. 25 gezeigt, derart gesetzt, daß Tabellenwerte VHCMD0 bis VHCMD15 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten QBUCMD0 bis QBUCMD15 einer erwünschten Flußrate QBUCMD entsprechen. Die erwünschte Ausgangsspannung VHCMD aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 wird durch Abfrage der VHCMD-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Somit wird die Flußrate von Spülgas auf Basis der erwünschten Ausgangsspannung VHCMD aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 (rückkopplungs)geregelt, so daß der Behälter 43 seine erwünschte Adsorptionsfähigkeit behalten kann, ohne an Übersättigung zu leiden.

(7) Bestimmung des Ventilhubbefehlswerts LPUCMD (in Schritt S8 von Fig. 5)

Fig. 26 zeigt die vorgenannte LPUCMD-Bestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S121 eine Differenz ΔVH zwischen der erwünschten Ausgangsspannung VHCMD (erhalten in Schritt S111 von Fig. 20) und der Ausgangsspannung (erfaßter Ausgangsspannung) VHACT aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 berechnet. Dann wird in einem Schritt S122 bestimmt, ob die Differenz ΔVH kleiner als "0" ist oder nicht.

Diese Bestimmung berücksichtigt eine Differenz der Ventilöffnungscharakteristik zwischen der Regelung des Spülsteuerventils 47 zur Erhöhung der Flußrate von Spülgas und dessen Regelung zur Minderung der Durchflußrate. Die Differenz ΔVH ergibt sich aus der Verwendung einer nicht gezeigten Feder, die das Ventilelement 48 des Spülsteuerventils 47 in eine Ventilschließrichtung spannt. Demzufolge werden in Abhängigkeit von der Differenz ΔVH unterschiedliche Änderungsraten (Verstärkung) des Ventilhubbefehlswerts LPUCMD zur (Rückkopplungs-)Regelung der Flußrate von Spülgas berechnet.

Insbesondere, wenn die Differenz ΔVH kleiner als "0" ist, d.h. wenn das Spülsteuerventil 47 in einer Flußratenminderungsrich tung gesteuert wird, werden Bestimmungen von Steuerparametern durchgeführt, zur Bestimmung einer Änderungsrate des Ventilhubbefehlswerts LPUCMD, d.i. ein Proportionalausdruck-(P-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVPD, ein Integralausdruck-(1-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVID und ein Differentialausdruck(D-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVDD zur Minderung der Flußrate von Spülgas, in Schritt 123 durch Abf rage eines KVPD- Kennfelds, eines KVID-Kennfelds und eines KVDD-Kennfelds. Das KVPD-Kennfeld, das KVID-Kennfeld und das KVDD-Kennfeld sind jeweils derart gesetzt, daß vorbestimmte Kennwerte in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten der Maschinendrehzahl NE und vorbestimmten Werten des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA entsprechen. Diese Regelparameter werden durch Abfrage dieser Kennfelder entsprechend diesen Betriebsparametern der Maschine bestimmt, und zusätzlich, falls erforderlich, durch Interpolation.

Dann werden in Schritten S124 bis S126 erwünschte Korrekturwerte VHP(n), VHI(n) und VHD(n) für den P-Ausdruck, den I-Ausdruck und den D-Ausdruck durch Verwendung der entsprechenden Gleichungen (20) bis (22) berechnet:

VHP(n) = ΔVH(n) x KVPD ... (20)

VHI(n) = ΔVH(n) x KVID + VHI(n-1) .... (21)

VHD(n) = (ΔVH(n) - ΔVH(n-1) x KVDD .... (22)

Wenn andererseits die Differenz ΔVH gleich oder größer als "0" ist, geht das Programm zu einem Schritt 127 weiter, wo Bestimmungen von Regelparametern zur Bestimmung einer Anderungsrate des Ventilhubbefehlswerts LPUCMD durchgeführt werden, das sind ein Proportionalausdruck-(P-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVPU, ein Integralausdruck-(1-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVIU und ein Differentialausdruck-(D-Ausdruck)-Korrekturkoeffizient KVDU zur Erhöhung der Flußrate von Spülgas, durch Abfrage eines KVPU-Kennfelds, eines KVIU-Kennfelds und eines KVDU-Kennfelds. Das KVPU-Kennfeld, das KVIU-Kennfeld und das KVDU-Kennfeld sind jeweils ähnlich gesetzt wir das obige KVPD- Kennfeld, das KVID-Kennfeld und das KVDD-Kennfeld, so daß vorbestimmte Kennwerte in einer Weise vorliegen, die entsprechenden Werten der Maschinendrehzahl NE und vorbestimmten Werten des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA entsprechen. Diese Regelparameter werden durch Abfrage dieser Kennfelder entsprechend den Betriebsparametern der Maschine bestimmt, und zusätzlich, falls erforderlich, durch Interpolation.

Dann werden in Schritten S128 bis S130 die erwünschten Korrekturwerte VHP(n), VHI(n) und VHD(n) für den P-Ausdruck, den I- Ausdruck und den d-Ausdruck unter Verwendung der entsprechenden Gleichungen (23) bis (25) berechnet:

VHP(n) = ΔVH(n) x KVPU .... (23)

VHI(n) = ΔVH(n) x KVIU + VHI(n-1) .... (24)

VHD(n) = (ΔVH(n) - ΔVH(n-1) x KVDU .... (25)

Dann wird in einem Schritt S131 ein gewünschter Korrekturwert VHOBJ(n) der Ausgangsspannung aus der Durchflußmeßeinrichtung 46 berechnet, indem diese gewünschten Korrekturwerte VHP(n) VHI(n) und VHD(n) unter Verwendung von Gleichung (26) miteinander addiert werden:

VHOBJ(n) = VHP(n) + VHI(n) + VHD(n) .... (26)

Dann wird in einem Schritt S132 eine gewünschte Spülflußrate QPUCMD durch Abfrage einer QPUCMD-Tabelle bestimmt.

Die QPUCMD-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 27 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte QPUCMD0 bis QPUCMD15 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten VHOBJ0 bis VHOBJ15 des obigen erwünschten Korrekturwerts VHOBJ entsprechen. Die erwünschte Spülflußrate QPUCMD wird durch Abf rage der QPUCMD- Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S133 der Ventilhubbefehlswert LPUCMD für das Spülsteureventil 47 durch Abfrage eines LPUCMD- Kennfelds bestimmt, wonach das Programm endet.

Das LPUCMD-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 28 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte LPUCMD(00,00) bis LPUCMD(15,15) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA00 bis PBA15 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten QPUCMD00 bis QPUCMD15 der erwünschten Spülflußrate entsprechen. Der Ventilhubbefehlswert LPUCMD wird durch Abfrage des LPUCMD-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Somit wird der Ventilhubbefehlswert LPUCMD auf Basis der erwünschten Spülflußrate QPUCMD bestimmt, wodurch das Ventilelement 48 angehoben wird, um das Spülsteurventil 47 entsprechend dem Ventilhubbefehlswert LPUCMD zu öffnen, damit eine gewünschte Menge von Spülgas der Maschine zugeführt werden kann.

[A] Vom niedergeschlagenen Kraftstoff abhängiger Korrekturprozeß

Die erforderliche Kraftstoffeinspritzperiode TREQ(k) (siehe Fig. 19), die durch den bisher beschriebenen Kraftstoffdampfprozeß bestimmt wurde, berücksichtigt nicht den Einfluß einer Benzinmenge als eingespritztem Kraftstoff, der an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen ist, bevor er der Brennkammer zugeführt wird. Daher muß eine gewünschte Kraftstoffeinspritzperiode TNET(k) so bestimmt werden, daß der niedergeschlagene Kraftstoff berücksichtigt wird.

Nachfolgend wird der vom niedergeschlagenen Kraftstoff abhängige Korrekturprozeß im Detail beschrieben.

Fig. 29 zeigt eine Routine zur Durchführung des vom niedergeschlagenen Kraftstoff abhängigen Korrekturprozesses, der synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S141 bestimmt, ob ein Flag FVTEC gleich "0" ist oder nicht, d.h. ob die Ventilsteuerung für Niederdrehzahl V/T gewählt ist. Wenn FVTEC = 0, d.h. wenn bestimmt wird, daß die Ventilsteuerung für Niederdrehzahl V/T gewählt ist, wird die LPARA-Bestimmungsroutine durchgeführt, um die Bestimmungsparameter niedergeschlagenen Kraftstoffs zu bestimmen, die für Niederdrehzahl V/T geeignet sind, d.h. einen Wert des direkten Endzufuhrverhältnisses Ae und einen Wert des Endabführverhältnisses Be von Benzin als eingespritztem Kraftstoff zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzregelung während Niederdrehzahl V/T.

Fig. 30 zeigt eine LPARA-Bestimmungsroutine zur Bestimmung der oben erwähnten Bestimmungsparameter niedergeschlagenen Kraftstoffs, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S151 ein Basisdirektzufuhrverhältnis A durch Abfrage eines A-Kennfelds bestimmt.

Das A-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 31 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte A(0,0) bis A(6,6) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA6 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten TW0 bis TW6 der Maschinenkühlmitteltemperatur TW entsprechen. Das Basisdirektzufuhrverhältnis A wird durch Abfrage des A-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S152 ein Basisabführverhältnis B durch Abfrage eines B-Kennfelds bestimmt.

Das B-Kennfeld ist ähnlich gesetzt wie das A-Kennfeld, z.B. wie in Fig. 32 gezeigt, derart, daß Kennwerte B(0,0) bis B(6,6) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA6 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten TW0 bis TW6 der Maschinenkühlmitteltemperatur TW entsprechen. Das Basisabführverhältnis B wird durch Abfrage des B-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S153 ein Maschinendrehzahl-abhängiger Korrekturkoeffizient KA für die Enddirektzufuhr Ae durch Abfrage einer KA-Tabelle bestimmt.

Die KA-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 33 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KA0 bis KA4 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten NE0 bis NE4 der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Der Maschinendrehzahl-abhängige Korrekturkoeffizient KA wird durch Abfrage einer KA-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S154 ein Maschinendrehzahl-abhängiger Korrekturkoeffizient KB für das Endabführverhältnis Be durch Abfrage einer KB-Tabelle bestimmt.

Die KB-Tabelle ist ähnlich der KA-Tabelle, beispielsweise wie in Fig. 34 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KB0 bis K84 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten NE0 bis NE4 der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Der Maschinendrehzahlabhängige Korrekturkoeffizient KB wird durch Abfrage der KB- Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S155 bestimmt, ob ein Flag FEGR gleich "1" ist oder nicht, d.h., ob sich die Maschine in einem EGR-Durchführungsbereich befindet oder nicht. Ob sich die Maschine in dem EGR-Durchführungsbereich befindet, wird dadurch bestimmt, ob die Maschinenkühlmitteltemperatur TW über einem vorbestimmten Wert liegt, der anzunehmen ist, wenn sich die Maschine aufgewärmt hat, insbesondere durch Durchführung einer EGR-Durchführungsbereichbestimmungsroutine. Wenn FEGR = 1, d.h. wenn bestimmt wird, daß sich die Maschine in dem EGR- Durchführungsbereich befindet, geht das Programm zu einem Schritt S156 weiter, wo ein EGR-abhängiger Korrekturkoeffizient KEA für das Enddirektzufuhrverhältnis Ae durch Abfrage eines KEA-Kennfelds bestimmt wird.

Das KEA-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 35 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte KEA(0,0) bis KEA(6,4) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA6 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten KEGR0 bis KEGR4 des EGR-abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGR entsprechen. Der EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEA wird durch Abfrage des KEA-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S157 ein EGR-abhängiger Korrekturkoeffizient KEB für das Endabführverhältnis Be durch Abfrage eines KEB-Kennfelds bestimmt.

Das KEB-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 36 gezeigt, so gesetzt, daß Kennwerte KEB(0,0) bis KEB(6,4) in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBA0 bis PBA6 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und vorbestimmten Werten KEGR0 bis KEGR4 des EGR-abhängigen Korrekturkoeffizienten KEGR entsprechen. Der EGR-abhängige Korrekturkoeffizient KEB wird durch Abfrage des KEB-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Wenn FEBR = 0, d.h. wenn festgestellt wird, daß sich die Maschine nicht in dem EGR-Durchführungsbereich befindet, werden beide EGR-abhängigen Korrekturkoeffizienten KEA, KEB in Schritten S158 bzw. S159 auf "1,0" gesetzt.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S160, wo bestimmt wird, ob das Flag FBCAL gleich "1" ist, d.h. ob sich das Regelsystem in dem Butanmassenberechnungsmodus befindet. Wenn FBCAL = 1, d.h. wenn sich das Regelsystem in dem Butanmassenberechnungsmodus befindet, in dem Butan als Kraftstoffdampf dem Einlaßrohr 2 durch die Spülpassage 9 zugeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt S161 weiter, wo ein Kraftstoffeinspritzverhältnis KPUG, d.i. das Verhältnis der erforderlichen Kraftstoffeinspritzperiode TREQ zu einer Kraftstoffeinspritzperiode (Ti x KTOTAL), das erforderlich ist, wenn die Spülflußrate gleich "0" ist, unter Verwendung von Gleichung (27) berechnet wird:

KPUG = TREQ(1)/(Ti x KTOTAL(1)) .... (27)

In der Gleichung repräsentiert (1) den #1-Zylinder, d.h. diese Berechnung wird nur für den #1-Zylinder repräsentativ für alle vier Zylinder durchgeführt.

Dann werden in Schritten S162 und S163 butanabhängige Korrekturkoeffizienten KVA und KVB für das Enddirektzufuhrverhältnis Ae und das Endabführverhältnis Be berechnet. Diese Korrekturkoeffizienten dienen zur Kompensation einer Schwankung von Fluideigenschaften des eingespritzten Kraftstoffs oder Benzin (Benzin) aufgrund der Tatsache, daß in dem Einlaßrohr das Butan in verschiedenen Konzentrationen mit Luft vermischt wird. Das heißt, diese Korrekturkoeffizienten korrigieren das Direktzufuhrverhältnis und das Abführzufuhrverhältnis in einer Weise, die auf Anderungen dynamischer Charakteristiken eingespritzten Kraftstoffs (Benzin) aufgrund des Butananteils anspricht.

Insbesondere wird in einem Schritt S162 der butanabhängige Korrekturkoeffizient KVA für das Enddirektzufuhrverhältnis Ae durch Abfrage einer KVA-Tabelle bestimmt.

Die KVA-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 37 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KVA0 bis KVA4 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten KPUG0 bis KPUG4 entsprechen. Der Butankorrekturkoeffizient KVA wird durch Abfrage der KVA- Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S163 der butanabhängige Korrekturkoeffizient KVB für das Endabführverhältnis Be durch Abfrage beiner KVB-Tabelle bestimmt.

Die KVB-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 38 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KVB0 bis KVB4 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten KPUG0 bis KPUG4 des eingespritzten Kraftstoffverhältnisses KPUG entsprechen. Der Butankorrekturkoeffizient KVB wird durch Abfrage der KVB-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Wenn andererseits das Flag FBCAL gleich "0" ist, bedeutet dies, daß sich das Regelsystem in einem Butanmassenberechnungsverhinderungsmodus befindet, in dem kein Butan oder Kraftstoffdampf in das Einlaßrohr 2 gespült wird. Daher werden in Schritten S164 bzw. S165 die butanabhängigen Korrekturkoeffizienten KVA und KVB beide auf "1,0" gesetzt.

Dann werden in Schritten S166 und S167 das Enddirektzufuhrverhältnis Ae und das Endabführverhältnis Be unter Verwendung von Gleichungen (28) bzw. (29) berechnet, wonach die Routine endet und zu der Hauptroutine von Fig. 29 zurückkehrt:

Ae = A x KA x KEA x KVA .... (28)

Be = B x KB x KEB x KVB .... (29)

Wenn dann in dem Schritt S141 von Fig. 29 bestimmt wird, daß das Flag FVTEC gleich "1" ist, geht das Programm zu einem Schritt S143 weiter, wo eine nicht gezeigte HPARA-Bestimmungsroutine durchgeführt wird, um Bestimmungsparameter niedergeschlagenen Kraftstoffs zu bestimmen, die für Hochdrehzahl V/T geeignet sind, d.h. einen Wert des Enddirektzufuhrverhältnisses Ae und einen Wert des Endabführverhältnisses Be von Benzin als eingespritztem Kraftstoff zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzregelung während Hochdrehzahl V/T.

Dann geht das Programm zu einem Schritt S144 weiter, wo festgestellt wird, ob ein Flag FSMOD gleich "1" ist oder nciht. Wenn FSMOD = 1, wird gewertet, daß sich die Maschine in dem Startmodus befindet, und dann geht das Programm zu einem Schritt 145 weiter, wo eine Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT, die für den Startmodus geeignet ist, unter Verwendung von Gleichung (30) berechnet wird:

TOUT = TiCR x K1 + K2 .... (30)

wobei TiCR eine Basiskraftstoffeinspritzperiode repräsentiert, die für den Startmodus geeignet ist, die ähnlich dem vorgenannten TiM-Wert gemäß der Maschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA bestimmt wird. Ein zur Bestimmung eines TICR-Werts verwendetes TICR-Kennfeld ist in dem ROM des Speichermittels 5c gespeichert.

K1 und K2 repräsentieren jeweils andere Koeffizienten und Korrekturvariablen, die in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine auf Werte gesetzt sind, um Betriebscharakteristiken der Maschine zu optimieren, wie etwa den Kraftstoffverbrauch und die Beschleunigungsfähigkeit.

Wenn andererseits das Flag FSMOD gleich "0" ist, d.h. wenn sich die Maschine in dem Basisbetriebsmodus befindet, werden die Schritte S146 ff. für jeden der Zylinder durchgeführt (#LCYL bis #4CYL).

Insbesondere wird zuerst bezüglich des #1-Zylinders die gewünschte Kraftstoffeinspritzperiode TNET(k) unter Verwendung von Gleichung (31) berechnet:

TNET(k) = TREQ(k) + TTOTAL - Be x TWP(k) .... (31)

wobei TTOTAL die Summe aller addierten Korrekturkoeffizienten darstellt (z.B. Atmosphärendruck-abhängiger Korrekturkoeffizient TPA), die auf Basis von Maschinenbetriebsparametersignalen aus verschiedenen Sensoren bestimmt sind. Jedoch ist hier eine sogenannte Unwirksamkeitszeitperiode TV nicht enthalten, die abgelaufen ist, bevor sich das Kraftstoffeinspritzventil 6 öffnet. TWP(k) repräsentiert eine (geschätzte) Menge von Kraftstoff, der sich an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen hat und gemäß einer nachfolgend anhand Fig. 39 beschriebenen Routine berechnet wird, und daher repräsentiert (Be x TWP(k)) eine Kraftstoffmenge, die von dem niedergeschlagenen Kraftstoff in die Brennkammer abgeführt wird. Diese abgeführte Menge des niedergeschlagenen Kraftstoffs braucht nicht durch Einspritzung neu zugeführt werden, und wird daher von der erforderlichen Kraftstoffmenge TREQ(k) gemäß Gleichung (31) subtrahiert.

In einem Schritt S147 wird bestimmt, ob die gewünschte Kraftstoffeinspritzperiode TNET(k) kleiner als "0" ist oder nicht. Wenn TNET ≤ 0, wird die Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT auf "0" gesetzt, um die Kraftstoffzufuhr in einem Schritt S148 zwangsweise zu unterbrechen, wonach das Programm endet. Wenn TNET > 0, wird die Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT unter Verwendung von Gleichung (32) berechnet:

TOUT(k) = TNET(k)/(Ae x KLAF) + TV .... (32)

wobei KLAF einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten repräsentiert, der auf Basis des Ausgangs aus dem LAF- Sensor 24 bestimmt ist, und TV die vorgenannte Unwirksamkeitszeitperiode des Kraftstoffeinspritzventils 6.

Durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 6 über die Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT, die durch Gleichung (32) berechnet ist, wird der Brennkammer Kraftstoff in einer Menge von (TNET(k) x KLAF + Be x TWP(k)) zugeführt.

Dann wird die Kraftstoffeinspritzperiode für den #1-Zylinder berechnet, und dann werden die Schritte S146 bis S149 in ähnlicher Weise für die #2-Zylinder bis #4-Zylinder durchgeführt, sowie zur Bestimmung der Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT für alle Zylinder.

Fig. 39 zeigt eine TWP-Bestimmungsroutine zur Durchführung der Menge TWP niedergeschlagenen Kraftstoffs, die für jeden Zylinder durchgeführt wird, wennimmer sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel (z.B. 30 Grad) dreht.

Zuerst wird in einem Schritt S171 festgestellt, ob die Statuszahl SINJ(k) (siehe Fig. 4) gleich "3" ist oder nicht, was das Ende der Kraftstoffeinspritzung anzeigt.

Wenn SINJ(k) nicht gleich 3 ist, wird ein Berechnungszulässigkeitsflag FCTWP auf "0" gesetzt, damit die Berechnung der niedergeschlagenen Menge TWP in einer nachfolgenden Schleife durchgeführt werden kann, während wenn SINJ gleich 3 ist, wird in einem Schritt S172 bestimmt, ob das Flag FCTWP gleich "0" ist oder nicht. Wenn FCTWP gleich "0" ist, wird in einem Schritt S173 bestimmt, ob die Endkraftstoffeinspritzperiode TOUT(k) kleiner als die unwirksame Zeitperiode TV ist oder nicht. Wenn TOUT(k) ≤ TV, was bedeutet, daß kein Kraftstoff einzuspritzen ist, wird in einem Schritt S174 bestimmt, ob ein Flag FTWPR gleich "0" ist oder nicht, was bedeutet, daß die niedergeschlagene Menge TWP(k) von Kraftstoff nicht vernachlässigbar oder null ist. Wenn FTWPR gleich "0" ist und daher die niedergeschlagene Menge TWP von Kraftstoff nicht vernachlässigbar oder null ist, geht das Programm zu einem Schritt S175 weiter, wo die niedergeschlagene Menge TWP(k) von Kraftstoff in der gegenwärtigen Schleife unter Verwendung von Gleichung (33) berechnet wird:

TWP(k) = (1 - Be) x TWP(k) (n-1) .... (33)

wobei TWP(k) (n-1) die niedergeschlagene Kraftstoffmenge darstellt, die in der unmittelbar vorhergehenden Schleife berechnet wurde.

Dann wird in einem Schritt S176 bestimmt, ob die niedergeschlagene Kraftstoffmenge TWP(k) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter sehr kleiner Wert TWPLG ist oder nicht. Wenn TWP(k) ≤ TWPLG, wird gewertet, daß die niedergeschlagene Menge TWP(k) vernachlässigbar oder null ist, so daß die niedergeschlagene Menge TWP(k) auf "0" gesetzt wird und in einem Schritt S178 das Flag FTWPR auf "1" gesetzt wird. Dann wird in einem Schritt S179 das Flag FCTWP auf "1" gesetzt, um den Abschluß der Berechnung der niedergeschlagenen Kraftstoffmenge TWP anzuzeigen, wonach das Programm endet.

Wenn andererseits in Schritt S173 TOUT(k) > TV, was bedeutet, daß Kraftstoff einzuspritzen ist, geht das Programm zu einem Schritt S180 weiter, wo die niedergeschlagene Menge TWP(k) unter Verwendung von Gleichung (34) berechnet wird:

TWP(k) = (1 - Be) x TWP(k) (n-1) + (1 - Ae) x (TOUT(k) - TV) .... (34)

wobei TWP(k) (n-1) den unmittelbar vorhergehenden Wert der niedergeschlagenen Menge TWP(k) darstellt. Der erste Ausdruck auf der rechten Seite repräsentiert eine Kraftstoffmenge, die von dem niedergeschlagenen Kraftstoff nicht abgeführt wurde und an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs während des gegenwärtigen Zyklus verbleibt, und der zweite Ausdruck auf der rechten Seite repräsentiert eine Kraftstoffmenge, die einem Teil des eingespritzten Kraftstoffs entspricht, der nicht in die Brennkammer eingesaugt wurde und sich neu an der Innenwandfläche des Einlaßrohrs 2 niedergeschlagen hat.

Dann wird in einem Schritt S181 das Flag FTWPR auf "1" gesetzt, um anzuzeigen, daß die niedergeschlagene Kraftstoffmenge TWP noch immer vorhanden ist, und ferner wird in einem Schritt S182 das Flag FCTWP auf "1" gesetzt, um den Abschluß der Berechnung der niedergeschlagenen Kraftstoffmenge TWP anzuzeigen, wonach das Programm endet.

[II] Luft-Kraftstoffverhältnisregelung

Fig. 40 zeigt eine Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalsimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S191 die Ausgangsspannung VAF aus dem LAF-Sensor 24 ausgelesen, und dann wird in einem Schritt S192 bestimmt, ob das Flag FSMOD gleich "1" ist oder nicht, d.h. ob sich die Maschine in dem Startmodus befindet. Wenn FSMOD gleich "1" ist, d.h. wenn sich die Maschine in dem Startmodus befindet, in dem die Maschine eine niedrige Temperatur hat, wird ein gewünschter Luft-Kraftstoffverhältniskoeffizient KTWLAF für niedrige Maschinentemperatur in einem Schritt S193 bestimmt, durch Abfrage eines TKWLAF-Kennfelds entsprechend der Maschinenkühlmitteltemperatur TW und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA, und dann wird in einem Schritt S194 ein KTWLAF-Wert auf einen gewünschten Luft-Kraftstoffverhältniskoeffizienten KCMD gesetzt. Dann wird in einem Schritt S195 ein Flag FLAFFB auf "0" gesetzt, um die Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung zu hemmen, und dann wird ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KLAF und dessen Integralausdruck (1-Ausdruck) KLAFI in jeweiligen Schritten S196 und S197 beide auf "1,0" gesetzt, wonach das Programm endet.

Wenn andererseits in Schritt S192 FSMOD nicht gleich "1" ist, d.h. wenn sich die Maschine in dem Basisbetriebsmodus befindet, wird der gewünschte Luft-Kraftstoffverhältniskoeffizient KCMD in einer Weise bestimmt, die auf Maschinenbetriebszustände anspricht, unter Verwendung von Gleichung (35)

KCMD = KTWLAF x KBS x KWOT x XWOT .... (35)

wobei KBS einen Korrekturkoeffizient zur Korrektur des Luft- Kraftstoffverhältnisses gemäß einer gewählten Gangschaltstellung eines nicht gezeigten Getriebes darstellt, das mit der Maschine verbunden ist, etwa einer Fünfter-Gang-Stellung, einer Vierter-Gang-Stellung oder einer Dritter-Gang-Stellung, KWOT einen Korrekturkoeffizienten zum Anreichern des Luft- Kraftstoffverhältnisses, wenn sich die Maschine in einem Betriebszustand weit offener Drossel befindet, in dem ein nicht gezeigtes Gaspedal vollständig niedergedrückt ist, und XWOT ein Korrekturkoeffizient zum Erhöhen der Kraftstoffmenge zum Kühlen der Maschine, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur hoch ist.

Dann wird in einem Schritt S199 bestimmt, ob ein Flag FACT gleich "1" ist und gleichzeitig sich die Maschine in einem Bereich befindet, der zur Durchführung der Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung geeignet ist. Das Flag FACT wird auf "1" gesetzt, wenn der LAF-Sensor 24 aktiviert wurde. Wenn sich die Maschine in dem Bereich befindet, der zur Durchführung der Rückkopplungsregelung geeignet ist, bedeutet dies, daß sie sich in einem anderen Bereich befindet als einem vorbestimmten Niedertemperaturbereich, einem vorbestimmten Hochtemperaturbereich, einem vorbestimmten Niederdrehzahlbereich der Maschine, einem vorbestimmten Hochdrehzahlbereich der Maschine, einem Magerbereich und einem Kraftstoffunterbrechungsbereich während Verzögerung.

Wenn das Flag FACT gleich "1" ist und gleichzeitig sich die Maschine in dem Bereich befindet, der für die Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung geeignet ist, wird in einem Schritt S200 das Flag FLAFFB auf "1" gesetzt, um anzuzeigen, daß die Luft-Kraftstoffverhältnis (rückkopplungs) regelung zugelassen ist.

Dann wird in einem Schritt S201 ein Äquivalenzverhältniskact (14,7/(A/F); nachfolgend als "der erfaßte Luft-Kraftstoffverhältniskoeffizient" bezeichnet) des Luft-Kraftstoffverhältnisses (A/F) berechnet, das auf Basis der Ausgangsspannung VAF aus dem LAF-Sensor 24 erfaßt ist, die in dem Schritt S191 ausgelesen ist. Dann wird in einem Schritt S202 eine KLAF-Bestimmungsroutine, die nachfolgend anhand Fig. 41 beschrieben wird, zur Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KLAF durchgeführt, wonach das Programm endet.

Wenn andererseits in dem Schritt S199 bestimmt wird, daß der LAF-Sensor 24 nicht aktiviert ist (FACT ≠ 1) oder die Maschine sich nicht in dem Bereich befindet, der zur Durchführung der Rückkopplungsregelung geeignet ist, geht das Programm zu einem Schritt S203 weiter, wo das Flag FLAFFB auf "0" gesetzt wird und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KLAF und dessen 1-Ausdruck KLAFI beide in Schritten S204 bzw. S205 auf "1,0" gesetzt werden, wonach das Programm endet.

Fig. 41 zeigt Details der KLAF-Bestimmungsroutine, die in dem Schritt S202 der Routine von Fig. 40 durchgeführt wird, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

In einem Schritt S211 wird eine Differenz ΔKAF zwischen dem unmittelbar vorhergehenden Wert KCMD(n-1) des gewünschten Luft-Kraftstoffverhältnisses KCMD und dem gegenwärtigen Wert KACT (n) des erfaßten Luft-Kraftstoffverhältniskoeffizienten KACT berechnet.

Dann wird in einem Schritt S212 bestimmt, ob das Flag FLAFFB in der unmittelbar vorhergehenden Schleife "0" war oder nicht, d.h. ob die Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung in der unmittelbar vorhergehenden Schleife gehemmt war oder nicht. Wenn das Flag FLAFFB in der unmittelbar vorhergehenden Schleife gleich "0" war, d.h. wenn in der unmittelbar vorhergehenden Schleife die Luft-Kraftstoffverhältnis (rückkopplungs)regelung nicht durchgeführt wurde, geht das Programm zu einem Schritt S213 weiter, wo der unmittelbar vorhergehende Wert KAF(n-1) der Differenz ΔKAF auf den gegenwärtigen Wert ΔKAF(n) gesetzt wird. Das heißt, wenn die Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung in der unmittelbar vorhergehenden Schleife nicht durchgeführt wurde, existiert der in der unmittelbar vorhergehenden Schleife berechnete unmittelbar vorhergehende Wert KCMD(n-1) nicht, so daß in dem Schritt S213 der unmittelbar vorhergehende Wert ΔKAF(n-1) auf den gegenwärtigen Wert ΔKAF(n) gesetzt wird, wonach das Programm zu einem Schritt S214 weitergeht.

In dem Schritt S214 wird ein Zählerwert NITDC, auf den nachfolgend Bezug genommen wird, eines nicht gezeigten Zählers zum Zählen einer Ausdünnvariablen NI zum Ausdünnen von OT-Signalimpulsen auf "0" gesetzt, und dann geht das Programm zu einem Schritt S215 weiter. Der Zählerwert NITDC wird gezählt, damit das Luft-Kraftstoffverhältnis KLAF erneuert werden kann, wenn immer OT-Signalimpulse in einer Zahl gleich der Ausdünnvariablen NI erzeugt werden, die gemäß Betriebszuständen der Maschine gesetzt ist.

Wenn ferner in dem Schritt S212 bestimmt wird, daß das Flag FLAFFB in der unmittelbar vorhergehenden Schleife nicht "0" war, d.h. wenn in der unmittelbar vorhergehenden Schleife die Luft-Kraftstoffverhältnis(rückkopplungs)regelung durchgeführt wurde, springt das Programm zu dem Schritt S215 über.

In dem Schritt S215 wird bestimmt, ob der Zählerwert NITDC gleich "0" ist oder nicht. Wenn NITDC = 0, werden Schritte S216 bis S224 durchgeführt, um den Luft-Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten KLAF zu bestimmen.

Das heißt, in einem Schritt S216 wird eine in Fig. 42 gezeigte Verstärkungskoeffizient-Bestimmungsroutine durchgeführt, um Verstärkungs(änderungsraten)-Koeffizienten KP, KI und KD des entsprechenden Proportionalausdrucks (P-Ausdruck), Integralausdrucks (I-Ausdruck) und Differentialausdrucks (D-Ausdrucks) der Rückkopplungsregelung zu bestimmen, sowie die vorgenannte Ausdünnvariable NI.

Insbesondere wird in einem Schritt S231 der Routine von Fig. 42 bestimmt, ob ein Flag FIDL gleich "0" ist oder nicht. Wenn FIDL = 0, d.h. wenn die Maschine leerläuft, geht das Programm zu einem Schritt S232 weiter, wo ein aktuelles Kraftstoffzufuhrverhältnis Aeg berechnet wird, das das Verhältnis einer Kraftstoffmenge, die durch Einspritzung und Spülung aktuell der Brennkammer zugeführt wird, zu einer der Brennkammer zuzuführenden erwünschten Kraftstoffmenge ist:

Aeg = (1 - KPUNG) + Ae x KPUG .... (36)

wobei (1 - KPUG) das Verhältnis (Beitragsgrad) einer Kraftstoffdampfmenge (Butan) zu einer Gesamtmenge der der Brennkammer zugeführten Kraftstoffkomponenten darstellt, und Ae ein Verhältnis (Beitragsgrad) einer eingespritzten Kraftstoffmenge (Benzin) zu der Gesamtmenge von Kraftstoffkomponenten. Die Summe dieser Verhältnisse ergibt das Verhältnis der Kraftstoffzufuhrmenge durch Einspritzung und Spülung zur Kraftstoffmenge, die aktuell der Brennkammer während des gegenwärtigen Zyklus zugeführt wird, d.h. das aktuelle Kraftstoffzufuhrverhältnis Aeg.

Dann werden in einem Schritt S233 die Verstärkungskoeffizienten KP, KI, KD und die Ausdünnvariable NI durch Abfrage eines Aeg-Me-Kennfelds bestimmt.

Das Aeg-Me-Kennfeld ist, beispielsweise wie in Fig. 43 gezeigt, so gesetzt, daß vorbestimmte Kennwerte in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten Aeg0 bis Aeg3 des aktuellen Kraftstoffzufuhrverhältnisses Aeg und vorbestimmten Werten Me0 bis Me2 des Kehrwerts der Maschinendrehzahl NE entsprechen. Die Verstärkungskoeffizienten KP, KI, KD und die Ausdünnvariable NI werden durch Abfrage des Aeg-Me-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Somit werden die Verstärkungskoeffizienten der Rückkopplungsregelung entsprechend dem aktuellen Kraftstoffzufuhrverhältnis Aeg berechnet, wodurch es möglich wird, das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen gewünschten Wert zu regeln, selbst wenn eine große Menge von Kraftstoffdampf der Brennkammer der Maschine zugeführt wird.

Wenn andererseits in dem Schritt S231 bestimmt wird, daß das Flag FIDL nicht gleich "0" ist, d.h. wenn die Maschine leerläuft, werden Verstärkungskoeffizienten KPI, KII und KDI und die Ausdünnvariable NII, die für Leerlauf geeignet sind, aus dem Speichermittel ausgelesen, und auf die Verstärkungskoeffizienten KP, KI, KD und die Ausdünnvariable NI gesetzt, wonach das Programm zu der Hauptroutine von Fig. 41 zurückkehrt

Dann werden in Schritten S217 bis S219 der Hauptroutine von Fig. 41 die in Schritt 216 bestimmten Verstärkungskoeffizienten KP, KI und KD verwendet, um gegenwärtige Werte des P-Ausdrucks (KLAFP), des 1-Ausdrucks (KLAFI) und des D-Ausdrucks (KLAFD) des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KLAF unter Verwendung von Gleichungen (37) bis (39) berechnet:

KLAFP(n) = ΔKAF(n) x KP .... (37)

KLAFFI(n) = ΔKAF(n) x KI + KLAF(n-1) .... (38)

KLAFD(n) = (ΔKAF(n) - AKAF(n-1)) x KD .... (39)

In einem Schritt S220 wird eine Grenzprüfung des 1-Ausdrucks KLAFI durchgeführt. Insbesondere wird der Wert des 1-Ausdrucks KLAFI mit vorbestimmten Ober- und Untergrenzwerten LAFIH und LAFIL verglichen. Wenn der KLAFI-Wert größer als der vorbestimmte höhere Grenzwert LAFIH ist, wird der erstere auf den letzteren gesetzt, während wenn der KLAFI-Wert kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert LAFIL ist, wird der erstere auf den letzteren gesetzt.

In Schritt S221 werden der P-Ausdruck KLAFP, der 1-Ausdruck KLAFI und der D-Ausdruck KLAFD zusammenaddiert, um den Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KLAF zu berechnen, und dann wird in einem Schritt S222 der Zählerwert NITDC auf die Ausdünnvariable NI gesetzt, die aus der Verstärkungskoeffizient-Bestimmungsroutine von Fig. 42 erhalten ist, und dann wird die in der gegenwärtigen Schleife berechnete Differenz AKAF(n) in einem Schritt S223 auf den unmittelbar vorhergehenden Wert AKAF(n-1) gesetzt.

Dann wird in einem Schritt S224, ähnlich der Grenzprüfung des I-Ausdrucks KLAFI im Schritt S220, eine Grenzprüfung des Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrektukoeffizienten KLAF durchgeführt, durch Vergleich dessen berechneten Werts mit vorbestimmten Ober- und Untergrenzwerten, wonach das Programm endet.

Wenn ferner in dem Schritt S215 bestimmt wird, daß der Zählerwert NITDC nicht gleich "0" ist, geht das Programm zu einem Schritt S225 weiter, wo der Zählerwert NITDC um einen Dekrementierwert von "1" verringert wird. Dann werden in Schritten S226 bis S228 die gegenwärtigen Werte des P-Ausdrucks KLAFP, des 1-Ausdrucks KLAFI und des D-Ausdrucks KLAFD auf die jeweiligen unmittelbar vorhergehenden Werte gesetzt, und dann wird der gegenwärtige Wert KLAF in einem Schritt S229 auf den unmittelbar vorhergehenden Wert gesetzt. Ferner wird in einem Schritt S230 der gegenwärtige Wert der Differenz AKLAF auf den unmittelbar vorhergehenden Wert von diesem gesetzt, wonach das Programm endet.

[III] Zündzeitpunktregelung

Wie zuvor anhand herkömmlicher Technik beschrieben, ändert sich der optimale Zündzeitpunkt mit dem Verhältnis der Kraftstoffdampfmenge zu der der Maschine zugeführten Gesamtkraftstoffmenge, in anderen Worten, mit dem Kraftstoffeinspritzverhältnis KPUG. Daher wird in der vorliegenden Ausführung die Zündzeitpunktregelung in einer Weise durchgeführt, die auf das Kraftstoffeinspritzverhältnis KPUG anspricht.

Fig. 44 zeigt eine Zündzeitpunktbestimmungsroutine, die synchron mit der Erzeugung jedes OT-Signalimpulses durchgeführt wird.

Zuerst wird in einem Schritt S191 bestimmt, ob das vorgenannte Flag FVTEC gleich "0" ist oder nicht, d.h., ob die Ventilsteuerung auf Niederdrehzahl V/T gesetzt ist. Wenn FVTEC = 0, d.h. wenn die Ventilsteuerung als Niederdrehzahl V/T gewählt ist, geht das Programm zu einem Schritt S242 weiter, wo ein für Niederdrehzahl V/T geeigneter Basiszündzeitpunkt θIGM durch Abfrage eines θIG-Kennfelds bestimmt wird, das für Niederdrehzahl V/T geeignet ist. Wenn andererseits FVTEC = "1", d.h. wenn die Ventilsteuerung als Hochdrehzahl V/T gewählt ist, geht das Programm zu einem Schritt S243 weiter, wo ein für Hochdrehzahl V/T geeigneter Basiszündzeitpunkt θIGM durch Abfrage eines θIG-Kennfelds bestimmt wird, das für Hochdrehzahl V/T geeignet ist. Das θIG-Kennfeld, das in dem ROM des Speichermittels 5c gespeichert ist, besteht aus zwei Kennfeldem, einem für Niederdrehzahl VIT geeigneten θIGM-Kennfeld und einem für Hochdrehzahl V/T geeigneten θIGMH-Kennfeld, und der Basiszündzeitpunkt θIGM wird durch Abfrage des θIG-Kennfelds bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Dann wird in einem Schritt S244 ein Kraftstoffeinspritzverhältnis-abhängiger Korrekturkoeffizient θIGPUT durch Abfrage einer θIGPU-Tabelle bestimmt.

Die θIGPU-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 45 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte θIGPUT0 bis θIGPUT4 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten KPUG0 bis KPUG4 des Kraftstoffeinspritzverhältnisses KPUG entsprechen.

Wie aus Fig. 45 ersichtlich, ist die θIGPU-Tabelle derart gesetzt, daß der θIGPUT-Wert einen kleineren Wert einnimmt, wenn das Kraftstoffeinspritzverhältnis KPUG zunimmt. Der Kraftstoffeinspritzverhältnis-abhängige Korrekturkoeffizient θIGPUT wird durch Abfrage der θIGPU-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Somit wird der Zündzeitpunkt durch Setzen des Korrekturkoeffizienten θIGPUT auf einen größeren Wert in eine Spätrichtung auf einen größeren Winkel korrigiert, wenn das Kraftstoffeinspritzverhältnis KPUG kleiner wird, d.h. wenn das Dampf-Kraftstoff-Verhältnis größer wird.

Dann wird in einem Schritt S245 ein Maschinenkühlmitteltemperatur-abhängiger Korrekturkoeffizient KIGRTW durch Abfrage einer KIGRTW-Tabelle bestimmt.

Die KIGRTW-Tabelle ist, beispielsweise wie in Fig. 46 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KIGRTW0 bis KIGRTWS in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten TW0 bis TW7 der Maschinenkühlmitteltemperatur TW entsprechen.

Wie aus Fig. 46 ersichtlich, ist die KIGRTW-Tabelle derart gesetzt, daß der Korrekturkoeffizient KIGRTW auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW höher wird. Der Maschinenkühlmitteltemperatur-abhängige Korrekturkoeffizient KIGRTW wird durch Abfrage der KIGRTW-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

Somit wird der Zündzeitpunkt durch Setzen des Korrekturkoeffizienten KIGRTW auf einen größeren Wert in der Spätrichtung auf einen größeren Winkel korrigiert, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW sinkt.

Dann wird in einem Schritt S246 ein Einlaßdruck-abhängiger Korrekturkoeffizient KIGRPB durch Abfrage einer KIGRPB-Tabelle bestimmt.

Das KIGRPB wird, beispielsweise wie in Fig. 47 gezeigt, so gesetzt, daß Tabellenwerte KIGRPB0 bis KIGRPB1 in einer Weise vorliegen, die vorbestimmten Werten PBAO0 bis PBA3 des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA entsprechen. Der Einlaßdruck-abhängige Korrekturkoeffizient KIGRPB wird durch Abfrage der KIGRPB-Tabelle bestimmt, und, falls erforderlich, zusätzlich durch Interpolation.

In einem Schritt S247 wird der Spätkorrekturkoeffizient θIGPUR unter Verwendung von Gleichung (37) berechnet:

θIGPUR = θIGPUT x KIGRTW x KIGRPB .... (37)

Dann werden in einem Schritt S248 andere Korrekturkoeffizienten θIGCR, wie etwa ein Frühkorrekturkoeffizient, berechnet, und schließlich wird der Zündzeitpunkt θIG unter Verwendung von Gleichung (38) in einem Schritt S249 berechnet, wonach das Programm endet:

θIG = θIGM + θIGCR - θIGPUR .... (38)

Somit wird der Zündzeitpunkt auf Basis des Kraftstoffeinspritzverhältnisses KPUG und der Maschinenkühlmitteltemperatur TW in die Spätrichtung korrigiert, und die Kerzenzündung der Zylinder wird mit dem korrigierten optimalen Zündzeitpunkt bewirkt, was es möglich macht, eine Verschlechterung der Abgasemissionscharakteristiken und der Laufeigenschaften der Maschine zu verhindern, auch wenn eine große Menge von Kraftstoffdampf der Brennkammer der Maschine 1 zugeführt wird.

Fig. 48 zeigt ein Beispiel von Abgasemissionscharakteristiken, die durch die vorliegende Ausführung erreicht werden, aufgetragen im Vergleich mit denen herkömmlicher Technik.

Wie aus Fig. 48 klar zu sehen, kann die vorliegende Ausführung die HC-Emission auf c ppm reduzieren, wenn die Emission von NOX a ppm ist, während unter dem gleichen NOX-Emissionszustand die herkömmliche HC-Emission b beträgt. Ferner kann die vorliegende Ausführung die NOX-Emission auf f ppm reduzieren, wenn die HC-Emission d ppm ist, während unter dem gleichen HC- Emissionszustand die herkömmliche NOX-Emlssion e beträgt. Die vorliegende Erfindung hat somit gegenüber der herkömmlichen Technik bessere Emissionscharakteristiken.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung die Korrekturkoeffizienten θIGPUT, KIGRTW, KIGRPB und θIGCR gemeinsam für Niederdrehzahl V/T und Hochdrehzahl V/T verwendet werden, können sie bei Bedarf auch getrennt in Abhängigkeit von der gewählten Niederdrehzahl V/T und Hochdrehzahl VIT bestimmt werden.


Anspruch[de]

1. Regelsystem für eine Brennkraftmaschine (1), umfassend: eine Einlaßpassage (2) mit einer Innenwandfläche, einen Kraftstofftank (41), zumindest ein Kraftstoffeinspritzventil (6), zumindest eine Brennkammer sowie ein Dampfemissionsregelsystem (10), wobei das Dampfemissionregelsystem (10) einen Behälter (43) zur Adsorption von in dem Kraftstofftank (41) entstehendem Kraftstoffdampf, eine Spülpassage (9), die zwischen der Einlaßpassage und dem Behälter (43) angeschlossen ist, einen in der Spülpassage (9) angeordneten Durchflußmesser (46) zum Erzeugen einer Ausgabe, die eine Flußrate von Gas bezeichnet, das den Kraftstoffdampf enthält und durch die Spülpassage (9) in die Einlaßpassage (2) gespült wird, sowie ein Spülsteuerventil (47) zum Steuern der Flußrate des Gases aufweist, wobei das Regelsystem umfaßt:

ein Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53) zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine (1) einschließlich zumindest der Drehzahl der Maschine (1) und der Belastung der Maschine;

ein Spülflußraten-Berechnungsmittel (S58) zum Berechnen eines Werts der Flußrate des Gases auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53);

ein Konzentrationsberechnungsmittel (S60) zum Berechnen der Konzentration von in dem Gas enthaltenem Kraftstoffdampf auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Spülflußraten-Berechnungsmittel (S58) und der Ausgabe von dem Durchflußmesser (46);

ein Spülgasvolumen-Berechnungsmittel (S61) zum Berechnen eines über eine vorbestimmte Zeitperiode gespülten Volumens des Gases, auf Basis der Ausgabe von dem Durchflußmesser (46);

ein Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas (S80, S81, S82) zum Berechnen eines Parameters, der dynamische Charakteristiken des Gases bezeichnet, auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53);

ein erstes Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S83) zum Berechnen einer Gesamtkraftstoffdampfmenge, die während eines gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) aus dem Behälter (43) in die Einlaßpassage (2) gespült wird, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas (S80, S81, S82) und Ergebnissen der Berechnung durch das Konzentrations-Berechnungsmittel (S60);

ein zweites Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S84) zum Berechnen einer Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) der Brennkammer der Maschine (1) zugeführt wird, auf Basis der durch das erste Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S83) berechneten Gesamtkraftstoffdampfmenge und des durch das Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas (S80, S81, S82) berechneten Parameters, der dynamische Charakteristiken des Gases bezeichnet; und

ein Soll-Kraftstoffmengen-Bestimmungsmittel (S92, S96) zum Bestimmen einer von jedem des zumindest einen Kraftstoffeinspritzventils (6) einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das zweite Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S84), wobei das Bestimmungsmittel für dynamische Charakteristiken von Spülgas (S80, S81, S82) ein Zeitverzögerungs-Berechnungsmittel (S80) umfaßt, um eine Zeitverzögerung zu berechnen, die erforderlich ist, damit der aus dem Behälter (43) gespülte Kraftstoffdampf nach Verlassen des Behälters (43) die Brennkammer erreicht, ein Direkt-Kraftstoffdampf zufuhrmengen-Berechnungsmittel (S81) zum Schätzen einer der Brennkammer direkt zugeführten Kraftstoffdampfmenge aus einer Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) in die Einlaßpassage (2) gespült wird, sowie ein Abführ-Kraftstoffdampfzufuhrmengen-Berechnungsmittel (S82) zum Schätzen einer Kraftstoffdampfmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) von dem in der Spülpassage (9) und in der Einlaßpassage (2) verbliebenen Kraftstoffdampf in die Brennkammer abgeführt wird.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, in dem das Direkt-Kraftstoffdampfzufuhrmengen-Berechnungsmittel (S81) und das Abführ-Kraftstoffdampf zufuhrmengen-Berechnungsmittel (S82) jeweils die der Verbrennung direkt zugeführte Kraftstoffdampfmenge bzw. die Kraftstoffdampfmenge, die von dem in der Spülpassage (9) und in der Einlaßpassage (2) verbliebenen Kraftstoffdampf in die Brennkammer abgeführt wird, in Abhängigkeit von der durch das Zeitverzögerungs-Berechnungsmittel (S80) berechneten Zeitverzögerung schätzen.

3. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer in die Einlaßpassage (2) einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53), ein erstes Luftmengen-Berechnungsmittel (S93) zum Berechnen einer ersten Luftmenge, die während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) in die Brennkammer gesaugt wird, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel, ein zweites Luftmengen-Berechnungsmittel (S94) zum Berechnen einer zweiten Luftmenge, die zum Verbrennen des im gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1) der Brennkammer zugeführten Kraftstoffdampf erforderlich ist, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das zweite Luftmengen-Berechnungsmittel (S94), eines für die Maschine (1) erforderlichen vorbestimmten Überschußluftverhältnisses und eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisses des Kraftstoffdampfs, sowie ein drittes Luftmengen-Berechnungsmittel (S95) zum Berechnen einer dritten Luftmenge durch Substrahieren der durch das zweite Luftmengen-Berechnungsmittel (S94) berechneten zweiten Luftmenge von der durch das erste Luftmengen-Berechnungsmittel (S93) berechneten ersten Luftmenge; und

wobei das Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel (S92, S96) die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das dritte Luftmengen-Berechnungsmittel (S95) bestimmt.

4. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: ein Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff (S105) zum Berechnen eines Parameters, der dynamische Charakteristiken von aus dem Kraftstoffeinspritzventil (6) eingespritztem Kraftstoff bezeichnet, und wobei das Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel (S92, S96) ein Sollkraftstoffmengen-Korrekturmittel (S92, S96) umfaßt, um die der Brennkammer zuzuführende Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff (S105) zu korrigieren.

5. Regelsystem nach Anspruch 4, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel (S161) zum Berechnen eines Verhältnisses von eingespritztem Kraftstoff zu einer der Brennkammer zugeführten Gesamtkraftstoffmenge, und wobei das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff (S161) ein erstes Korrekturmittel für dynamische Charakteristiken (S166, S167) umfaßt, um den Parameter, der dynamische Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs bezeichnet, auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel (S161) zu korrigieren.

6. Regelsystem nach Anspruch 4 oder 5, in dem die Maschine (1) ein Abgasrückführsystem zum Rückführen eines Teils von Abgasen aus der Maschine (1) zu der Einlaßpassage (2) umfaßt, und in dem das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff (S161) ein zweites Korrekturmittel für dynamische Charakteristiken umfaßt, um den Parameter, der dynamische Charakteristiken des eingespritzten Kraftstoffs bezeichnet, auf Basis einer Rückführrate des Abgases durch das Abgasrückführsystem zu korrigieren.

7. Regelsystem nach Anspruch 4, 5 oder 6, in dem das Berechnungsmittel für dynamische Charakteristiken von eingespritztem Kraftstoff (S161) umfaßt:

ein Direkt-Kraftstoffzufuhrverhältnis-Berechnungsmittel (S166) zum Schätzen einer der Brennkammer direkt zugeführten Kraftstoffeinspritzmenge zu einer während des gegenwartigen Betriebszyklus der Maschine aus dem Kraftstoffeinspritzventil (6) eingespritzten Gesamtkraftstoffmenge, sowie ein Abführ-Kraftstoffzufuhrverhältnis-Berechnungsmittel (S167) zum Berechnen eines Verhältnisses einer Kraftstoffmenge, die von an der Innenwandfläche der Einlaßpassage (2) anhaftendem Kraftstoff abgeführt wird, zu einer an der Innenwandfläche der Einlaßpassage haftenden Gesamtkraftstoffmenge, während des gegenwärtigen Betriebszyklus der Maschine (1).

8. Regelsystem nach Anspruch 1, in dem das Gas, das den aus dem Behälter (43) gespülten Kraftstoffdampf enthält, zusammen mit dem durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) eingespritzten Kraftstoff der Brennkammer zur Verbrennung zugeführt wird,

wobei das Regelsystem umfaßt:

ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Erfassungsmittel (S191) zum Erfassen eines Ist-Luft-Kraftstoffverhältnisses eines der Maschine (1) zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches;

ein Betriebszustand-Erfassungsmittel (12, 15, 18, 53) zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine (1) einschließlich zumindest der Drehzahl der Maschine (1) und der Belastung der Maschine (1);

ein Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel (S194, S198) zum Berechnen eines Soll-Luft-Kraftstoffverhältnisses des der Maschine (1) zuzuführenden Luft-Kraftstoffgemisches auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustand-Erfassungsmittel (12, 15, 18, 53);

ein Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel (S202) zum Berechnen eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten zur Korrektur des Soll-Luft-Kraftstoffverhältnisses unter Rückkopplung in Antwort auf das durch das Luft-Kraftstoffverhältnis-Erfassungsmittel (S191) erfaßte Ist-Luft-Kraftstoffverhältnis;

ein Sollkraftstoffzufuhrmengen-Berechnungsmittel (S161) zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Sollkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustand-Erfassungsmittel (12, 15, 18, 53); und

ein Ist-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel (S232) zum Berechnen eines Verhältnisses einer der Brennkammer zugeführten Istkraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Sollkraftstoffmenge unter Berücksichtigung zumindest einer der Brennkammer zugeführten Kraftstoffdampfmenge;

wobei das Korrekturkoeffizient-Berechnungsmittel (S202) ein Änderungsraten-Setzmittel (S233) aufweist, um eine Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten auf Basis von Ergebnissen der Berechnung des Ist-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittels (S232) zu setzen.

9. Regelsystem nach Anspruch 8, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel (S166) zum Berechnen eines Verhältnisses einer durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) eingespritzten Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zugeführten Gesamtkraftstoffmenge ein Abführ- Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel (S167) zum Berechnen eines Verhältnisses einer Kraftstoffmenge, die von an der Innenwandf läche der Einlaßpassage (2) anhaftendem Kraftstoff abgeführt wird, zu einer an der Innenwandfläche anhaftenden Gesamtkraftstoffmenge, und in dem das Ist-Kraftstoffverhältnis-Berechnungsmittel (S232) das Ist-Kraftstoffverhältnis auf Basis des Verhältnisses des eingespritzten Kraftstoffs und des Verhältnisses der abgeführten Kraftstoffmenge berechnet.

10. Regelsystem nach Anspruch 9, umfassend: ein Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53), ein Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S84) zum Berechnen einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge, sowie ein Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel (S92, S96) zum Bestimmen einer durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S84) und

in dem das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel (S166) das Verhältnis von eingespritztem Kraftstoff auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel und Ergebnissen der Bestimmung durch das Sollkraftstoffmengen-Bestimmungsmittel (S92, S96) berechnet.

11. Regelsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, in dem das Dampfemissionsregelsystem (10) einen in der Spülpassage (9) angeordneten Durchflußmesser (46) aufweist und in dem die der Brennkammer zugeführte Kraftstoffdampfmenge zumindest auf Basis einer Ausgabe von dem Durchflußmesser (46) bestimmt wird.

12. Regelsystem nach Anspruch 1, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel (S166) zum Berechnen eines Verhältnisses einer durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge;

ein Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53) zum Erfassen von Betriebszuständen der Maschine (1) einschließlich zumindest einer Maschinenkühlmitteltemperatur; und

ein Zündzeitpunkt-Steuermittel (S249) zum Steuern des Zündzeitpunkts der Maschine (1) auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffeinspritzverhältnis- Berechnungsmittel (S166) und Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53).

13. Regelsystem nach Anspruch 12, in dem das Betriebszustand- Erfassungsmittel (12, 15, 18, 53) ein Maschinendrehzahlerfassungsmittel zum Bestimmen der Drehzahl der Maschine (1) sowie ein Lastbestimmungsmittel zum Erfassen einer Belastung der Maschine (1) umfaßt,

wobei das Regelsystem ein Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen einer der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Erfassung durch das Betriebszustanderfassungsmittel (12, 15, 18, 53), ein Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (S84) zum Berechnen einer in die Brennkammer gesaugten Kraftstoffdampfmenge sowie ein Sollkraftstoffmengen-Berechnungsmittel (S92, S96) zum Berechnen einer durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Kraftstoffdampfmengen-Berechnungsmittel (584) umfaßt,

wobei das Kraftstoffeinspritzverhältnis -Berechnungsmittel (S166) das Verhältnis der durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge auf Basis von Ergebnissen der Berechnung durch das Gesamtkraftstoffmengen-Berechnungsmittel und Ergebnissen der Berechnung durch das Sollkraftstoffmengen-Berechnungsmittel (S92, S96) berechnet.

14. Regelsystem nach Anspruch 12 oder 13, in dem das Dampfemissionsregelsystem (10) einen in der Spülpassage (9) angeordneten Durchflußmesser (46) aufweist, wobei das Kraftstoffeinspritzverhältnis-Berechnungsmittel (S166) das Verhältnis der durch das Kraftstoffeinspritzventil (6) einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu der der Brennkammer zuzuführenden Gesamtkraftstoffmenge zumindest auf Basis einer Ausgabe von dem Durchflußmesser (46) berechnet.







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