-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine
mit einer Zylinderinneneinspritzung, die Kraftstoff direkt in einen
Zylinder einspritzt.
-
In
der Vergangenheit ist eine Anforderung für einen Verbrennungsmotor mit
einer Zylinderinneneinspritzung (Verbrennungsmotor mit einer Direkteinspritzung),
die die Merkmale eines niederen Kraftstoffverbrauchs, niederer Abgasemission
und hoher Leistung aufweist, stark gestiegen. Ein zum Beispiel in
JP 3186373 beschriebener
Verbrennungsmotor mit einer Zylinderinneneinspritzung führt eine
Teileinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in Teilmengen in
einen Zylinder in mehreren Einspritzvorgängen in einem Einlasshub während eines
Zeitraums mit einer niederen Drehzahl aus. Somit kann, selbst in
einem Zustand, in dem ein Einlassdurchfluss während des Zeitraums mit einer
niederen Drehzahl abnimmt, ein Gasgemisch im Zylinderinneren, das
heißt ein
Mischzustand von Einlassluft und eingespritztem Kraftstoff in einem
Zylinder, durch die Teileinspritzung homogenisiert sein.
-
Ein
bekannter Verbrennungsmotor weist eine Abgasrückführungsvorrichtung zum Regulieren einer
externen EGR-Menge (Menge von Abgas, die zu einem Einlasssystem
rückgeführt wird)
mit dem Ziel auf, um zum Beispiel eine Emission zu reduzieren. Wenn
die externe EGR-Menge erhöht
wird, neigt das Gasgemisch im Zylinderinneren dazu, heterogen zu
werden, und ein Verbrennungszustand neigt dazu, sich zu verschlechtern.
Daher reguliert ein zuverlässiger
Verbrennungsmotor eine Drallströmungsintensität in dem
Zylinder mit einem Drallsteuerventil, um das Gasgemisch im Zylinderinneren
zu homogenisieren, und um die Verschlechterung des Verbrennungszustands
zu verhindern. Ein zuverlässiger
Verbrennungsmotor mit der Abgasrückführungsvorrichtung
und dem Drallsteuerventil reduziert eine Abgasrückführungsrate, das heißt die externe
EGR-Menge, wenn das Drallsteuerventil nicht ordnungsgemäß betrieben
wird, wie zum Beispiel in
JP
2674445 beschrieben ist.
-
Mit
dem Ziel einer Emissionsreduktion und dergleichen weist ein zuverlässiger Verbrennungsmotor
mit einer Zylinderinnereinspritzung eine Abgasrückführungsvorrichtung zum Regulieren
der externen EGR-Menge, eine variable Ventilzeitgebungsvorrichtung
zum Regulieren einer internen EGR-Menge (Menge von Verbrennungsgas,
die in dem Zylinder verbleibt) durch Verändern eines Ventilüberlappungsbetrags,
eine Kraftstoffdampfemissionsabführvorrichtung
zum Regulieren einer Kraftstoffdampfemissionsabführmenge (Menge einer Kraftstoffdampfemission,
die zu dem Einlasssystem abgeführt
wird) und dergleichen auf. In diesem Verbrennungsmotor mit einer
Zylinderinneneinspritzung, wenn die externe EGR-Menge, die interne EGR-Menge
oder die Kraftstoffdampfemissionsabführmenge sich erhöht, ist
es möglich,
dass das Gasgemisch im Zylinderinneren heterogen wird und sich der
Verbrennungszustand verschlechtert, wodurch sich ein Fahrverhalten
verschlechtert.
-
Die
in
JP 3186373 beschriebene
Technologie führt
die Teileinspritzung während
des Zeitraums mit einer niederen Drehzahl des Verbrennungsmotors
mit einer Zylindereinspritzung aus, um zu verhindern, dass das Gasgemisch
im Zylinderinneren wegen der Abnahme des Einlassdurchfluss während des
Zeitraums mit einer niederen Drehzahl heterogen wird. Jedoch kann
die Technologie nicht den Verbrennungszustand verbessern, wenn das
Gasgemisch im Zylinderinneren heterogen wird, und der Verbrennungszustand
verschlechtert sich aufgrund der Erhöhung der externen EGR-Menge,
der internen EGR-Menge
oder der Kraftstoffdampfemissionsabführmenge.
-
Die
in
JP 2674445 beschriebene
Technologie reduziert die externe EGR-Menge, wenn das Drallsteuerventil
anormal wird (steuert). Jedoch kann in dem Verbrennungsmotor mit
einer Zylinderinneneinspritzung der Verbrennungszustand durch bloßes Reduzieren
der externen EGR-Menge nicht ausreichend verbessert werden, wenn
das Gasgemisch im Zylinderinneren heterogen wird, und der Verbrennungszustand
verschlechtert sich aufgrund der Abnormalität des Drallsteuerventils.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät einer
Brennkraftmaschine mit einer Zylinderinneneinspritzung vorzusehen,
das in der Lage ist, einen Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors
wirksam zu verbessern, und gleichzeitig eine niedere Emission und ein
erstklassiges Fahrverhalten zu erreichen.
-
Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine
mit einer Zylinderinneneinspritzung, die Kraftstoff direkt in einen
Zylinder einspritzt, eine Verbrennungszustandsbestimmungsvorrichtung
und eine Teileinspritzsteuervorrichtung auf. Die Verbrennungszustandsbestimmungsvorrichtung
bestimmt einen Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors. Die Teileinspritzsteuervorrichtung führt eine Teileinspritzung
zum Einspritzen des Kraftstoffs in Teilmengen in jeden Zylinder
in mehreren Einspritzvorgängen
während
eines Takts bzw. Zyklus des Zylinders aus, wenn eine Verschlechterung
des Verbrennungszustands auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses
der Verbrennungszustandsbestimmungsvorrichtung gemessen oder vorhergesagt
wird. Durch die Teileinspritzung wird eine feuchte Menge des eingespritzten
Kraftstoffs (Kraftstoffmenge, die an einer Wandfläche eines
Zylinderinneren, einen Kolben und dergleichen anhaftet) reduziert,
um eine Zerstäubung
des eingespritzten Kraftstoffs zu beschleunigen bzw. zu fördern. Gleichzeitig wird
ein Gasgemisch im Zylinderinneren, das heißt, ein Mischzustand von Einlassluft
und eingespritztem Kraftstoff in dem Zylinder homogenisiert. Somit
wird der Verbrennungszustand verbessert. Durch Ausführen der
Teileinspritzung, wenn die Verschlechterung des Verbrennungszustands
gemessen oder vorhergesagt wird, kann der Verbrennungszustand durch die
Teileinspritzung selbst in dem Fall verbessert werden, in dem sich
zum Beispiel der Verbrennungszustand aufgrund der Erhöhung der
externen EGR-Menge verschlechtert. Somit kann gleichzeitig eine
niedrige Emission und ein erstklassiges Fahrverhalten erreicht werden.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bestimmt das Kraftstoffeinspritzsteuergerät den Verbrennungszustand
auf der Grundlage eines Betriebszustands von zumindest einer von
einer Abgasrückführungssteuervorrichtung, die
eine externe Abgasrückführungsmenge
steuert, einer variablen Ventilvorrichtung, die eine Ventilöffnungs-
und Schließcharakteristik
eines Einlassventils und/oder eines Abgasventils verändert, einer
Abführsteuervorrichtung, die
eine Kraftstoffdampfemissionsabführmenge
steuert, die zu dem Einlasssystem abgeführt wird, und einer Luftströmungssteuervorrichtung,
die eine Luftströmung
steuert, die in dem Zylinder erzeugt wird. Somit kann genau vorhergesagt
werden, ob sich der Verbrennungszustand verschlechtert.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bestimmt das Kraftstoffeinspritzsteuergerät den Verbrennungszustand
auf der Grundlage von zumindest einem/einer von einem Kraftstoffdruck,
der durch einen Kraftstoffdrucksensor gemessen wird, und einer Kühlwassertemperatur,
die durch einen Kühlwassertemperatursensor
gemessen wird.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bestimmt das Kraftstoffeinspritzsteuergerät den Verbrennungszustand
durch Messen einer Information, die sich mit dem Verbrennungszustand
wie zum Beispiel einem Zylinderinnendruck (Kraftstoffdruck), Verbrennungsionenstrom oder
einer Verbrennungsmotordrehzahlschwankung verändert.
-
Gemäß einem
weiterem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erhöht das Kraftstoffeinspritzsteuergerät ein Verhältnis einer
Einspritzmenge eines ersten Einspritzvorgangs in der Teileinspritzung,
da sich ein Verschlechterungsgrad des bestimmten Verbrennungszustand
erhöht.
Der erste Einspritzvorgang in der Teileinspritzung weist einen relativ
langen Kraftstoffzerstäubungszeitraum
auf. Daher wird ein Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs verbessert, und der Verbrennungszustand
wird sicher verbessert.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung verlängert das
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
einen Einspritzintervall der Einspritzvorgänge in der Teileinspritzung,
da sich der Verschlechterungsgrad des bestimmten Verbrennungszustands
erhöht.
Somit kann ein anschließender
Einspritzvorgang ausgeführt
werden, nachdem die Zerstäubung
des Kraftstoffs, der in dem vorangehenden Einspritzvorgang eingespritzt
wird, zu einem gewissen Grad fortschreitet. Als Ergebnis wird der Zerstäubungszustand
des einspritzten Kraftstoffs verbessert.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erhöht das Kraftstoffeinspritzsteuergerät die Zahl
der Einspritzvorgänge
in der Teileinspritzung, da sich der Verschlechterungsgrad des bestimmten
Verbrennungszustands erhöht. Somit
wird ein Mischeffekt eines Gasgemisches im Zylinderinneren verbessert,
und der Verbrennungszustand kann sicher verbessert werden.
-
Gemäß noch einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung führt das
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
die Teileinspritzung durch, wenn bestimmt wird, dass eine Abnormalität in zumindest einer/einem
von der Abgasrückführungssteuervorrichtung,
der variablen Ventilvorrichtung, der Abführsteuervorrichtung, der Luftströmungssteuervorrichtung
und einem Hochdruckkraftstoffsystem besteht.
-
Merkmale
und Vorteile von Ausführungsbeispielen
sowie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile
werden aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, der
angefügten
Ansprüche
und der Zeichnungen verstanden, die alle einen Teil dieser Anmeldung
bilden. In den Zeichnungen:
-
1 ist
ein schematisches Abbild, das ein Verbrennungsmotorsteuersystem
gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein Abbild, das ein Einspritzmuster gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
-
3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
-
4 ist
ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Einspritzmengenberechnungsroutine
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
-
5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Einspritzzeitgebungsberechnungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
-
6 ist
ein Abbild, das ein Teilverhältniskennfeld
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
-
7 ist
ein Abbild, das ein Einspritzintervallkennfeld gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
-
8 ist
ein Abbild, das ein Einspritzanzahlkennfeld gemäß einem modifizierten Beispiel
des Ausführungsbeispiels
von 1 zeigt;
-
9 ist
ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine
gemäß einem zweiten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 ist
ein charakteristisches Abbild, das ein Verhältnis zwischen einer EGR-Menge
und einer Verbrennungsschwankung zeigt;
-
11 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Verhalten der Verbrennungsschwankung zeigt,
wenn ein Luftströmungssteuerventil öffnet;
-
12 ist
ein charakteristisches Abbild, das ein Verhältnis zwischen einem Kraftstoffdruck
und der Verbrennungsschwankung zeigt; und
-
13 ist
ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine
gemäß einem
dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Bezogen
auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsteuersystem gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Luftfilter 13 ist
an dem stromaufwärtigsten
Abschnitt einer Einlassleitung 12 einer Brennkraftmaschine 11 mit
einer Zylinderinneneinspritzung (einem Verbrennungsmotor mit einer
Zylinderinneneinspritzung) vorgesehen. Ein Luftströmungsmesser 14 zum
Messen einer Einlassluftmenge ist stromabwärtig des Luftfilters 13 vorgesehen.
Ein Drosselventil 16, dessen Öffnungsgrad durch einen Motor 15 reguliert
wird, und ein Drosselöffnungsgradsensor 17 zum
Messen des Öffnungsgrads
des Drosselventils 16 (Drosselöffnungsgrad) sind stromabwärtig des Luftströmungsmessers 14 vorgesehen.
-
Ein
Ausgleichbehälter 18 ist
stromabwärtig des
Drosselventils 16 vorgesehen. Ein Einlassleitungsdrucksensor 19 zum
Messen eines Einlassleitungsdrucks ist an dem Ausgleichbehälter 18 vorgesehen.
Der Ausgleichbehälter 18 ist
mit einem Einlassverteiler 20 zum Einführen von Luft in zugeordnete
Zylinder des Verbrennungsmotors 11 vorgesehen. Luftströmungssteuerventile 31 der
zugeordneten Zylinder sind in dem Einlassverteiler 20 vorgesehen. Das
Steuerventil 31 steuert eine Luftströmungsintensität (Drallströmungsintensität oder Drehströmungsintensität) in dem
Zylinder.
-
Ein
Kraftstoffeinspritzventil 21 ist an einem oberen Abschnitt
von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 11 zum direkten
Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder vorgesehen. Eine Zündkerze 22 ist
für jeden
Zylinder in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 11 montiert.
Die Zündkerze 22 stößt einen
Funken aus, um ein Gasgemisch in dem Zylinder zu entzünden. Ein
Einlassventil 37 und ein Abgasventil 38 des Verbrennungsmotors 11 weisen jeweils
variable Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40 zum
variablen Verändern
einer Öffnungs-
und Schließzeitgebung
des Einlassventils 37 und des Abgasventils 38 auf.
-
Ein
Klopfsensor 32 zum Messen eines Klopfens und ein Kühlwassertemperatursensor 23 zum Messen
einer Kühlwassertemperatur
sind an einem Zylinderblock des Verbrennungsmotors 11 angebracht.
Ein Kurbelwinkelsensor 24 zum Ausgeben eines Impulssignals,
jedes Mal wenn eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle sich um einen vorbestimmten Kurbelwinkel
dreht, ist radial außerhalb
der Kurbelwelle vorgesehen. Ein Kurbelwinkel und eine Verbrennungsmotordrehzahl
werden auf der Grundlage des Ausgabesignals des Kurbelwinkelsensors 24 gemessen.
-
Ein
stromaufwärtiger
Katalysator 26 und ein stromabwärtiger Katalysator 27 zum
Reinigen von Abgas sind in einer Abgasleitung 25 des Verbrennungsmotors 11 vorgesehen.
Ein Abgassensor 28 (Luft-Kraftstoffverhältnissensor, Sauerstoffsensor oder
desgleichen) zum Messen eines Luft-Kraftstoffverhältnisses, eines fetten/mageren
Zustands und dergleichen des Abgases sind stromaufwärtig des stromaufwärtigen Katalysators 26 vorgesehen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist ein Drei-Wege-Katalysator
zum Reinigen von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff, Stickoxiden und
dergleichen in dem Abgas nahe einem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis als
der stromaufwärtige
Katalysator 26 vorgesehen. Ein Stickoxidokklusionsreduktionskatalysator
ist als der stromabwärtige
Katalysator 27 vorgesehen. Der Stickoxidokklusionsreduktionskatalysator 27 okkludiert
die Stickoxide, die in dem Abgas beinhaltet sind, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des
Abgases mager ist. Der Stickoxidokklusionsreduktionskatalysator 27 reduziert,
reinigt und gibt die okkludierten Stickoxide ab, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis sich
dem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis nähert oder
fett wird.
-
Eine
EGR-Leitung 33 zum Rückführen eines Teils
des Abgases zu einer Einlassseite ist zwischen der Abgasleitung 25 stromabwärtig des
stromaufwärtigen
Katalysators 26 und dem Ausgleichbehälter 18 stromabwärtig des
Drosselventils 16 in der Einlassleitung 12 verbunden.
Ein EGR-Ventil 34 zum Steuern einer externen Abgasrückführungsmenge
(externen EGR-Menge) ist in der EGR-Leitung 33 vorgesehen. Ein Beschleunigungssensor 36 misst
einen Andrückbetrag
(Beschleunigerposition) eines Beschleunigerpedals 35. Eine
Kraftstoffdampfemission, die durch Verdampfung des Kraftstoffs in
einem (nicht gezeigten) Kraftstoffbehälter erzeugt wird, wird durch
einen (nicht gezeigten) Adsorptionskörper wie zum Beispiel Aktivkohlenstoff
in einem Kanister 42 durch eine Kommunikationsleitung 41 adsorbiert.
Eine Abführleitung 43 ist
zwischen dem Kanister 42 und der Einlassleitung 1 stromabwärtig des
Drosselventils 16 zum Ansaugen des verdampften Kraftstoffs,
der in dem Kanister 42 adsorbiert wird, in der Einlassleitung 12 verbunden.
Ein Abführsteuerventil 44 zum
Regulieren einer Kraftstoffdampfemissionsabführmenge ist in der Abführungsleitung 43 vorgesehen.
Die Abführungsleitung 43 kann
mit dem Ausgleichsbehälter 18 verbunden
sein.
-
Die
Ausgaben der vorstehend beschriebenen verschiedenen Sensoren werden
an einem Verbrennungsmotorsteuerkreis (Verbrennungsmotorsteuereinheit:
ECU) 30 eingegeben. Die ECU 30 besteht hauptsächlich aus
einem Mikrorechner. Die ECU 30 führt verschiedene Verbrennungsmotorsteuerprogramme
durch, die in einem eingebauten ROM (Speichermedium) gespeichert
sind. Somit steuert die ECU 30 eine Kraftstoffeinspritzmenge
des Kraftstoffeinspritzventils 21 und eine Zündzeitgebung
der Zündkerze 22 in Übereinstimmung
mit einem Verbrennungsmotorbetriebszustand und steuert die variablen
Einlass- und Abgasventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
um eine tatsächliche
Ventilzeitgebung des Einlassventils 37 und den Abgasventils 38 an eine
Sollventilzeitgebung anzupassen.
-
Die
ECU 30 schaltet zwischen einem Schichtladeverbrennungsmodus
und einem homogenen Verbrennungsmodus in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmotorbetriebszustand
(Verbrennungsmotordrehzahl, erfordertes Moment und dergleichen)
um. In dem Schichtladeverbrennungsmodus, wie in einem Teil (b) von 2 gezeigt
ist, wird eine kleine Menge von Kraftstoff direkt in den Zylinder
in einem Verdichtungshub (COMP) eingespritzt. Ein Zeichen INJ in 2 zeigt
einen Einspritzimpuls an. Zeichen INTA, COMP, EXPA und EXHA in 2 zeigen
jeweils einen Einlasshub, einen Verdichtungshub, einen Expansionshub
und einen Auslasshub von jedem Zylinder an. Somit wird ein schichtgeladenes
Gasgemisch nahe der Zündkerze 22 ausgebildet,
um eine Schichtladeverbrennung auszuführen, wodurch ein Kraftstoffverbrauch
verbessert wird. In dem homogenen Verbrennungsmodus, wie in einem Teil
(a) von 2 gezeigt ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge
erhöht
und der Kraftstoff wird direkt in den Zylinder in dem Einlasshub
(INTA) eingespritzt. Somit wird ein homogenes Gasgemisch ausgebildet, um
eine homogene Verbrennung auszuführen,
wodurch eine Verbrennungsmotorleistung verbessert wird.
-
Die
ECU 30 führt
Teileinspritzsteuerroutinen durch, die in 3 bis 5 gezeigt
sind. Wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsschwankung (zum
Beispiel eine Schwankung einer Verbrennungsmotordrehzahl) größer als
ein vorbestimmter Bestimmungswert KV während eines Betriebs des Verbrennungsmotors
ist, dann bestimmt die ECU 30, dass der Verbrennungszustand
sich verschlechtert hat und führt
eine Teileinspritzung zum Einspritzen des Kraftstoffs in Teilmengen
in jeden Zylinder in mehreren Einspritzvorgängen während eines Takts bzw. Zyklus
des Zylinders aus. Die Teileinspritzung beschleunigt eine Zerstäubung des
eingespritzten Kraftstoffs durch Reduzieren einer feuchten Menge des
eingespritzten Kraftstoffs (Kraftstoffmenge, die an einer Wandfläche eines
Zylinderinneren oder einem Kolben anhaftet) und homogenisiert das
Gasgemisch im Zylinderinneren (Mischzustand der Einlassluft und
des eingespritzten Kraftstoffs in dem Zylinder), wodurch der Einspritzzustand
verbessert wird.
-
Ein
Einspritzmuster der Teileinspritzung kann in Übereinstimmung mit dem Verbrennungsmotorbetriebszustand,
dem Verbrennungsmodus und dergleichen beliebig verändert werden.
Zum Beispiel wird das Einspritzmuster aus Einspritzmustern ausgewählt, die
in Teilen (c) bis (f) von 2 gezeigt sind.
Das Einspritzmuster, das in dem Teil (c) von 2 gezeigt
ist, spritzt den Kraftstoff einmal in dem Einlasshub (INTA) ein,
und danach wird der Kraftstoff einmal in dem Verdichtungshub (COMP)
eingespritzt. Das Einspritzmuster, das in dem Teil (d) von 2 gezeigt
ist, spritzt den Kraftstoff zweimal in dem Einlasshub (INTA) ein.
Das Einspritzmuster, das in dem Teil (e) von 2 gezeigt
ist, spritzt den Kraftstoff zweimal in dem Verdichtungshub (COMP)
ein. Das Einspritzmuster, das in dem Teil (f) von 2 gezeigt ist,
spritzt den Kraftstoff dreimal in dem Einlasshub (INTA) ein.
-
Nachstehend
ist ein Ablauf der Routinen für die
Teileinspritzungssteuerung, die durch die ECU 30 durchgeführt wird,
mit Bezug auf 3 bis 5 erläutert.
-
Die
ECU 30 führt
die Teileinspritzungsdurchführungsbestimmungsroutine,
die in 3 gezeigt ist, in einem vorbestimmten Takt bzw. Zyklus
durch, während
eine Energiequelle der ECU 30 eingeschaltet ist. Wenn die
Routine gestartet wird, bestimmt zuerst ein Schritt S101, ob zum
Beispiel die Teileinspritzung möglich
ist, auf der Grundlage, ob alle der nachstehenden Bedingungen (1)
bis (3) erfüllt
sind.
- (1) Die Verbrennungsmotordrehzahl Ne
ist innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (A) < Ne < G).
- (2) Das Verbrennungsmotormoment (die Verbrennungsmotorlast)
T ist innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (T1 < T < T2).
- (3) Das Kraftstoffeinspritzventil 21 ist normal.
-
Die
erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge reduziert sich in einem niederen
Drehzahlbereich oder einem niederen Momentenbereich (niederen Lastbereichs).
Wenn die Teileinspritzung in dem niederen Lastbereich durchgeführt wird,
wird eine Einspritzmenge pro jedem Einspritzvorgang außerordentlich
klein, und es ist möglich,
dass eine stabile Einspritzung nicht sichergestellt werden kann.
In einem hohen Drehzahlbereich oder einem hohen Momentenbereich
(hohen Lastbereich) wird ein möglicher
Einspritzzeitraum des Verbrennungsmotors 11 (Zeitraum von
einer Ventilschließzeitgebung
des Abgasventils 38 bis zu der Zündzeitgebung) außerordentlich
klein. Wenn die Teileinspritzung in dem hohen Lastbereich durchgeführt wird,
ist es möglich, dass
die mehreren Einspritzvorgänge
in dem möglichen
Einspritzzeitraum nicht vollständig
durchgeführt werden
können.
Daher werden die Bedingungen (1) und (2) festgelegt.
-
Die
Teileinspritzung wird als möglich
bestimmt, wenn alle die Bedingungen (1) bis (3) erfüllt sind.
Jedoch wird die Teileinspritzung als unmöglich bestimmt, wenn irgendeine
der Bedingungen (1) bis (3) nicht erfüllt ist.
-
Wenn
Schritt S101 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S102 voran.
Schritt S102 berechnet eine Information über die Verbrennungsschwankung CV,
zum Beispiel die Verbrennungsmotordrehzahlschwankung (Schwankung
der Verbrennungsmotordrehzahl Ne, die durch den Kurbelwinkelsensor 24 gemessen
wird, pro einem vorbestimmten Zeitraum). Alternativ kann eine Schwankung
eines Zylinderinnendrucks (Verbrennungsdrucks), der durch einen Drucksensor
gemessen wird, pro einem vorbestimmten Zeitraum als die Information über die
Verbrennungsschwankung CV berechnet werden. Alternativ kann ein
Verbrennungsionenstrom durch die Zündkerze 22 und dergleichen
gemessen werden, und die Verbrennungsschwankung CV kann auf der
Grundlage einer Schwankung des Messwerts des Verbrennungsionenstroms
gemessen werden.
-
Dann
schreitet der Ablauf zu Schritt S103 voran, in dem bestimmt wird,
ob der Verbrennungszustand sich verschlechtert hat, auf der Grundlage, ob
die Verbrennungsschwankung CV größer als
ein Bestimmungswert KV ist.
-
Wenn
Schritt S103 JA ist, wird bestimmt, dass der Verbrennungszustand
sich verschlechtert hat, und der Ablauf schreitet zu Schritt S104
voran. Schritt S104 legt den Anforderungseinspritzmodus mit dem
Teileinspritzmodus fest. Somit wird die Teileinspritzung zum Einspritzen
des Kraftstoffs in Teilmengen in jeden Zylinder in mehreren Einspritzvorgängen in
dem Einlasshub und/oder dem Verdichtungshub des Zylinders in Übereinstimmung
mit der Einspritzmenge und der nachstehend beschriebenen Einspritzzeitgebung
durchgeführt.
-
Wenn
Schritt S103 NEIN ist, wird bestimmt, dass der Verbrennungszustand
gut ist, und der Ablauf schreitet zu Schritt S105 voran. Schritt
S105 setzt den Anforderungseinspritzmodus mit einem einfachen Einspritzmodus
fest. Somit wird die normale einfache Einspritzung zum einmaligen
Einspritzen des Kraftstoffs in dem Einlasshub oder dem Verdichtungshub
durchgeführt.
-
Die
ECU 30 führt
die Einspritzmengenberechnungsroutine, die in 4 gezeigt
ist, in einem vorbestimmten Takt bzw. Zyklus aus, während die Energiequelle
der ECU 30 eingeschalten ist. Wenn diese Routine startet,
bestimmt zuerst Schritt S201, ob der Anforderungseinspritzmodus
der Teileinspritzungsmodus ist. Wenn Schritt S201 JA ist, schreitet der
Prozess zu Schritt S202 voran. Schritt S202 berechnet ein Teilverhältnis SP,
das zu der Verbrennungsschwankung CV (zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahlschwankung)
korrespondiert, in Bezug auf ein Teilverhältniskennfeld, das in 6 gezeigt
ist. Das Teilverhältnis
SP ist ein Verhältnis
einer Kraftstoffeinspritzmenge Q1 eines ersten Einspritzvorgangs
zu einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge QALL der Teileinspritzung
(Summe der Kraftstoffeinspritzmenge Q1 des ersten Einspritzvorgangs und
einer Kraftstoffeinspritzmenge Q2 eines zweiten Einspritzvorgangs
in dem Fall, in dem die Teileinspritzung zwei Einspritzvorgänge durchführt).
-
Wenn
das Teilverhältnis
SP erhöht
wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge Q1 des ersten Einspritzvorgangs,
dessen Kraftstoffzerstäubungszeitraum von
der Kraftstoffeinspritzung bis zu der Zündung lang ist, erhöht und wird
die Kraftstoffeinspritzmenge Q2 des zweiten Einspritzvorgangs, dessen
Kraftstoffzerstäubungszeitraum
kurz ist, reduziert. Somit kann der Zerstäubungsvorgang des eingespritzten
Kraftstoffs verbessert werden. Das Teilverhältniskennfeld, das in 6 gezeigt
ist, ist so festgelegt, dass das Teilverhältnis SP sich erhöht, da sich
die Verbrennungsschwankung CV (Verschlechterungsgrad des Verbrennungszustands)
erhöht.
Demgemäß wird,
da sich die Verbrennungsschwankung CV erhöht, die Kraftstoffeinspritzmenge
Q1 des ersten Einspritzvorgangs, dessen Kraftstoffzerstäubungszeitraum
lang ist, erhöht,
um den Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs zu verbessern.
-
Nachdem
das Teilverhältnis
SP berechnet ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S203 voran. Schritt S203
berechnet die erste Kraftstoffeinspritzmenge Q1 durch Multiplizieren
der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge QALL mit dem Teilverhältnis SP
(Q1 = QALL·SP).
Schritt S203 berechnet die zweite Kraftstoffeinspritzmenge Q2 durch
Subtrahieren der ersten Kraftstoffeinspritzmenge Q1 von der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge
QALL (Q2 = QALL – Q1).
-
Wenn
Schritt S201 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 204 voran.
Schritt S204 legt keine Teileinspritzung (Teilverhältnis SP
= 1) fest, und danach wird diese Routine beendet.
-
Die
ECU 30 führt
eine Einspritzzeitgebungsberechnungsroutine, die in 5 gezeigt
ist, in einem vorbestimmten Takt bzw. Zyklus aus, während die
Energiequelle der ECU 30 eingeschalten ist. Wenn diese
Routine startet, bestimmt zunächst Schritt S301,
ob ein Starten im Gange ist. Wenn Schritt S301 JA ist, schreitet
der Ablauf zu Schritt S302 voran, in dem die Einspritzzeitgebung
SOIs für den
Startzeitraum festgelegt ist.
-
Wenn
Schritt S301 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S303 voran,
in dem bestimmt wird, ob eine frühe
Katalysatoraufwärmsteuerung
im Gange ist. Wenn Schritt S303 JA ist, schreitet der Ablauf zu
Schritt S304 voran, in dem die Einspritzzeitgebung SOIw für den frühen Katalysatoraufwärmsteuerzeitraum
festgelegt wird.
-
Wenn
Schritt S303 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S205 voran,
in dem bestimmt wird, ob der Anforderungseinspritzmodus der Teileinspritzungsmodus
ist. Wenn Schritt S305 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S306
voran. Schritt S306 berechnet eine erste Kraftstoffeinspritzzeitgebung
SOI1 des ersten Einspritzvorgangs in Übereinstimmung mit dem vorliegenden
Verbrennungsmotorbetriebszustand (zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl
Ne und dem erforderlichen Moment T) in Bezug auf ein Kennfeld der
ersten Kraftstoffeinspritzzeitgebung SOI1.
-
Danach
schreitet der Ablauf zu Schritt S307 voran. Schritt S307 berechnet
einen Einspritzintervall INTV (Einspritzintervall zwischen der ersten
Kraftstoffeinspritzzeitgebung SOI1 und zweiten Kraftstoffeinspritzzeitgebung
SOI2 des zweiten Einspritzvorgangs) in Übereinstimmung mit der Verbrennungsschwankung
CV (zum Beispiel Verbrennungsmotordrehzahlschwankung) in Bezug auf
ein Kennfeld des Einspritzintervalls INTV, das in 7 gezeigt
ist.
-
Wenn
das Einspritzintervall INTV verlängert ist,
kann ein anschließender
Einspritzvorgang durchgeführt
werden, nachdem eine Zerstäubung
von Kraftstoff, der in einem vorangehenden Einspritzvorgang eingespritzt
wird, zu einem gewissen Grad fortschreitet. Somit kann der Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs verbessert werden. Daher ist das
Einspritzintervallkennfeld, das in 7 gezeigt
ist, derartig festgelegt, dass sich das Einspritzintervall INTV
verlängert,
da sich die Verbrennungsschwankung CV (Verschlechterungsgrad des
Verbrennungszustands) erhöht.
Somit ist, da sich die Verbrennungsschwankung CV erhöht, der
Einspritzintervall INTV derartig verlängert, das der anschließende Einspritzvorgang
durchgeführt
wird, nachdem die Zerstäubung
des Kraftstoffs, der in dem vorangehenden Einspritzvorgang eingespritzt
wird, zu einem gewissen Grad fortschreitet. Somit wird der Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs verbessert.
-
Nachdem
der Einspritzintervall INTV berechnet ist, schreitet der Ablauf
zu Schritt S308 voran. Schritt S308 legt die Kraftstoffeinspritzzeitgebung SOI1,
die in Schritt S306 berechnet wird, als die erste Kraftstoffspritzzeitgebung
SOI1 ohne Veränderung fest
(SOI1 = SOI1). Schritt S308 legt die zweite Kraftstoffeinspritzzeitgebung
SOI2 durch den Einspritzintervall INTV um eine Zeitgebung später als
die erste Kraftstoffeinspritzzeitgebung SOI1 fest (SOI2 = SOI1 – INTV).
-
Wenn
Schritt S305 NEIN ist, das heißt,
wenn bestimmt wird, dass der Anforderungseinspritzmodus mit dem
einfachen Einspritzmodus festgelegt ist, schreitet der Ablauf zu
Schritt S309 voran. Schritt S309 berechnet eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung SOI
eines normalen Zeitraums in Übereinstimmung mit
dem vorliegenden Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 (zum
Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl Ne und dem erforderlichen
Moment D) in Bezug auf ein Kennfeld der Kraftstoffeinspritzzeitgebung
SOI des normalen Zeitraums.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn
bestimmt wird, dass die Verbrennungsschwankung CV (zum Beispiel
die Verbrennungsmotordrehzahlschwankung) größer als der Bestimmungswert KV
ist, wird bestimmt, dass der Verbrennungszustand sich verschlechtert
hat, und die Teileinspritzung wird ausgeführt. Daher, selbst in dem Fall,
in dem der Verbrennungszustand sich durch die Erhöhung der
externen EGR-Menge, der internen EGR-Menge, der Kraftstoffdampfemissionsabführmenge
oder dergleichen verschlechtert, kann der Verbrennungszustand durch
die Teileinspritzung wirksam verbessert werden. Somit kann gleichzeitig eine
niedere Emission und ein erstklassiges Fahrverhalten erreicht werden.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da
sich die Verbrennungsschwankung CV erhöht, wird das Teilverhältnis SP
der Teileinspritzung erhöht,
und das Einspritzintervall INTV wird verlängert. Daher wird, da sich
die Verbrennungsschwankung CV (Verschlechterungsgrad des Verbrennungszustands)
erhöht,
die Kraftstoffeinspritzmenge des ersten Einspritzvorgangs, dessen
Zerstäubungszeitraum
lang ist, erhöht,
und der anschließende
Kraftstoffeinspritzvorgang wird ausgeführt, nachdem die Zerstäubung des
Kraftstoffs, der in dem ersten Einspritzvorgang eingespritzt wird,
zu einem gewissen Grad fortschreitet. Somit kann der Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs verbessert werden, und der Verbrennungszustand
kann sicher verbessert werden.
-
Die
Anzahl N der Einspritzvorgänge
in der Teileinspritzung kann ein fester Wert sein. Alternativ kann
die Einspritzanzahl N in Bezug auf ein Kennfeld der Einspritzanzahl
N berechnet werden, das in 8 gezeigt
ist, so dass die Anzahlnummer N sich erhöht, da sich die Verbrennungsschwankung
CV erhöht.
Somit kann ein Mischeffekt des Gasgemisches im Zylinderinneren erhöht werden,
und der Verbrennungszustand kann sicher verbessert werden.
-
Nachstehend
ist eine Teileinspritzsteuerung gemäß einem zweiten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
mit Bezug auf 9 bis 12 erläutert.
-
Wenn
ein Ventilüberlappungsbetrag
(Zeitraum, in dem beide Ventile das Einlassventil 37 und das
Abgasventil 38 offen sind) mit den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40 verändert wird, verändert sich
die interne EGR-Menge
(Menge von Verbrennungsgas, die in dem Zylinder verbleibt). Wie in 10 gezeigt
ist, neigt das Gasgemisch im Zylinderinneren dazu, heterogen zu
werden, und die Verbrennungsschwankung CV (Verschlechterungsgrad des
Verbrennungszustands) neigt dazu, sich zu erhöhen, wenn sich die interne
EGR-Menge QEGR, die sich in Übereinstimmung
mit den Betriebszuständen der
variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40 verändert, die
externe EGR-Menge QEGR, die sich in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
des EGR-Ventils 34 verändert,
oder die Kraftstoffdampfemissionsabführmenge QPURGE erhöht, die
sich in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand des Abführsteuerventils 44 verändert. In 10 korrespondiert
eine durchgezogene Linie TEIL zu der Teileinspritzung, und eine
gestrichelte Linie EINFACH korrespondiert zu der einfachen Einspritzung.
Wenn das Luftströmungssteuerventil 31 geöffnet ist,
nimmt die Luftströmungsintensität innerhalb
des Zylinders ab, so dass das Gasgemisch im Zylinderinneren dazu neigt,
heterogen zu werden, und die Verbrennungsschwankung CV neigt dazu,
sich zu erhöhen,
wie in 11 gezeigt ist. Daher kann durch
Bestimmen des Verbrennungszustands auf der Grundlage des Betriebszustands
des EGR-Ventils 34, der variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
des Abführsteuerventils 44 oder
des Luftströmungssteuerventils 31 genau
bestimmt werden, ob sich der Verbrennungszustand verschlechtert.
-
Wie
in 12 gezeigt ist, wenn der Kraftstoffdruck P abnimmt,
neigt der Zerstäubungszustand
des eingespritzten Kraftstoffs dazu, sich zu verschlechtern, und
die Verbrennungsschwankung CV neigt dazu, sich zu erhöhen. Wenn
die Verbrennungsmotortemperatur abnimmt, neigt die feuchte Menge
des eingespritzten Kraftstoffs dazu, sich zu erhöhen, und die Verbrennungsschwankung
CV neigt dazu, sich zu erhöhen.
Daher wird durch Bestimmen des Verbrennungszustands auf der Grundlage
des Kraftstoffdrucks P, der durch einen (nicht gezeigten) Kraftstoffdrucksensor
gemessen wird, oder der Kühlwassertemperatur
(Ersatzinformation der Verbrennungsmotortemperatur), die durch den
Kühlwassertemperatursensor 23 gemessen
wird, genau bestimmt, ob sich der Verbrennungszustand verschlechtert.
-
Daher
führt in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die ECU 30 die Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine aus,
die in 9 gezeigt ist. Somit bestimmt die ECU 30,
ob sich der Verbrennungszustand auf der Grundlage des Betriebszustands
des EGR-Ventils 34, der variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
des Abführsteuerventils 44 oder
des Luftströmungssteuerventils 31 oder auf
der Grundlage des Kraftstoffdrucks oder der Kühlwassertemperatur verschlechtert.
Wenn es bestimmt wird, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert,
wird die Teileinspritzung durchgeführt, um den Verbrennungszustand
zu verbessern.
-
In
der Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine,
die in 9 gezeigt ist, bestimmt zuerst Schritt S401, ob
die Teileinspritzung möglich
ist. Wenn Schritt S401 JA ist, wird bestimmt, ob sich der Verbrennungszustand
in Schritten S402 bis S407 verschlechtert.
-
Schritt
S402 bestimmt, ob die externe EGR-Menge einen Bestimmungswert übersteigt,
und ob die Verbrennungsschwankung einen zulässigen Wert übersteigt,
auf der Grundlage, ob der Öffnungsgrad
VEGR des EGR-Ventils 34 größer als
ein Bestimmungswert K1 ist.
-
Schritt
S403 bestimmt, ob die interne EGR-Menge einen Bestimmungswert übersteigt,
und ob die Verbrennungsschwankung die zulässige Höhe übersteigt, auf der Grundlage
ob der Ventilüberlappungsbetrag
VOVER, der zu den Betriebsbeträgen der
variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40 korrespondiert,
größer als
ein Bestimmungswert K2 ist.
-
Schritt
S404 bestimmt, ob die Kraftstoffdampfemissionsabführmenge
einen Bestimmungswert übersteigt,
und ob die Verbrennungsschwankung die zulässige Höhe übersteigt, auf der Grundlage,
ob der Öffnungsgrad
VPURGE des Abführsteuerventils 44 größer als
ein Bestimmungswert K3 ist.
-
Schritt
S405 bestimmt, ob die Verbrennungsschwankung die zulässige Höhe übersteigt,
auf der Grundlage, ob der Kraftstoffdruck P, der durch den Kraftstoffdrucksensor
gemessen wird, kleiner als ein Bestimmungswert K4.
-
Schritt
S406 bestimmt, ob die Verbrennungsschwankung die zulässige Höhe übersteigt,
auf der Grundlage, ob die Kühlwassertemperatur
TW, die durch den Kühlwassertemperatursensor 23 gemessen
wird, niedriger als ein Bestimmungswert K5 ist.
-
Schritt
S407 bestimmt, ob die Verbrennungsschwankung die zulässige Höhe übersteigt,
auf der Grundlage, ob das Luftströmungssteuerventil 31 offen
ist.
-
Wenn
zumindest einer von den Schritten S402 bis S407 JA ist, wird bestimmt,
dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert, und der Ablauf schreitet
zu Schritt S408 voran. Schritt S408 legt den Anforderungseinspritzmodus
mit dem Teileinspritzmodus fest. Somit wird die Teileinspritzung
zum Einspritzen des Kraftstoffs in Teilmengen in jeden Zylinder
in mehreren Einspritzvorgängen
in dem Einlasshub und/oder dem Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt.
-
Wenn
alle von den Schritten S402 bis S407 NEIN sind, wird bestimmt, dass
der Verbrennungszustand gut ist, und der Ablauf schreitet zu Schritt
S409 voran. Schritt S409 legt den Anforderungseinspritzmodus mit
dem einfachen Einspritzmodus fest. Somit wird die normale einfache
Einspritzung zum einmaligen Einspritzen des Kraftstoffs in dem Einlasshub oder
dem Verdichtungshub durchgeführt.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
bestimmt, ob sich der Verbrennungszustand, auf der Grundlage des Betriebszustands
des EGR-Ventils 34, der variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
des Abführsteuerventils 44 oder
des Luftströmungssteuerventils 31 oder
auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks P oder der Kühlwassertemperatur TW
verschlechtert. Die Teileinspritzung wird durchgeführt, wenn
bestimmt wird, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert.
Daher kann der Verbrennungszustand durch die Teileinspritzung in
den Fällen
wirksam verbessert werden, in denen sich der Verbrennungszustand
aufgrund der Erhöhung
der externen EGR-Menge, der internen EGR-Menge oder der Kraftstoffdampfemissionsabführmenge
verschlechtert, und in denen sich der Verbrennungszustand verschlechtert,
da das Luftströmungssteuerventil 31 geöffnet ist,
und in denen sich der Verbrennungszustand aufgrund der Abnahme des
Kraftstoffdrucks P oder der Verbrennungsmotortemperatur TW verschlechtert.
-
Nachstehend
ist eine Teileinspritzungssteuerung gemäß einem dritten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 erläutert.
-
Wenn
das EGR-Ventil 34, irgendeines von den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40, dem
Abführsteuerventil 44,
dem Luftströmungssteuerventil 31 oder
einem Hochdruckkraftstoffsystem (zum Beispiel eine Hochdruckkraftstoffpumpe)
versagt oder nicht in der Lage ist, richtig betrieben zu werden,
ist es möglich,
dass die externe EGR-Menge, die interne EGR-Menge, die Kraftstoffdampfemissionsabführmenge,
die Luftströmungsintensität, der Kraftstoffdruck
oder dergleichen nicht auf einen geeigneten Wert gesteuert werden
können,
der zu dem Betriebszustand oder dergleichen korrespondiert, und
der Verbrennungszustand verschlechtert sich.
-
Daher
führt in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die ECU 30 verschiedene (nicht gezeigte) Abnormalitätsdiagnoseroutinen
durch, um wie eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung
zu funktionieren. Somit diagnostiziert die ECU 30 ein Vorliegen
oder ein Nichtvorliegen einer Abnormalität in dem EGR-Ventil 34,
den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44, dem
Hochdruckkraftstoffsystem oder dem Luftströmungssteuerventil 31.
Die ECU 30 führt
eine Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine durch,
die in 13 gezeigt ist. Somit führt die
ECU die Teileinspritzung durch, um den Verbrennungszustand zu verbessern,
wenn bestimmt wird, dass eine Abnormalität in zumindest einem von dem
EGR-Ventil 34, den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem und dem Luftströmungssteuerventil 31 besteht.
-
In
der Teileinspritzdurchführungsbestimmungsroutine,
die in 13 gezeigt ist, bestimmt zunächst Schritt
S501, ob die Teileinspritzung möglich ist.
Wenn Schritt S501 JA ist, wird bestimmt, ob eine vorliegende Abnormalität in dem
EGR-Ventil 34, den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40, dem
Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem oder dem Luftströmungssteuerventil 31 in den
Schritten S502 bis S506 bestimmt wird.
-
Wenn
zumindest einer von den Schritten S502 bis S506 JA ist, das heißt, wenn
bestimmt wird, dass eine Abnormalität in zumindest einem von dem EGR-Ventil 34,
den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem oder dem Luftströmungssteuerventil 31 besteht,
wird bestimmt, dass es möglich
ist, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert, und der Ablauf
schreitet zu Schritt S507 voran. Schritt S507 setzt den Anforderungseinspritzmodus
mit dem Teileinspritzmodus fest. Somit wird die Teileinspritzung
zum Einspritzen des Kraftstoffs in Teilen in jeden Zylinder in mehreren
Einspritzvorgängen
in dem Einlasshub und/oder dem Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt.
-
Wenn
alle Schritte S502 bis S506 NEIN sind, das heißt, wenn bestimmt wird, dass
alle von dem EGR-Ventil 34, den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem und dem Luftströmungssteuerventil 31 normal
(frei von einer Abnormalität) sind,
schreitet der Ablauf zu Schritt S508 voran. Schritt S508 setzt den
Anforderungseinspritzmodus mit dem einfachen Einspritzmodus fest.
Somit wird die normale einfache Einspritzung zum einmaligen Einspritzen
des Kraftstoffs in dem Einlasshub oder dem Verdichtungshub durchgeführt.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
die Teileinspritzung durchgeführt,
wenn bestimmt wird, dass eine Abnormalität in zumindest einem von dem
EGR-Ventil 34, den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem und dem Luftströmungssteuerventil 31 besteht.
Somit kann der Verbrennungszustand durch die Teileinspritzung selbst
gemäß einer
Bedingung verbessert werden, in der der Verbrennungszustand sich
aufgrund einer Abnormalität
in dem EGR-Ventil 34, den variablen Ventilzeitgebungsvorrichtungen 39, 40,
dem Abführsteuerventil 44,
dem Hochdruckkraftstoffsystem oder dem Luftströmungssteuerventil 31 verschlechtert.
-
In
dem Fall einer Ventilöffnungsfestsetzungsabnormalität des EGR-Ventils 34,
des Abführsteuerventils 44 oder
des Luftströmungssteuerventils 31 kann
bestimmt werden, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert,
und die Teileinspritzung kann durchgeführt werden. In dem Fall einer Ventilschließfestsetzungsabnormalität des EGR-Ventils 34,
des Abführsteuerventils 44 oder
des Luftströmungssteuerventils 31 kann
bestimmt werden, dass sich der Verbrennungszustand nicht verschlechtert,
und die einfache Einspritzung kann durchgeführt werden, ohne dass die Teileinspritzung durchgeführt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
sein, aber kann in vielen verschiedenen Arten umgesetzt werden,
ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die durch die
angefügten
Ansprüche definiert
ist.
-
Ein
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
eines Einspritzverbrennungsmotors (11) mit einer Zylinderinneneinspritzung
bestimmt, dass sich ein Verbrennungszustand verschlechtert hat,
und führt
eine Teileinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in Teilmengen
in jeden Zylinder in mehreren Einspritzvorgängen in einem Takt bzw. Zyklus
des Zylinders durch, wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsschwankung
größer als
ein vorbestimmter Bestimmungswert während eines Betriebs des Verbrennungsmotors
ist. Das Kraftstoffeinspritzsteuergerät erhöht ein Verhältnis einer Einspritzmenge
des ersten Einspritzvorgangs in der Teileinspritzung und verlängert ein
Einspritzintervall zwischen den Einspritzvorgängen, wenn sich die Verbrennungsschwankung erhöht. Somit
wird eine feuchte Menge des eingespritzten Kraftstoffs reduziert,
um eine Zerstäubung des
eingespritzten Kraftstoffs zu beschleunigen, und um ein Gasgemisch
im Zylinderinneren zu homogenisieren. Als Ergebnis wird der Verbrennungszustand verbessert.