DE102010062416A1

DE102010062416A1 - Kompressionszündungs-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010062416A1
Application number: DE102010062416A
Authority: DE
Inventors: Toshiya Toyota-shi Nakajima
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JP2011117387A

Abstract

Bei einer für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird eine erste Konzentration von Partikeln, die in einem Abgas enthalten sind, während des Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer ersten Last L1 erfasst. Weiterhin wird eine zweite Konzentration der Partikel während des Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer zweiten Last L2 detektiert. Eine Destillationseigenschaft eines verwendeten Brennstoffs wird auf der Basis eines Verhältnisses (ΔS/ΔL) zwischen einer Differenz ΔL zwischen der ersten Last und der zweiten Last, und einer Differenz ΔS zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration geschätzt. Zwischen der Last und der Konzentration von Partikeln liegt eine proportionale Beziehung mit einem Gradienten vor, der in Abhängigkeit von der Destillationseigenschaft des Brennstoffs unterschiedlich ist. Die Destillationseigenschaft wird unter Heranziehung dieser Charakteristik geschätzt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Kompressionszündung arbeitende Brennkraftmaschine, d. h. auf einen Dieselmotor.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Auf dem Gebiet der Dieselmotoren sind unterschiedliche Arten von Brennstoffen im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit unter dem Gesichtspunkt des Erdölaufbrauchs und globaler Umweltprobleme untersucht worden. Auch wenn die Zündung bzw. das Leichtermachen von Leichtöl als ein Brennstoff untersucht worden ist, wird der tatsächlich verwendete Brennstoff von jedem Benutzer gewählt. Es wurde daher die Anforderung aufgestellt, dass eine Bestimmung hinsichtlich der Destillationseigenschaft bzw. Verdampfungseigenschaft („distillation property”)) des Brennstoffs auf der Seite eines Motors bzw. maschinenseitig oder bei einem Fahrzeug bzw. fahrzeugseitig getroffen wird, um es zu ermöglichen, mit einer großen Anzahl von unterschiedlichen Brennstoffen arbeiten zu können.
Im Allgemeinen ist es schwierig, eine Bestimmung oder Festlegung hinsichtlich der Destillationseigenschaft des Brennstoffs im Bereich des Motors bzw. motorseitig oder im Bereich des Fahrzeugs bzw. fahrzeugseitig zu treffen. Die Destillationseigenschaft des Brennstoffs wird üblicherweise unter Einsatz eines große Abmessungen aufweisenden Destillationsgeräts detektiert, jedoch ist es schwierig, ein solches Gerät an dem Fahrzeug zu montieren. Es wurden demgemäß als einfache Vorrichtungen zum Erfassen der Destillationseigenschaft Geräte zum Berechnen einer Destillationseigenschaft auf der Grundlage eines Werts eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses (A/F, ”Air-Fuel”), der durch einen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Sensor (A/F-Sensor) detektiert wird, und Vorrichtungen zum Erfassen einer Destillationseigenschaft anhand einer Schwankungs- bzw. Fluktuationsrate eines in einem Zylinder herrschenden Druckwerts bzw. eines zylinderinternen Druckwerts, der durch einen Sensor für den zylinderinternen Druck detektiert wird, vorgeschlagen. Jedoch haben diese Vorrichtungen Probleme im Hinblick auf die Genauigkeit, das Ansprechverhalten und die Kosten und sind nicht in praktischen Einsatz genommen worden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfinder hat herausgefunden, dass eine gewisse Korrelation zwischen der Destillationseigenschaft des Brennstoffs und der Konzentration von Partikeln (PM), die von einer Brennkraftmaschine bzw. einem Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, vorliegt, und ist zur Konzeption der Erfindung gelangt. Dies bedeutet, dass mit der Erfindung ein mit Kompressionszündung arbeitender Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung bereitgestellt wird, der eine geeignete Schätzung einer Destillationseigenschaft eines Brennstoffs anhand einer Konzentration von Partikeln ermöglicht, die in einem ausgestoßenen Gas bzw. Abgas der Brennkraftmaschine enthalten sind.
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einer für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine, die mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Konzentration von Partikeln, die in einem Abgas der für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine enthalten sind, und einer Schätzeinrichtung ausgestattet ist, die zum Gewinnen bzw. Ermitteln einer ersten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer ersten Last bzw. Beanspruchung erfasst wird, und einer zweiten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während eines Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer zweiten Last bzw. Belastung erfasst wird, und zum Schätzen einer Destillationseigenschaft eines benutzten Brennstoffs auf der Basis eines Verhältnisses zwischen der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Last und einer Differenz zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration ausgelegt ist.
Entsprechend einem Ergebnis der Studien, die durch den Erfinder durchgeführt worden sind, hat sich herausgestellt, dass es eine proportionale Beziehung, mit einem Gradienten, der sich in Abhängigkeit von der Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs unterscheidet bzw. ändert, zwischen der Last der Brennkraftmaschine und der Konzentration der Partikel in dem Abgas gibt. Demgemäß kann die Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs unter Ausnutzung dieser Charakteristik geeignet geschätzt werden.
Ein zweiter Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einer für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine, die mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Konzentration von Partikeln, die in einem ausgestoßenen Gas bzw. Abgas der für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine enthalten sind, einem Injektor bzw. einer Einspritzeinrichtung, die einen Brennstoff in eine Verbrennungs- bzw. Brennkammer einspritzt und einen variablen Einspritzlochdurchmesser bzw. Einspritzöffnungsdurchmesser aufweist, und einer Schätzeinrichtung zum Erhalten bzw. Ermitteln einer ersten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während einer Einspritzung von Brennstoff mit einem ersten Einspritzloch- bzw. Einspritzöffnungsdurchmesser erfasst wird, und einer zweiten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während der Einspritzung von Brennstoff mit einem zweiten Einspritzloch- bzw. Einspritzöffnungsdurchmesser detektiert wird, und zum Schätzen einer Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs auf der Basis eines Verhältnisses zwischen einer Differenz zwischen dem ersten Einspritzöffnungsdurchmesser und dem zweiten Einspritzöffnungsdurchmesser und einer Differenz zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration ausgestattet ist.
Anhand eines Ergebnisses der von dem Erfinder durchgeführten Studien hat sich ergeben, dass eine proportionale Beziehung zwischen dem Einspritzöffnungsdurchmesser der Einspritzeinrichtung und der Konzentration der Partikel in dem Abgas vorliegt, wobei die proportionale Beziehung einen Gradienten aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs unterscheidet. Daher kann die Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs auch unter Benutzung dieser Charakteristik geeignet geschätzt werden.
Die Destillationseigenschaft kann T90 sein.
Die für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine kann weiterhin mit einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Brennstoffeinspritzmenge und/oder einer Brennstoffeinspritzzeitsteuerung bzw. -zeitgabe und/oder eines Brennstoffeinspritzdrucks auf der Basis der durch die Schätzeinrichtung geschätzten Destillationseigenschaft ausgestattet sein.
Gemäß der Erfindung wird eine exzellente Wirkung bzw. ein exzellenter Effekt erzielt, gemäß der bzw. dem es möglich ist, eine Destillationseigenschaft eines Brennstoffs anhand einer Konzentration von Partikeln, die in einem Abgas einer Brennkraftmaschine enthalten sind, geeignet zu schätzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend aufgelisteten und weiteren Zielsetzungen, Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von als Beispiele dienenden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung gleicher oder gleichartiger Elemente verwendet werden, und wobei:
1 eine Ansicht zeigt, in der schematisch eine Brennkraftmaschine bzw. ein Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;
2 eine graphische Darstellung ist, die Beziehungen zwischen einer Motorlast und einer Menge an Rauch hinsichtlich unterschiedlichen Brennstoffen zeigt;
3 eine Karte bzw. graphische Darstellung zum Schätzen eines Werts von T90 anhand eines Verhältnisses ΔS/ΔL ist;
4 ein Ablaufdiagramm veranschaulicht, das ein Beispiel einer Verarbeitung bzw. einer Routine zum Schätzen einer Destillationseigenschaft in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
5 eine Ansicht ist, die Werte eines Ziel- bzw. Soll-Einspritzdrucks während eines Leerlaufbetriebs zeigt, die anhand einer Einspritzdruck-Karte bzw. -Tabelle erhalten wurden bzw. sind;
6 eine Querschnittsansicht zeigt, in der ein Beispiel einer Einspritzeinrichtung bzw. eines Injektors mit variabler Einspritzöffnung bzw. variablem Einspritzloch veranschaulicht ist;
7 eine Graphik zeigt, die Beziehungen zwischen einem Durchmesser eines Einspritzlochs bzw. einer Einspritzöffnung und einer Rauchmenge im Hinblick auf unterschiedliche Brennstoffe veranschaulicht;
8 eine Karte bzw. graphische Darstellung oder Tabelle zum Schätzen des Werts T90 anhand eines Verhältnisses ΔS/ΔD zeigt; und
9 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel einer Schätzverarbeitung bzw. Schätzroutine zum Schätzen einer Destillationseigenschaft in Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor bzw. eine Brennkraftmaschine bzw. einen mit interner Verbrennung arbeitenden Motor in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 zeigt eine mit Kompressionszündung bzw. Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug, nämlich einen Dieselmotor bzw. eine Dieselmaschine 1, einen Ansaugkrümmer bzw. Einlasskrümmer 2, der mit Ansaugöffnungen bzw. Einlassöffnungen kommuniziert, einen Abgaskrümmer bzw. Auslasskrümmer 3, der mit Auslass- bzw. Abgasöffnungen kommuniziert, und Verbrennungskammern 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Brennstoff, der von einem Brennstofftank (nicht gezeigt) zu einer Hochdruckpumpe 5 gespeist wird, zwangsweise durch die Hochdruckpumpe 5 zu einer gemeinsame Schiene bzw. einem Common Rail 6 gespeist und in einem Hochdruckzustand akkumuliert. Der unter hohem Druck stehende Brennstoff in diesem Common Rail 6 wird von Injektoren bzw. Einspritzmitteln 7 jeweils direkt in die Verbrennungskammern 4 injiziert bzw. eingespritzt und zugeführt.
Ein von der Maschine 1 stammendes Abgas wird dazu veranlasst, von dem Abgaskrümmer 3 zu einer Abgas- bzw. Auslasspassage 9 stromab eines Turboladers 8 durch den Turbolader 8 zu fließen, wird durch eine später beschriebene Vorrichtung einer Reinigungsverarbeitung unterzogen und wird in die Atmosphäre ausgestoßen. Es ist anzumerken, dass der Dieselmotor nicht notwendigerweise mit einer solchen Einspritzeinrichtung des Typs mit Common Rail ausgestattet sein muss.
Auf der anderen Seite fließt angesaugte Luft bzw. Einlassluft, die von einem Luftreiniger bzw. Luftfilter 10 in eine Einlasspassage 11 eingeführt wird, aufeinanderfolgend an einem Luftströmungsmesser bzw. Durchflussmesser 12, dem Turbolader 8, einem Zwischenkühler 13 und einem Drosselventil 14 vorbei, um den Einlasskrümmer 2 zu erreichen. Der Luftströmungsmesser 12 ist ein Sensor zum Erfassen einer Elnlassluftmenge. Genauer gesagt gibt der Luftströmungsmesser 12 ein Signal ab, das einer Strömungsrate der Einlassluft bzw. angesaugten Luft entspricht. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil wird als das Drosselventil 14 eingesetzt.
Der Motor 1 umfasst weiterhin eine EGR-Vorrichtung bzw. eine Abgasrückführungsvorrichtung (Exhaust Gas Recirculation). Die EGR-Vorrichtung ist mit einer EGR-Passage 17 zum Umwälzen bzw. Rückführen von Abgas in dem Abgaskrümmer 3 zu der Einlasspassage 11, einem EGR- bzw. Abgasrückführungskühler 18, der ein Abgasrückführungsgas (EGR-Gas) kühlt, das durch die Abgasrückführungs-Passage 17 strömt, und einem EGR-Ventil bzw. Abgasrückführungsventil 19 ausgestattet, das eine Strömungsrate des Abgasrückführungs-Gases justiert bzw. einstellt.
Ein Partikelfilter (im Folgenden als DPF bezeichnet) 20, der Partikel (PM), wie etwa Ruß und dergleichen in dem Abgas sammelt, ist in der Auslasspassage 9 eingebaut. Ein Katalysator, der aus einem Edelmetall hergestellt ist, ist an dem Partikelfilter (DPF) 20 derart getragen bzw. angeordnet, dass die gesammelten Partikel oxidiert und verbrannt werden können. Es ist anzumerken, dass vorzugsweise als andere Nachbehandlungsvorrichtungen ein Oxidationskatalysator, der nicht verbrannte Komponenten (insbesondere HC) in dem Abgas zur Reinigung des Abgases oxidiert, und ein NOx-Katalysator, der NOx in dem Abgas reduziert und entfernt, bevorzugt vorgesehen sind.
Brennstoff wird zu dem Abgas mit einer geeigneten Zeitsteuerung von einem Brennstoffadditionsventil bzw. Brennstoffzufügungsventil 21 hinzugefügt, das in der Auslasspassage bzw. Abgaspassage 9 oder dem Auslasskrümmer bzw. Abgaskrümmer 3 vorgesehen ist. Es wird dann ein reiches bzw. angereichertes Abgas, das eine große Menge an HC enthält, zu dem Partikelfilter DPF 20 gespeist. Dieses reiche bzw. fette und angereicherte Gas wird über den Katalysator oxidiert und verbrennt bzw. verbrannt, und es brennen zur gleichen Zeit die Partikel, die an dem Partikelfilter abgelagert sind. Hierdurch wird das Partikelfilter 20 regeneriert.
Ein Differenzdrucksensor 22 zum Erfassen eines Differenzdrucks an dem Partikelfilter 20 ist vorgesehen. Dieser Differenzdrucksensor 22 wird dazu benutzt, eine Ablagerungsmenge der Partikel zu erfassen, die durch das Partikelfilter 20 gesammelt sind. Ferner ist ein Temperatursensor 23 zum Erfassen einer Temperatur (einer Bodentemperatur) des Partikelfilters 20 vorgesehen.
Weiterhin ist stromauf des Partikelfilters 20 ein Rauchsensor 24 zum Erfassen einer Konzentration von Partikeln, die in dem Abgas enthalten sind, vorgesehen. Der Rauchsensor 24 kann beispielsweise in Form eines optischen Sensors wie etwa einer optisch transparenten schwarzen Rauch messenden Einrichtung (eines OPAZIMETERS bzw. eines Trübungsmessers) oder in Form eines eine Gaskonzentration sensierenden Sensors, der eine Konzentration eines reduzierenden Gases wie etwa HC, CO oder ähnlichem detektiert, aufgebaut sein.
Eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als eine ECU bezeichnet) 100 dient als Steuereinrichtung und enthält eine Zentraleinheit CPU, einen Festwertspeicher ROM, einen Direktzugriffsspeicher RAM, Eingabe-/Ausgabe-Anschlüsse bzw. -Ports, eine Speichereinrichtung und dergleichen. Auf der Basis von Erfassungswerten einer Gruppe von unterschiedlichen Sensoren und dergleichen steuert die elektronische Steuereinheit 100, die Injektoren bzw. Einspritzmittel 7, die Hochdruckpumpe 5, das Drosselventil 14, das EGR-Ventil 19, das Brennstoffhinzufügungsventil 21 und dergleichen, um hierdurch die gewünschte Motorsteuerung durchzuführen. Der vorstehend erwähnte Luftströmungsmesser 12, der vorstehend erwähnte Differenzdrucksensor 22, der vorstehend angesprochene Temperatursensor 23 und der vorstehend erwähnte Rauchsensor 24 sind als die oder eine Gruppe von Sensoren mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbunden.
Weiterhin sind ein Kurbelwellenwinkelsensor 15 und ein Sensor 16 zur Erfassung des Ausmaßes der Öffnung des Beschleunigungsmittels bzw. Gaspedals mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbunden. Der den Kurbelwellenwinkel erfassende Sensor 15 gibt an die elektronische Steuereinheit 100 ein Kurbelwellen-Impulssignal als Reaktion auf eine Drehung einer Kurbelwelle ab, und es erfasst die elektronische Steuereinheit 100 einen Winkel der Kurbelwelle des Motors 1 auf der Grundlage des Kurbelwellen-Impulssignals und berechnet eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors 1. Der das Ausmaß des Öffnens des Beschleunigungsmittels bzw. Beschleunigungspedals erfassende Sensor 16 gibt an die elektronische Steuereinheit 100 ein Signal ab, das einem Öffnungsgrad bzw. Betätigungsgrad eines Beschleunigungspedals entspricht, das durch einen Benutzer betätigt wird (einem Beschleunigungsmittel-Öffnungsgrad).
Ferner sind mit der elektronischen Steuereinheit 100 ein Sensor 25 für den Druck der gemeinsamen Schiene bzw. den ”Common Rail”-Druck sowie ein Sensor 26 für den Atmosphärendruck verbunden. Der Sensor 26 für den Atmosphärendruck gibt an die elektronische Steuereinheit 100 ein Signal ab, das einem Atmosphärendruck außerhalb des Motors entspricht. Der Sensor 25 für den Druck in der gemeinsamen Schiene bzw. den ”Common Rail”-Druck gibt an die elektronische Steuereinheit 100 ein Signal ab, das einem Brennstoffdruck in der gemeinsamen Schiene bzw. im Common Rail 6 entspricht (einem Common Rail-Druck). Dieser Common Rail-Druck ist ein Druck eines Brennstoffs, das von den Injektionsmitteln bzw. Einspritzdüsen 7 eingespritzt wird, nämlich ein Einspritzdruck. Die Hochdruckpumpe 5 wird derart gesteuert, dass ein aktueller Druck, der durch den Sensor 25 für den Druck im Common Rail detektiert wird, mit einem Ziel- bzw. Solldruck übereinstimmt, der einem Motorbetriebszustand entspricht, und es wird der Druck der gemeinsamen Schiene bzw. der Common Rail-Druck einer Rückkopplungssteuerung unterzogen.
Nachfolgend wird eine Schätzung einer Destillationseigenschaft (”Distillation Property”) des verwendeten Brennstoffs beschrieben.
Die Destillationseigenschaft wird als der Wert T90 oder ähnlichem dargestellt, der in Übereinstimmung mit dem Standard JISK 2254 "Erdölprodukt – Destillationstestmethode" bzw. "Petroleum Product – Distillation Test Method" gemessen wird. Dieser Wert T90 wird auch als eine 90% – Aggregationstemperatur, als eine 90% – Destillattemperatur oder dergleichen bezeichnet, und bedeutet eine Temperatur, bei der 90% des Brennstoffs verdampft bzw. verdampft ist. Der Brennstoff wird leichter gemacht und wird dadurch, dass der Wert von T90 reduziert bzw. verringert wird, dazu gebracht, dass er mit Wahrscheinlichkeit verdampft. Daher wird es wahrscheinlich, dass der Brennstoff in einer Verbrennungskammer des Motors atomisiert wird. Als Ergebnis dessen verringert sich die Menge an Partikeln wie etwa von Ruß und dergleichen. Zusätzlich zu dem T90 repräsentieren auch die Werte T50, T10, EP und ähnliches die Destillationseigenschaft bzw. Verdampfungseigenschaft.
Auf der anderen Seite können sich die Destillationseigenschaften bzw. die Verdampfungseigenschaften des von dem Benutzer benutzten Brennstoffs in der Zukunft zunehmend ändern, und zwar in Abhängigkeit von den Umständen des Benutzers, wie etwa eines Orts der Brennstoffzuführung bzw. Brennstoffbetankung und dergleichen. Demgemäß ist es bevorzugt, die Destillationseigenschaften bzw. Verdampfungseigenschaften des benutzten Brennstoffs bei jeder Gelegenheit in jedem bzw. einem jeweiligen Fahrzeug zu erfassen und herauszugreifen und dann eine Motorsteuerung auszuführen, die für die Destillationseigenschaft des Brennstoffs geeignet ist.
2 zeigt eine graphische Darstellung, die Beziehungen zwischen einer Motorlast und einer Menge an Rauch in dem Abgas für einen Fall zeigt, bei dem zwei Arten von Brennstoffen A und B eingesetzt werden, die unterschiedliche Destillationseigenschaften bzw. Verdampfungseigenschaften aufweisen. Es ist hierbei anzumerken, dass mit der Angabe FSN als eine Einheit der Menge an Rauch die Filterrauchzahl (Filter Smoke Number) bezeichnet ist. Diese FSN (FSN-Zahl), die von 0 bis 10 reicht, wird anhand einer Verdampfungsmethode erhalten, bei der eine vorbestimmte Menge an Abgas durch ein Blatt Papier eingesaugt wird und eine Reflexion bzw. ein Reflexionsfaktor von anhaftendem Rauch gemessen wird. Dieser Wert, der die Menge an Rauch bzw. Rauchmenge repräsentiert, ist proportional zu der Konzentration von Partikeln in dem Abgas. Damit können der Wert, der die Menge an Rauch bzw. Rauchmenge repräsentiert, und die Konzentration von Partikeln in dem Abgas als jeweils äquivalent zueinander betrachtet werden. Auf der anderen Seite ist beispielsweise der Brennstoff A ein Brennstoff, dessen Wert T90 gleich 350°C ist, und es ist der Brennstoff B ein leichter gemachter bzw. leichter Brennstoff, dessen Wert T90 gleich 280°C ist.
Die Menge an Rauch vergrößert sich proportional, wenn sich die Motorlast erhöht. Dies liegt daran, dass sich mit der zunehmenden Motorlast die im Zylinder vorhandene Temperatur (In-Zylinder-Temperatur) erhöht und die Zeitdauer der Verzögerung der Zündung verkürzt, so dass die Zündung auftritt, bevor die Mischung ausreichend gemischt ist.
Auf der anderen Seite unterscheidet sich das Verhältnis der Zunahme in der Rauchmenge zu der Zunahme in der Motorlast, d. h. der Gradient oder die Neigung von jeder der Linien in der graphischen Darstellung in Abhängigkeit von der Destillationseigenschaft, und es vergrößert sich dieses Verhältnis, wenn sich der Wert von T90 erhöht. Dies liegt daran, dass die Schwierigkeit bei der Verdampfung und der Atomisierung anwächst, wenn sich das Ausmaß des Erleichterns bzw. leichter Machens des Brennstoffs verringert, und sich die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Partikeln dabei vergrößert.
Im Hinblick auf diese Eigenschaft ist dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip so ausgestaltet, dass die Destillationseigenschaft geschätzt wird, indem das vorstehend erwähnte Verhältnis oder die vorstehend erwähnte Differenz bzw. der Unterschied im Gradienten benutzt werden. Dies heißt, dass ein Verhältnis ΔS/ΔL zwischen einer Rauchmengendifferenz ΔS zwischen einer Menge an Rauch bei einer ersten Last L1 und einer Menge an Rauch bei einer zweiten Last L2, und eine Differenz ΔL = L2 – L1 zwischen der ersten Last L1 und der zweiten Last L2 berechnet wird. Der Wert T90, der dem Verhältnis ΔS/ΔL entspricht, wird dann anhand einer Karte bzw. Tabelle berechnet, die vorab gebildet worden ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Auf diese Weise kann die Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs geeignet geschätzt werden.
Bei der Karte bzw. der Abbildung oder dem Kennfeld gemäß 3 liegt eine proportionale Beziehung zwischen dem Wert T90 und dem Verhältnis ΔS/ΔL vor. Wie in 2 gezeigt ist, werden für die gleiche Lastdifferenz ΔL eine große Rauchmengendifferenz ΔS_A und ein großes Verhältnis ΔS/ΔL_A während der Benutzung des Brennstoffs A erhalten, und es werden eine kleine Rauchmengendifferenz ΔS_B und ein (kleines) Verhältnis ΔS/ΔL_B während der Benutzung des Brennstoffs B erhalten. Demgemäß werden in Übereinstimmung mit der in 3 dargestellten Abbildung bzw. Kennlinie ein großer Wert T90_A während des Einsatzes des Brennstoffs A erzielt, und es wird ein kleiner Wert T90_B während der Benutzung des Brennstoffs B erhalten. Als Ergebnis dessen wird der bzw. ein Wert T90 erhalten, der dem aktuell benutzten Brennstoff entspricht.
Dieses Verfahren, bei dem das Verhältnis oder der Gradient benutzt wird, weist mehr Vorteile als ein Verfahren auf, bei dem der Wert von T90 lediglich anhand eines absoluten Werts der Menge an Rauch, die der Last entspricht, einfach geschätzt wird. Dies liegt daran, dass das Verfahren zum Durchführen einer Schätzung anhand des absoluten Werts anfällig ist gegenüber dem Einfluss von Störungen wie etwa einer Atmosphärentemperatur (einer Umgebungstemperatur bzw. Umfeldtemperatur), einem Atmosphärendruck bzw. Umgebungsdruck und dergleichen. Selbst unter einer Bedingung bzw. dem Zustand der gleichen Last und des gleichen Brennstoffs verkürzt sich als Beispiel die Periode bzw. Zeitdauer der Verzögerung der Zündung und es erhöht sich die Menge an Rauch, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt. Auf der anderen Seite kann das Verfahren, bei dem der Gradient benutzt wird, wie es bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fall ist, den Einfluss von solchen Störungen drastisch verringern und den Fehler verkleinern. Daher kann die Destillationseigenschaft noch genauer geschätzt werden.
4 zeigt ein Beispiel einer Schätzverarbeitung zur Schätzung einer Destillationseigenschaft in Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Als erstes bestimmt bzw. ermittelt die elektronische Steuereinheit 100 in einem Schritt S101, ob eine vorbestimmte erste Erfassungsbedingung bzw. ein erster vorbestimmter Erfassungszustand erfüllt ist oder nicht. Dies bedeutet, dass die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt, dass die erste Erfassungsbedingung erfüllt ist, wenn erfasst wird, dass sich die Maschine in einem stationären bzw. gleichbleibenden Betrieb bei einer relativ geringen Last befindet, z. B., dass sich die Maschine in einem Leerlaufbetrieb befindet.
Wenn die erste Erfassungsbedingung nicht erfüllt ist, wird ein Bereitschaftszustand hervorgerufen bzw. eingenommen. Wenn die erste Erfassungsbedingung erfüllt ist, findet ein Übergang zu einem Schritt S102 statt. In dem Schritt S102 erfasst die elektronische Steuereinheit 100 eine erste Konzentration P1 von Partikeln und eine erste Last L1 zu jenem Zeitpunkt. Die erste Konzentration P1 wird auf der Basis eines Erfassungssignals des Rauchsensors 24 detektiert. Auf der anderen Seite wird die erste Last L1 auf der Grundlage beispielsweise eines Grads bzw. Ausmaßes der Öffnung des Beschleunigungsmittels bzw. Beschleunigungspedals detektiert, der bzw. das durch den Sensor 16 zum Erfassen des Öffnungsgrads des Beschleunigungsmittels erfasst wird.
Die elektronische Steuereinheit 100 ermittelt dann in einem Schritt S103, ob ein vorbestimmter zweiter Erfassungszustand bzw. eine vorbestimmte zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist oder nicht. Dies bedeutet, dass die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt, dass die zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist, und zwar auf die Erfassung hin, dass sich die Maschine in einem beständigen bzw. gleichbleibenden Betrieb bei einer relativ hohen Last befindet. Der Fall, dass diese Maschine sich in einem gleichbleibenden Betrieb bei einer relativ hohen Last befindet, entspricht beispielsweise einem Fall, bei dem ein Fahrzeug mit einer Beschleunigung beschleunigt wird, die gleich groß wie oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, oder entspricht beispielsweise einem Fall, bei dem der Grad der Öffnung des Beschleunigungsmittels einen im Wesentlichen konstanten Wert annimmt, der gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Wenn die zweite Erfassungsbedingung nicht erfüllt ist, wird ein Bereitschaftszustand herbeigeführt bzw. aufgebaut. Wenn die zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist, findet ein Übergang zu einem Schritt S104 statt. In dem Schritt S104 erfasst die elektronische Steuereinheit 100 eine zweite Konzentration P2 von Partikeln und eine zweite Last L2 zu jenem Zeitpunkt. Ein Verfahren zum Erfassen dieser Konzentration und dieser Last ist das gleiche wie bei dem Schritt S102.
Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet dann in einem Schritt S105 eine Differenz ΔP = P2 – P1 zwischen der ersten Konzentration P1 und der zweiten Konzentration P2, und berechnet eine Differenz ΔL = L2 – L1 zwischen der ersten Last L1 und der zweiten Last L2. Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet dann ein Verhältnis ΔP/ΔL anhand dieser Differenz ΔP bezüglich der Konzentration, und dieser Differenz ΔL hinsichtlich der Last.
In einem Schritt S106 berechnet dann die elektronische Steuereinheit 100 eine Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft, nämlich den Wert von T90, der dem Verhältnis ΔP/ΔL entspricht, anhand einer vorbestimmten Abbildung bzw. Karte oder Kennlinie, die ähnlich ist wie diejenige gemäß 3, die bereits vorab erzeugt und gespeichert worden ist. Damit wird die Destillationseigenschaft des gegenwärtig benutzten Brennstoffs geschätzt.
In einem Schritt S107 wählt die elektronische Steuereinheit 100 nachfolgend eine Steuerkarte bzw. eine Steuerkennlinie oder ein Steuerkennfeld für die Steuerung der Brennstoffeinspritzung auf der Basis des berechneten oder geschätzten Werts von T90 aus. Diese Steuerkennlinie bzw. Steuerkarte oder dieses Steuerkennfeld zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung umfasst mindestens eine Einspritzmengendarstellung bzw. -abbildung oder ein -kennfeld, in die bzw. das Sollwerte für eine Brennstoffeinspritzmenge eingegeben sind, eine Einspritzungs-Zeitsteuerungskarte bzw. -Zeitsteuerungskennlinie oder ein Einspritzungs-Zeitsteuerungskennfeld, in das bzw. die Sollwerte einer Brennstoffeinspritzungszeitgabe eingegeben sind, und ein/eine Einspritzdruckkarte bzw. -abbildung oder -darstellung, in die Sollwerte eines Brennstoffeinspritzdrucks eingegeben sind. Hinsichtlich jeder dieser Karten bzw. Kennlinien oder Kennfelder werden in der elektronischen Steuereinheit 100 vorab eine Mehrzahl von Karten bzw. Tabellen oder Kennlinien/Kennfeldern gespeichert, die verschiedenen Werten von T90 entsprechen. Aus diesen Karten bzw. Kennlinien wählt die elektronische Steuereinheit 100 diejenige Brennstoffeinspritzungssteuerkarte bzw. -abbildung oder -kennlinie aus, die dem berechneten Wert T90 entspricht.
5 zeigt als ein Beispiel Werte eines Solldrucks für die Einspritzung bzw. eines Soll-Einspritzdrucks während eines Leerlaufbetriebs, wie sie anhand der Einspritzdruckkarte bzw. -abbildung oder -kennlinie erhalten werden. Wie aus 5 ersichtlich ist, ändert sich der Soll-Einspritzdruck auch in Abhängigkeit von dem Wert des Atmosphärendrucks. Die elektronische Steuereinheit 100 wählt deshalb eine Soll-Einspritzdruckkarte bzw. -tabelle oder -kennlinie aus, die dem berechneten Wert von T90 entspricht, und bestimmt einen Soll-Einspritzdruck während eines Leerlaufbetriebs auf der Basis eines Werts in dieser Karte bzw. Abbildung und eines aktuellen atmosphärischen Drucks, der durch den Atmosphärendrucksensor 26 detektiert worden ist. Nachfolgend steuert die elektronische Steuereinheit 100 den Einspritzdruck derart, dass ein aktueller Einspritzdruck (d. h. ein Druck in der gemeinsamen Schiene, bzw. ”Common Rail”-Druck) mit dem bestimmten Soll-Einspritzdruck übereinstimmt. Die elektronische Steuereinheit 100 steuert weiterhin die Brennstoffeinspritzmenge und die Brennstoffeinspritzzeitgabe in der gleichen Weise auf der Basis des berechneten Werts T90. Es ist anzumerken, dass mindestens ein Parameter aus den Parameter Brennstoffeinspritzmenge, Brennstoffeinspritzzeitgabe und Brennstoffeinspritzdruck auf der Basis des Werts von T90 gesteuert werden kann. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass sowohl die Brennstoffeinspritzmenge als auch die Brennstoffeinspritzzeitgabe sowie der Brennstoffeinspritzdruck sämtlich auf der Basis des Werts von T90 gesteuert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Verarbeitung zur Schätzung der Destillationseigenschaft wird die erste Konzentration P1 zuerst bei der ersten Last L1 auf einer Seite bzw. im Bereich niedriger Last detektiert, und es wird dann die zweite Konzentration P2 bei der zweiten Last L2 auf der Seite bzw. im Bereich hoher Last detektiert. Demgemäß kann die Destillationseigenschaft während der Beschleunigung der Maschine oder des Fahrzeugs geschätzt werden. Auf der anderen Seite ist es umgekehrt auch angemessen bzw. möglich, zuerst die zweite Konzentration P2 bei der zweiten Last L2 im Bereich hoher Last zu detektieren, danach die erste Konzentration P1 bei der ersten Last L1 in dem Bereich niedriger Last zu erfassen, und die Destillationseigenschaft während der Verzögerung der Maschine oder des Fahrzeugs zu schätzen. Ferner ist es auch angemessen bzw. möglich, Lasten und Konzentrationen bei mehreren zeitlichen Lagen zu detektieren, die sich von diesen beiden zeitlichen Sachverhalten unterscheiden, ein Durchschnittsverhältnis anhand dieser Lasten und Konzentrationen zu berechnen, und die Destillationseigenschaft auf der Basis des Verhältnisses zu schätzen.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Wert T90 auf der Basis des Verhältnisses ΔS/ΔL zwischen der Differenz ΔL der Maschinenlast und der Differenz ΔS der Rauchmenge geschätzt. Auf der anderen Seite unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung dahingehend, dass eine Differenz ΔD in dem Einspritzlochdurchmesser der Injektoren bzw. Einspritzdüsen 7 anstelle der Motorlastdifferenz ΔL benutzt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird für jeden der Injektoren (bzw. Einspritzdüse oder Einspritzventil) 7 ein Injektor (Einspritzdüse oder Einspritzventil) mit einem variablen Durchmesser des Einspritzlochs eingesetzt, d. h. ein Injektor mit variablem Einspritzloch. 6 zeigt ein Beispiel eines solchen Injektors mit variablem Einspritzloch. Jeder der Injektoren bzw. jedes der Einspritzventile 7 weist zwei Typen von Einspritzlochern 31 und 32 mit unterschiedlichen Einspritzlochdurchmessern auf. Die ersten Einspritzlöcher 31 weisen einen ersten Einspritzlochdurchmesser D1 auf, und es haben die zweiten Einspritzlöcher 32 einen zweiten Einspritzlochdurchmesser D2, der größer ist als der erste Einspritzlochdurchmesser D1. Eine Mehrzahl der ersten Einspritzlöcher 31 und eine Mehrzahl der zweiten Einspritzlöcher 32 sind um den Injektor bzw. die Einspritzdüse herum angeordnet, und es sind die ersten Einspritzlöcher 31 an der zentralen Seite bzw. näher zum Zentrum und unterhalb bzw. niedriger mit Bezug zu bzw. im Vergleich mit den zweiten Einspritzlöchern 32 angeordnet. Innerhalb des Injektors bzw. der Einspritzdüse ist ein erstes schaft- bzw. stabähnliches Nadelventil 33 zum Öffnen/Schießen der ersten Einspritzlöcher 31 an der zentralen Seite bzw. mittig vorgesehen, und es ist ein zweites zylindrisches Nadelventil 34 zum Öffnen/Schließen der zweiten Injektionslöcher 32 außerhalb des ersten Nadelventils 33 vorgesehen. Diese Nadelventile 33 und 34 werden durch einen Aktuator bzw. Aktor (nicht gezeigt) individuell geöffnet oder geschlossen (angehoben/abgesenkt).
Bei der Ausführung einer Brennstoffeinspritzung lediglich mittels der ersten Injektionslöcher bzw. Einspritzlöcher 31 wird lediglich das erste Nadelventil 33 geöffnet (angehoben). Bei der Durchführung einer Brennstoffeinspritzung lediglich mittels der zweiten Einspritzlöcher 32 wird lediglich das zweite Nadelventil 34 geöffnet (angehoben). Bei der Durchführung einer Brennstoffeinspritzung sowohl aus den ersten Einspritzlöchern 31 als auch aus den zweiten Einspritzlöchern 32 werden sowohl das erste Nadelventil 33 als auch das zweite Nadelventil 34 geöffnet (angehoben). In Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine führt die elektronische Steuereinheit 100 eine Umschaltung hinsichtlich der Einspritzlöcher aus, über die eine Brennstoffeinspritzung durchzuführen ist. Es ist anzumerken, dass die mit variablem Einspritzloch ausgestattete Einspritzdüse (Injektor) auch in anderer Weise aufgebaut sein kann.
7 zeigt eine graphische Darstellung, die gleichartig ist wie diejenige gemäß 2, und die Beziehungen zwischen dem Durchmesser des oder der Einspritzlöcher und der Rauchmenge veranschaulicht. Der Brennstoff B ist leichter als der Brennstoff A. Wie aus dieser graphischen Darstellung ersichtlich ist, vergrößert sich die Rauchmenge proportional mit der Vergrößerung des Einspritzlochdurchmessers. Dies liegt an dem nachfolgend angegebenen Grund. Das Ausmaß der Diffusion bzw. Zerstäubung der Brennstoffnebel (Brennstoffsprays) nimmt nämlich ab, wenn sich der Durchmesser des oder der Einspritzlöcher vergrößert. Die Größe eines Klumpens bzw. einer Ballung, der bzw. die die Brennstoffnebel bildet, vergrößert sich, wenn sich der Einspritzlochdurchmesser erhöht. Wenn der Durchmesser des Einspritzlochs groß ist, wird demzufolge die Mischung unzureichend gemischt, und es ist die Erzeugung von Rauch wahrscheinlich.
Auf der anderen Seite ist das Verhältnis zwischen der Vergrößerung hinsichtlich der Rauchmenge und der Vergrößerung hinsichtlich des Durchmessers des Einspritzlochs, d. h. also der Gradient oder die Neigung von jeder der Linien in der graphischen Darstellung, abhängig von der Destillationseigenschaft unterschiedlich und vergrößert sich, wenn sich der Wert T90 erhöht. Dies liegt daran, dass sich bei einer Verringerung des Ausmaßes der Leichtheit bzw. des leichter Machens des Brennstoffs die Schwierigkeit hinsichtlich der Verdampfung und Atomisierung erhöht, und die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Partikeln zunimmt.
Diese Charakteristik ist die gleiche wie die Charakteristik zwischen der Motorlast und der Rauchmenge bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Destillationseigenschaft kann daher auch unter Heranziehung dieser Charakteristik geschätzt werden, in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Genauer gesagt, wird ein Verhältnis ΔS/ΔD zwischen einer Differenz ΔS zwischen einer Rauchmenge bei dem ersten Durchmesser D1 des Einspritzlochs und einer Rauchmenge bei dem zweiten Durchmesser D2 des Einspritzlochs und einer Differenz ΔD = D2 – D1 zwischen dem ersten Durchmesser D1 des Einspritzlochs und dem zweiten Durchmesser D2 des Einspritzlochs berechnet. Der Wert T90, der dem Verhältnis ΔS/ΔD entspricht, wird dann anhand einer Karte bzw. Abbildung berechnet, die vorab erzeugt worden ist, wie dies in 8 gezeigt ist. Damit kann die Destillationseigenschaft des benutzten Brennstoffs geeignet und exakt geschätzt werden.
9 zeigt ein Beispiel einer Schätzverarbeitung zur Schätzung der Destillationseigenschaft in Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zunächst bestimmt die elektronische Steuereinheit 100 in einem Schritt S201, ob eine erste vorbestimmte Erfassungsbedingung erfüllt ist oder nicht. Dies bedeutet, dass die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt oder ermittelt, dass die erste Erfassungsbedingung erfüllt ist, und zwar auf die Erfassung hin, dass eine Einspritzung von Brennstoff über die ersten Einspritzlöcher 31 durchgeführt wird.
Wenn die erste Erfassungsbedingung nicht erfüllt ist, wird oder ist ein Bereitschaftszustand eingenommen. Wenn die erste Erfassungsbedingung erfüllt ist, findet ein Übergang zu einem Schritt S202 statt. in dem Schritt S202 erfasst die elektronische Steuereinheit 100 die erste Konzentration P1 von Partikeln und den ersten Durchmesser D1 des Einspritzlochs während einer Brennstoffeinspritzung über die ersten Einspritzlöcher 31 (mit dem ersten Durchmesser D1 des oder der Einspritzlöcher). Die erste Konzentration P1 wird auf der Grundlage eines von dem Rauchsensor 24 stammenden Erfassungssignals detektiert. Auf der anderen Seite wird der erste Durchmesser D1 des oder der Einspritzlöcher durch Auslesen eines Werts des ersten Durchmessers D1 des oder der ersten Einspritzlöcher, der bereits vorab in der elektronischen Steuereinheit 100 gespeichert ist, ermittelt.
Die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt oder ermittelt dann in einem Schritt S203, ob eine vorbestimmte zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist oder nicht. Die elektronische Steuereinheit 100 bestimmt oder ermittelt, dass die zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist, auf die Erfassung hin, dass die Einspritzung von Brennstoff über die zweiten Einspritzlöcher 32 durchgeführt wird.
Wenn die zweite Erfassungsbedingung nicht erfüllt ist, wird ein Bereitschaftszustand eingenommen. Wenn die zweite Erfassungsbedingung erfüllt ist, wird ein Übergang zu einem Schritt S204 durchgeführt. In dem Schritt S204 erfasst die elektronische Steuereinheit 100 die zweite Konzentration P2 von Partikeln und den zweiten Durchmesser D2 des oder der zweiten Einspritzlöcher während einer Einspritzung von Brennstoff über die zweiten Einspritzlöcher 32 (mit dem zweiten Einspritzlochdurchmesser D2). Ein Verfahren zum Erfassen dieser Konzentration und dieses Einspritzlochdurchmessers ist das gleiche wie bei dem Schritt S202.
In einem Schritt S205 berechnet die elektronische Steuereinheit 100 dann die Differenz ΔP = P2 – P1 zwischen der ersten Konzentration P1 und der zweiten Konzentration P2 und berechnet eine Differenz ΔD = D2 – D1 zwischen dem ersten Durchmesser D1 des oder der ersten Einspritzlöcher und dem zweiten Durchmesser D2 des oder der zweiten Einspritzlöcher. Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet dann ein Verhältnis ΔP/ΔD anhand dieser Differenz ΔD zwischen den Konzentrationen und dieser Differenz ΔD zwischen den Durchmessern der Einspritzlöcher.
Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet danach in einem Schritt S206 eine Destillationseigenschaft bzw. Verdampfungseigenschaft, nämlich den Wert T90, der dem Verhältnis ΔP/ΔD entspricht, anhand einer vorbestimmten Karte oder Abbildung, die gleichartig ist wie diejenige gemäß 8, die bereits vorab erzeugt und gespeichert worden ist. Damit kann die Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft des gegenwärtig benutzten Brennstoffs geschätzt werden.
Die elektronische Steuereinheit 100 wählt danach in einem Schritt S207 eine Steuerkarte bzw. Steuerabbildung bzw. Kennlinie oder Kennfeld zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung auf der Basis des berechneten oder geschätzten Werts T90 wie bei dem vorstehend beschriebenen Schritt S107 aus. Nachfolgend steuert die elektronische Steuereinheit 100 mindestens die Brennstoffeinspritzmenge und/oder die Zeitsteuerung der Brennstoffeinspritzung und/oder den Brennstoffeinspritzdruck unter Heranziehung der ausgewählten Steuerkarte bzw. des ausgewählten Steuerkennfelds (Kennlinie, Abbildung) für die Brennstoffeinspritzung.
Dieses Verfahren, bei dem die Einspritzlochdurchmesser benutzt werden, ermöglicht es, die Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft bei der gleichen Last zu schätzen, im Vergleich mit dem Verfahren, bei dem die Motorlasten benutzt werden, wie dies bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fall ist. Dies bedeutet, dass selbst dann, wenn lediglich eine Differenz zwischen den Durchmessern der Einspritzlöcher vorhanden ist, die Destillationseigenschaft selbst bei der gleichen Last geschätzt werden kann.
Bei der hier beschriebenen Schätzverarbeitung zur Schätzung der Destillationseigenschaft wird zunächst die erste Konzentration P1 bei dem ersten Einspritzlochdurchmesser D1 auf der Seite bzw. im Bereich des oder der kleinen Einspritzlöcher detektiert, und es wird dann die zweite Konzentration P2 bei dem zweiten Einspritzlochdurchmesser D2 auf der Seite bzw. im Bereich des oder der großen Einspritzlöcher ermittelt. Umgekehrt ist es auf der anderen Seite auch möglich oder passend, zunächst die zweite Konzentration P2 mit dem zweiten Einspritzlochdurchmesser D2 auf der Seite bzw. im Bereich der großen Einspritzlöcher zu detektieren, und anschließend die erste Konzentration P1 mit dem ersten Einspritzlochdurchmesser D1 auf der Seite bzw. im Bereich des oder der kleinen Einspritzlöcher zu erfassen. Weiterhin ist es in einem Fall von Injektoren bzw. Einspritzdüsen, die drei oder mehr unterschiedliche Einspritzlochdurchmesser aufweisen, auch möglich oder passend, Konzentrationen, die den jeweiligen Einspritzlochdurchmessern entsprechen, zu detektieren, ein Durchschnittsverhältnis anhand dieser Einspritzlochdurchmesser und dieser Konzentrationen zu berechnen, und eine Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft auf der Basis des Verhältnisses zu schätzen.
Die Einrichtung oder Methode zur Schätzung der Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft gemäß der Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, weist den Vorteil auf, dass es möglich ist, die Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft noch genauer als in dem Fall der Schätzung der Eigenschaft auf der Basis des A/F-Werts und der Schätzung der Eigenschaft auf der Basis des im Zylinder herrschenden Druckwerts zu schätzen, wobei zugleich ein äquivalentes bzw. gleichwertiges Ansprechverhalten sichergestellt ist. Die Einrichtung oder Methode zur Schätzung der Destillationseigenschaft in Übereinstimmung mit der Erfindung ist hinsichtlich der zukünftigen Diversifikation von Brennstoffen, der Bekämpfung bzw. Verringerung der Emissionen und der Verringerung der Größe des Brennstoffverbrauchs ebenfalls sehr vorteilhaft.
Es ist anzumerken, dass der Differenzdruck- bzw. Differentialdruck-Sensor 22 oder der Temperatursensor 23 bei dem Verfahren der Erfassung der Konzentrationen der Partikel anstelle des Einsatzes des Rauchsensors 24, wie dies vorstehend beschrieben ist, eingesetzt werden kann. Im Hinblick auf das Verfahren, bei dem der Differenzdrucksensor 22 eingesetzt wird, vergrößert sich der Differenzdruck bzw. Differentialdruck, wenn sich die Menge an Ablagerungen von Partikeln an dem Partikelfilter DPF 20 erhöht. Es kann demzufolge eine Menge von Partikeln je Zeiteinheit dadurch detektiert werden, dass eine Größe der Änderung hinsichtlich des Differenz- bzw. Differentialdrucks je Zeiteinheit detektiert wird. Eine Konzentration von Partikeln je Zeiteinheit kann dadurch erfasst werden, dass diese Menge von Partikeln je Zeiteinheit durch eine Menge von Abgas (dies kann durch einen Wert einer Menge an angesaugter Luft bzw. Ansaugluftmenge ersetzt werden) je Zeiteinheit dividiert wird.
im Hinblick auf das Verfahren, bei dem der Temperatursensor 23 eingesetzt wird, ist die Größe des Anstiegs hinsichtlich der Bodentemperatur bzw. Basistemperatur des Partikelfilters (DPF Floor Temperature) in dem Fall, dass eine gewisse bekannte Menge an Brennstoff von dem Brennstoffhinzufügungsventil 21 hinzugefügt wird, proportional zu der Menge an Ablagerungen von Partikeln an dem Partikelfilter 20. Daher kann eine Konzentration von Partikeln je Brennstoffhinzufügungsintervall dadurch detektiert werden, dass eine Menge von Partikeln, die auf der Basis eines Vergrößerungsausmaßes, um das sich die Temperatur bei einmaliger Hinzufügung von Brennstoff erhöht, geschätzt wird oder ist, durch eine Menge an Abgas in einem internen Bereich bzw. Intervall zwischen einem Zeitpunkt, zu dem Brennstoff hinzugefügt wird, und einem vorhergehenden Zeitpunkt, zu dem Brennstoff hinzugefügt wurde, dividiert wird.
Auch wenn vorstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden sind, kann die Erfindung auch andere Ausgestaltungen annehmen. Als Beispiel kann anstelle des Werts T90 auch jeder beliebige andere der Werte T50, T10 und EP als die Destillations- bzw. Verdampfungseigenschaft eingesetzt werden.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt. Die Erfindung schließt alle Modifikationsbeispiele, Anwendungsbeispiele und Äquivalente ein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard JISK 2254 ”Erdölprodukt – Destillationstestmethode” bzw. ”Petroleum Product – Distillation Test Method” [0034]

Claims

Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch: eine Erfassungseinrichtung (22; 23; 24) zum Erfassen einer Konzentration von Partikeln, die in einem Abgas der mit Kompressionszündung arbeitenden Brennkraftmaschine (1) enthalten sind; und eine Schätzeinrichtung (100) zum Gewinnen einer ersten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer ersten Last detektiert wird, und einer zweiten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine bei einer zweiten Last detektiert wird, sowie zum Schätzen einer Destillationseigenschaft eines verwendeten Brennstoffs auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen einer Differenz zwischen der ersten Last und der zweiten Last, und einer Differenz zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch: eine Erfassungseinrichtung (22; 23; 34) zum Erfassen einer Konzentration von Partikeln, die in einem Abgas der für Kompressionszündung ausgelegten Brennkraftmaschine (1) enthalten sind; einen Injektor, der einen Brennstoff in eine Verbrennungskammer einspritzt und einen variablen Einspritzlochdurchmesser aufweist; und eine Schätzeinrichtung (100) zum Gewinnen einer ersten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während einer Brennstoffeinspritzung mittels eines ersten Einspritzlochdurchmessers detektiert wird, und einer zweiten Konzentration, die durch die Erfassungseinrichtung während einer Brennstoffeinspritzung mittels eines zweiten Einspritzlochdurchmessers detektiert wird, sowie zum Schätzen einer Destillationseigenschaft des verwendeten Brennstoffs auf der Basis eines Verhältnisses zwischen einer Differenz zwischen dem ersten Einspritzlochdurchmesser und dem zweiten Einspritzlochdurchmesser und einer Differenz zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Destillationseigenschaft T90 ist.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin eine Steuereinrichtung (100) zum Steuern mindestens einer Brennstoffeinspritzmenge und/oder einer Brennstoffeinspritzzeitgabe und/oder eines Brennstoffeinspritzdrucks auf der Grundlage der Destillationseigenschaft, die durch die Schätzeinrichtung geschätzt ist, aufweist.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Erfassungseinrichtung ein Rauchsensor (24) ist.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Erfassungseinrichtung ein Differenzdrucksensor (22) ist, der Drücke des Abgases stromauf und stromab eines Partikelfilters (20) der Brennkraftmaschine detektiert.
Für Kompressionszündung ausgelegte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Erfassungseinrichtung ein Temperatursensor (23) ist, der eine Temperatur eines Partikelfilters (20) der Brennkraftmaschine erfasst.