DE102011083982B4

DE102011083982B4 - Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011083982B4
Application number: DE102011083982.8A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Higuchi; Koji Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2031-10-05
Also published as: JP2012077723A; CN102444489A; DE102011083982A1; CN102444489B; JP5168336B2; US8977471B2; US20120083994A1

Abstract

Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die an einem Kraftstoffeinspritzsystem angewendet ist, in dem ein Kraftstoffeinspritzer (11) einen Kraftstoff in jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine (10) einspritzt, wobei die Steuereinrichtung einen Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffeinspritzers auf Grundlage eines Fahrzustands der Maschine definiert, wobei die Steuereinrichtung eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf Grundlage des definierten Einspritzzustands mit Bezug auf jeden Zylinder ausführt, wobei die Steuerung umfasst:
ein Berechnungsmittel (S11) zum Berechnen einer Maschinendrehzahl (NE), die gemäß einer Kraftstoffverbrennung variiert, mit Bezug auf jeden Zylinder;
ein Auslösungsmittel (S26) zum Auslösen des Kraftstoffeinspritzzustands in einem betätigten Zylinder, der ein Teil der Zylinder ist, in einer Weise, dass er unterschiedlich von dem Kraftstoffeinspritzzustand in einem nicht betätigten Zylinder ist, der ein anderer als der betätigte Zylinder ist, während die Maschine (10) läuft; und
ein Bestimmungsmittel (S27 - S31) zum Bestimmen einer Kraftstoffeigenschaft, wenn das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand auslöst, auf Grundlage einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den betätigten Zylinder berechnet wurde, und einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den nicht betätigten Zylinder berechnet wurde;
gekennzeichnet durch
ein Antriebszustandbestimmungsmittel (S22) zum Bestimmen, ob ein Fahrzustand der Maschine (10) stabil beibehalten ist, wobei
das Bestimmungsmittel die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage einer bestimmten Anzahl von abgefragten Werten der Maschinendrehzahl bestimmt, die durch das Berechnungsmittel berechnet wurde,
das Auslösungsmittel variabel eine Zahl der betätigten Zylinder einstellt, und
wenn die Maschine (10) sich in einem bestimmten Zustand hoher Drehzahl befindet, eine Vielzahl von Zylindern als die betätigten Zylinder definiert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Eigenschaft eines für die Brennkraftmaschine verwendeten Kraftstoffs bestimmt.
Es ist gut bekannt, dass ein Verbrennungszustand einer Brennkraftmaschine gemäß einer Kraftstoffeigenschaft (zum Beispiel dem Cetanwert (Cetanzahl)) variiert. Wenn eine tatsächliche Kraftstoffeigenschaft sich stark von einer vorbestimmten Kraftstoffeigenschaft unterscheidet, ist es wahrscheinlich, dass ein Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine instabil wird, so dass Emissionen und Kraftstoffverbrauch verschlechtert werden können.
Die Druckschrift JP 2006 - 16 994 A zeigt, dass ein Verbrennungszustand wie z.B. eine Zündzeit durch einen Verbrennungsdrucksensor erfasst wird, und dass die Kraftstoffeigenschaft basierend auf dieser erfassten Zündzeit erfasst wird. Die Druckschrift JP 2009- 180 174 A ( US 2009 / 0 198 456 A1 ) zeigt, dass eine kleine Menge von Kraftstoff eingespritzt wird, während ein Fahrzeug verzögert wird, und die Kraftstoffeigenschaft ausgehend von einer Variation der Maschinendrehzahl aufgrund der kleinen Einspitzung erfasst wird.
Jedoch ist in der Druckschrift JP 2006- 16 994 A unklar, ob eine Zündzeitverzögerung aufgrund eines Verbrennungszustands oder eines anderen Grundes verursacht wird. Es ist wahrscheinlich, dass der Cetanwert nicht korrekt erhalten werden kann. Zum Beispiel kann eine Abweichung in der Zündzeit wegen eines Unterschieds der Kraftstoffeigenschaft wegen einer Abgasrezirkulierung (EGR) nicht mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden.
Ebenfalls ist in der Druckschrift JP 2009- 180 174 A die Erfassungsfrequenz der Kraftstoffeigenschaft relativ niedrig, da die Kraftstoffeigenschaft nur erfasst wird, wenn das Fahrzeug verzögert wird. Um die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern, ist es notwendig, die Erfassungsfrequenz zu erhöhen. Falls der Kraftstoff eingespritzt wird, um die Kraftstoffeigenschaft zu erfassen, während das Fahrzeug nicht verzögert wird, ist es wahrscheinlich, dass die Fahrfähigkeit verschlechtert wird.
Die Druckschrift JP 2007 - 127 007 A offenbart eine Steuereinrichtung einer Brennkraftmaschine. Hier wird eine Verdampfungseigenschaft eines Kraftstoffs als Kraftstoffeigenschaft und eine Anpassung der Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der Kraftstoffeigenschaften gelehrt.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung der voranstehend beschriebenen Themen gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Kraftstoffeigenschaft genau zu bestimmen, ohne dass die Fahrfähigkeit verschlechtert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine an einem Kraftstoffeinspritzsystem angewendet, in dem ein Kraftstoffeinspritzer Kraftstoff in jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine einspritzt. Die Steuereinrichtung definiert einen Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffeinspritzers auf Grundlage eines Fahrzustands der Maschine und führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf Grundlage des definierten Kraftstoffeinspritzzustands mit Bezug auf jeden Zylinder durch. Die Steuereinrichtung hat ein Berechnungsmittel zum Berechnen einer Maschinendrehzahl, die gemäß der Kraftstoffverbrennung variiert, mit Bezug auf jeden Zylinder. Die Steuereinrichtung hat ein Auslösungsmittel zum Auslösen des Kraftstoffeinspritzzustands in einem betätigten Zylinder, der ein Teil der Zylinder ist, in einer Weise, dass er unterschiedlich zu dem Kraftstoffeinspritzzustand in einem nicht betätigten Zylinder ist, der ein anderer als der betätigte Zylinder ist, während die Maschine läuft. Außerdem hat die Steuereinrichtung ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Kraftstoffeigenschaft, wenn das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand auslöst, auf Grundlage einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den betätigten Zylinder berechnet wird, und einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den nicht betätigten Zylinder berechnet wird.
Ein Verbrennungszustand variiert gemäß dem Cetanwert eines Kraftstoffs oder einer Alkoholkonzentration eines mit Alkohol gemischten Kraftstoffs. Die Maschinendrehzahl variiert wegen der Variation des Verbrennungszustands in jedem Zylinder, wobei ein Unterschied der Maschinendrehzahl auftritt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzzustand zwangsweise durch das Durchführen einer Einspritzzustandauslösung variiert. Dann wird die Kraftstoffeigenschaft ausgehend von einer Variation der Maschinendrehzahl bestimmt, wenn die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird. Es sollte angemerkt werden, dass die Maschinendrehzahl, die wegen der Kraftstoffverbrennung in jedem Zylinder variiert, auf Grundlage eines Zeitraums berechnet werden kann, der erforderlich ist, damit eine Kurbelwelle in einem bestimmten Winkel dreht. Diese Maschinendrehzahl wird ebenfalls als sofortige Maschinendrehzahl bezeichnet.
Da die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage der Maschinendrehzahl des betätigten Zylinders und der Maschinendrehzahl des nicht betätigten Zylinders bestimmt wird, kann die Kraftstoffeigenschaft basierend auf einer Variation der Maschinendrehzahl wegen der Einspritzzustandauslösung mit Bezug auf die Maschinendrehzahl des nicht betätigten Zylinders bestimmt werden. Da die Maschinendrehzahl mit Bezug auf den betätigten Zylinder und den nicht betätigten Zylinder unter den gleichen Bedingungen einschließlich Störungen erhalten wird, ist zu dieser Zeit absehbar, dass die Variation der Maschinendrehzahl durch die Kraftstoffeigenschaft verursacht wird.
Da außerdem die betätigten Zylinder auf einen Teil der Zylinder begrenzt sind, erfährt der Fahrzustand der Maschine sogar dann nur einen kleinen Einfluss, falls die Variation der Maschinendrehzahl in den bestimmten Zylindern erzeugt wird. Deswegen kann eingeschränkt werden, dass der Fahrzustand der Maschine übermäßig variiert wird, während der Kraftstoffeinspritzzustand zwangsweise ausgelöst wird, um die Kraftstoffeigenschaft zu bestimmen. Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die Kraftstoffeigenschaft geeignet bestimmt werden, während eine Verschlechterung der Fahrfähigkeit beschränkt ist.
Alternativ kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage eines Zylindermoments von jedem Zylinder bestimmt werden, das von der Maschinendrehzahl von jedem Zylinder geschätzt wird. Außerdem hat die Einspritzzustandauslösung eine Auslösung zum Variieren einer Kraftstoffeinspritzzeit des Einspritzers, eine Auslösung zum Variieren einer Kraftstoffeinspritzmenge, und eine Auslösung zum Variieren eines Einspritzmusters von mehrfachen Kraftstoffeinspritzungen.
Erfindungsgemäß ist eine Mehrzylindermaschine mit einem Kraftstoffeinspritzer für jeden Zylinder bereitgestellt. Eine ECU definiert einen Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffeinspritzers auf Grundlage eines Fahrzustands der Maschine und führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung für jeden Zylinder auf Grundlage des definierten Kraftstoffeinspritzzustands aus. Die ECU berechnet eine Maschinendrehzahl mit Bezug auf jeden Zylinder. Während die Maschine läuft, wird in einem betätigten Zylinder der definierte Kraftstoffeinspritzzustand ausgelöst. Eine Kraftstoffeigenschaft wird auf Grundlage der Maschinendrehzahl des betätigten Zylinders und einer Maschinendrehzahl eines nicht betätigten Zylinders bestimmt.
Figurenliste
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich werden, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht wird, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:

1 eine Konstruktionsansicht ist, die schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail Art in einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Zeitdiagramm ist, das eine Variation in der Maschinendrehzahl und eine Variation in einem sofortigen Moment zeigt;
3 ein Flussdiagramm ist, das eine Verarbeitung zeigt, die jedes Mal ausgeführt wird, wenn der Drehzahlimpuls ansteigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Kraftstoffeigenschaftsbestimmungsverarbeitung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
5A und 5B Diagramme sind, die jeweils eine Verteilung eines Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm zeigen; und
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Kraftstoffeigenschaftsbestimmungsverarbeitung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform hat die vorliegende Erfindung als Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Mehrzylinderdieselmaschine für ein Fahrzeug ausgeführt, und im Folgenden wird die detaillierte Anordnung beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem zeigt.
Eine Vier-Zylinderdieselmaschine 10 weist einen Kraftstoffeinspritzer 11 an jedem Zylinder auf. Die Kraftstoffeinspritzer 11 sind mit einer Common-Rail (Speicher) 12 verbunden. Die Common-Rail 12 ist mit einer Hochdruckpumpe 13 verbunden, die einen Hochdruckkraftstoff dahin zuführt. Die Hochdruckpumpe 13 wird durch die Maschine 10 angetrieben. Die Hochdruckpumpe 13 ist mit einem Ansaugsteuerventil (SCV) 13a bereitgestellt, durch das der von einem Kraftstofftank 15 durch eine Speisepumpe 14 nach oben gepumpte Kraftstoff in eine Kraftstoffkammer der Pumpe 13 eingebracht wird.
Die Common-Rail 12 ist mit einem Drucksensor 16 bereitgestellt, der einen Kraftstoffdruck in einer Common-Rail 16 erfasst, der als Common-Rail-Druck bezeichnet wird. Außerdem ist die Common-Rail 12 mit einem Druckreduktionsventil (nicht dargestellt) bereitgestellt. Wenn der Common-Rail-Druck übermäßig erhöht wird, wird das Druckreduktionsventil geöffnet, um den Common-Rail-Druck freizugeben.
Ein Drehzahlsensor 18 ist an einer Nähe einer Kurbelwelle 17 an der Maschine 10 angeordnet, um die Drehzahl der Kurbelwelle 17 zu erfassen. Der Drehzahlsensor 18 ist ein Aufnahmesensor, der Impulsmaschinendrehzahlsignale (Drehzahlimpuls) abgibt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Drehzahlimpuls alle 6° Kurbelwinkel abgegeben.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20 hat einen Mikro-Rechner, der eine CPU, ein ROM, ein RAM und ein EEPROM aufweist. In dem ROM sind verschiedene Steuerprogramme gespeichert. Die ECU 20 empfängt verschiedene Erfassungssignale von den voranstehend beschriebenen Sensoren. Die ECU 20 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzzeit auf Grundlage einer Fahrzustandsinformation der Maschine einschließlich einer Maschinendrehzahl, einer Beschleunigerposition und Ähnlichem. Dann gibt die ECU 20 ein Einspritzsteuersignal zu dem Kraftstoffeinspritzer 11 ab. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine mehrfache Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Die mehrfache Kraftstoffeinspritzung schließt eine Haupteinspritzung, eine Steuereinspritzung und eine Nacheinspritzung ein.
Die ECU 20 regelt den Kraftstoffdruck gemäß dem vorliegenden Fahrzustand der Maschine. Insbesondere berechnet die ECU 20 einen Soll-Common-Rail-Druck auf Grundlage des Fahrzustands der Maschine, und steuert das SCV 13a so, dass der Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor 16 erfasst wird, mit dem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
Es sollte angemerkt werden, dass die Maschinendrehzahl NE gemäß der Kraftstoffverbrennung in jedem Zylinder variiert. Ein Anstieg und ein Absinken der Maschinendrehzahl NE werden gemäß jedem Hub in einem Verbrennungszyklus wiederholt. Wie aus 2A ersichtlich ist, befinden sich in einer Reihenfolge eines Leistungshubs in Vierzylindern ein erster Zylinder (#1), ein dritter Zylinder (#3), ein vierter Zylinder (#4) und ein zweiter Zylinder (#2) in dieser Reihenfolge.
Die Kraftstoffeinspritzung wird alle 180° Kurbelwinkel der Kurbelwelle 17 durchgeführt. In einem Verbrennungszyklus eines einzelnen Zylinders wird die Maschinendrehzahl NE gemeinsam mit einer Kraftstoffverbrennung erhöht und dann die Maschinendrehzahl NE wegen einer auf die Kurbelwelle 17 aufgebrachten Last verringert. Die Maschinendrehzahl NE, die in 2A gezeigt ist, wird ausgehend von einem Zeitraum berechnet, der erforderlich ist, damit eine Kurbelwelle 17 einen vorbestimmten Winkel (6° Kurbelwinkel) dreht. Diese Maschinendrehzahl NE wird als sofortige Maschinendrehzahl bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Betrachtung einer Variation der Maschinendrehzahl NE für jeden Zylinder ein Moment mit Bezug auf jeden Zylinder gemäß der Variation der Maschinendrehzahl geschätzt. Insbesondere eine Variationskomponente der Maschinendrehzahl NE wird als sofortiges Moment NEflt mittels eines Bandpassfilters (BPF) extrahiert. Die Maschinendrehzahl NE, die basierend auf dem Erfassungssignal (Drehzahlimpuls) des Maschinendrehzahlsensors 18 berechnet wird, hat Geräusche und Erfassungsfehler. Der Erfassungswert der Maschinendrehzahl NE verteilt sich relativ zu einer tatsächlichen Maschinendrehzahl. Der BPF entfernt Bestandteile hoher Frequenz und Bestandteile niedriger Frequenz, wobei das sofortige Moment NEflt keine Verteilung aufweist. Dieses sofortige Moment NEflt (i) wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. $NEflt (i) = k 1 * NE (i) + k2 * NE (i - 1) + k3 * NE (i - 2) + k4 * NEflt (i - 1) + k 5 * NEflt (i - 2)$
In dieser Gleichung (1) ist NE (i) ein vorliegender abgefragter Wert der Maschinendrehzahl, und NE (i-1) und NE (i-2) stellen voran gegangene abgefragte Werte dar. NEflt (i-1) und NEflt (i-2) stellen vorangehende sofortige Momente dar, und „k1“ - „k5“ sind Konstante.
Die voran stehende Gleichung (1) wird durch das Diskretisieren einer Funktion G (s) erhalten, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt ist. $G (s) = 2 ζω s/ (s^{2} + 2 ζω+ ω^{2})$
worin ζ einen Abschwächungskoeffizienten darstellt und ω eine Erwiderungsfrequenz darstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Erwiderungsfrequenz ω als Verbrennungsfrequenz der Maschine 10 definiert. Auf Grundlage davon sind ebenfalls die Konstanten „k1“ bis „k5“ definiert. Die Verbrennungsfrequenz ist eine Winkelfrequenz, die eine Anzahl von Verbrennungen pro Winkeleinheit darstellt. In einem Fall einer Vier-Zylindermaschine ist der Verbrennungszyklus 180° Kurbelwinkel und der Kehrwert ist als die Verbrennungsfrequenz definiert.
Das sofortige Moment NEflt von jedem Zylinder wird während eines bestimmten Bereichs von einem oberen Todpunkt (TDC) integriert. Ausgehend von dem integrierten sofortigen Moment wird das Zylindermoment NEtrq#1 bis NEtrq#4 mit Bezug auf jeden Zylinder berechnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der integrierte bestimmte Bereich von einem TDC bis ATDC 90° Kurbelwinkel definiert. Alternativ ist der integrierte bestimmte Bereich von TDC bis ATDC mit 180° Kurbelwinkel definiert. Das Integrieren des bestimmten Bereichs kann mit Bezug auf jeden Zylinder definiert werden. In der folgenden Beschreibung ist die Anzahl der Zylinder durch „#i“ dargestellt und die Zylindermomente NEtrq#1 bis NEtrq#4 sind durch NEtrq#i dargestellt.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage des Zylindermoments NEtrq#i bestimmt. Insbesondere während die Maschine 10 läuft, sind ein Teil der Zylinder unter allen Zylindern 10 als betätigte Zylinder definiert. Der Kraftstoffeinspritzzustand in den betätigten Zylindern wird mit Bezug auf den Kraftstoffeinspritzzustand in nicht betätigten Zylindern ausgelöst (variiert). Wenn der Kraftstoffeinspritzzustand in den betätigen Zylindern ausgelöst wird, wird die Kraftstoffeigenschaft ausgehend von dem Zylindermoment NEtrq#i in den betätigten Zylindern und das Zylindermoment NEtrq#i in den nicht betätigen Zylindern bestimmt. Die voranstehende Verarbeitung wird im Folgenden im Detail beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zeigt, die jedes Mal ausgeführt wird, wenn der Drehzahlimpuls steigt.
In Schritt S11 berechnet der Rechner einen Impulsabstand zwischen der vorliegenden NE Abfragezeit und der vorangehenden NE Abfragezeit. Ein Kehrwert des Impulsabstands ist als Maschinendrehzahl NE definiert (sofortige Maschinendrehzahl).
Dann wird in Schritt S12 die Maschinendrehzahl NE von jedem Zylinder mittels Band-Pass gefiltert und integriert, um das Zylindermoment NEtrq#i zu berechnen. Das Zylindermoment NEtrq#i wird auf Grundlage eines bestimmten Abfragewerts der Maschinendrehzahl NE berechnet. Eine derartige Verarbeitung wird ausgeführt, während die Maschine läuft, wobei das Zylindermoment NEtrq#i aufeinanderfolgend berechnet und als Vergangenheitswert in einem Speicher gespeichert wird.
In Schritt S13 wird eine Verteilung UE#i in dem Zylindermoment NEtrq#i zwischen jedem Zylinder auf Grundlage eines Verhältnisses zwischen dem berechneten Zylindermoment NEtrq#i und einem Durchschnitt des Zylindermoments NEtrq#i von allen Zylindern berechnet. Insbesondere die Verteilung UE#i wird gemäß einer folgenden Gleichung (3) berechnet. $UE # i = \frac{NEtrq # i}{1 / 4 * \sum N E t r q # i}$
In der Gleichung (3) entspricht der Nenner einem Durchschnitt des Zylindermoments NEtrq#i von vier Zylindern in einem 720° Kurbelwinkel. Diese Verteilung UE#i wird ebenfalls als Vergangenheitswerte in dem Speicher gespeichert.
In Schritt S14 berechnet der Rechner Standardabweichungen (Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4), die einen Verteilungsbereich des Zylindermoments NEtrq#i von jedem Zylinder darstellen. Insbesondere ein Durchschnittswert des Zylindermoments NEtrq#i in einem vorbestimmten Bereich (zum Beispiel 30 Zyklen) wird berechnet. Ein Unterschied zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i und dem Durchschnittswert wird quadriert. Eine Quadratwurzel eines Durchschnittswerts des quadrierten Unterschieds wird erhalten, um die Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 zu berechnen.
Anstelle der Standardabweichungen des Zylindermoments NEtrq#i können Verteilungen des Zylindermoments NEtrq#i (Quadrat der Standardabweichung) verwendet werden.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeigenschaftsbestimmungsverarbeitung zeigt. Die ECU 20 führt wiederholt die Verarbeitung in bestimmten Abständen aus.
In Schritt S21 bestimmt der Rechner, ob eine Kraftstoffeigenschaftsbestimmung bereits beendet wurde. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraftstoffeigenschaftsbestimmung ausgeführt, wenn eine Zündung eingeschaltet wird. Wenn die Kraftstoffeigenschaftsbestimmung noch nicht beendet wurde, schreitet der Vorgang zu Schritt S22 voran. Alternativ kann die Kraftstoffeigenschaftsbestimmung ausgeführt werden, wenn der Kraftstoff in einem Kraftstofftank wiedereingefüllt wird. Außerdem kann die Kraftstoffeigenschaftsbestimmung mehrere Male ausgeführt werden, nachdem der Kraftstoff wieder eingefüllt wurde.
In Schritt S22 bestimmt der Rechner, ob ein Ausführungszustand zum Ausführen der Kraftstoffeigenschaftsbestimmung hergestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Rechner, ob ein Fahrzustand der Maschine und ein anderer Zustand wie zum Beispiel eine Maschinendrehzahl, Kraftstoffeinspritzmenge, Maschinenkühlmitteltemperatur und Ansauglufttemperatur innerhalb von bestimmten Bedingungen liegen. Wenn eine Variation der Maschinendrehzahl niedriger als ein bestimmter Wert ist, und eine Variation in der Kraftstoffeinspritzmenge niedriger als ein bestimmter Wert ist, bestimmt der Rechner, dass die Maschine stabil ist, und der Ausführungszustand ist hergestellt. Falls die Maschinendrehzahl übermäßig hoch ist, wird ein Trägheitsmoment der Maschinendrehung groß, so dass ein Unterschied in dem erzeugten Moment zwischen den Zylindern klein wird. Somit kann eine obere Grenze der Maschinendrehzahl (zum Beispiel 4000 Umdrehungen pro Minute) als Ausführungszustand definiert sein.
In Schritt S23 bestimmt der Rechner, ob es ein Zeitpunkt ist, bevor eine Einspritzzustandauslösung begonnen wird. Falls es ein Zeitpunkt ist, direkt nachdem der Ausführungszustand in Schritt S22 hergestellt wurde, ist die Antwort in Schritt S23 JA und der Vorgang schreitet zu Schritt S24 voran. In Schritt S24 werden mit Bezug auf alle Zylinder die Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 des Zylindermoments NEtrq#i erhalten. In Schritt S25 werden auf Grundlage der Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 die betätigten Zylinder definiert, in denen der Kraftstoffeinspritzzustand ausgelöst wird. Insbesondere die Zylinder, deren Standardabweichungen Minimalwerte sind, werden als die betätigten Zylinder definiert. Es sollte angemerkt werden, dass die Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 der „Verteilung des Zylindermoments, das von der Maschinendrehzahl berechnet wurde“ entsprechen.
In Schritt S26 wird der Kraftstoffeinspritzzustand in den betätigten Zylindern ausgelöst. In der vorliegen Ausführungsform wird eine Hauptkraftstoffeinspritzzeit des Kraftstoffeinspritzers 11 als Einspritzzustandauslösung verzögert. In diesem Fall wird die Hauptkraftstoffeinspritzzeit verzögert, während ein Einspritzzeitraum zwischen der Einspritzung und der Haupteinspritzung fest ist. Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem der betätigte Zylinder der erste Zylinder #1 ist, mit Bezug auf die zweiten bis vierten Zylinder #2 bis #4 als nicht betätigte Zylinder, die Kraftstoffeinspritzzeit auf Grundlage des vorliegenden Fahrzustands der Maschine wie z.B. der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast hergestellt. Außerdem wird mit Bezug auf den ersten Zylinder #1 die Kraftstoffeinspritzzeit relativ zu der Kraftstoffeinspritzzeit der zweiten bis vierten Zylinder verzögert. Anstelle des Verzögerns der Hauptkraftstoffeinspritzzeit kann die Hauptkraftstoffeinspritzzeit auch vorgezogen werden.
In Schritt S27 erhält der Rechner die Verteilung UEa in dem Zylindermoment NEtrq#i des betätigten Zylinders, die zu der Zeit der Einspritzzustandauslösung berechnet wird, und die Verteilung UEb in dem Zylindermoment NEtrq#i des betätigten Zylinders, die vor der Einspritzzustandauslösung berechnet wird. Diese Verteilung in dem Zylindermoment entspricht dem berechneten Wert in Schritt S13. In diesem Fall wird die Verteilung UEb bevorzugt in dem gleichen Fahrzustand der Maschine berechnet, wie es der Fahrzustand der Maschine in der vorliegenden Einspritzzustandauslösung ist.
Es sollte angemerkt werden, dass jede der Verteilungen UEa und UEb einem Vergleichsergebnis zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder und dem Zylindermoment NEtrq#i der nicht betätigten Zylinder entspricht. In Schritt S27 erhält der Rechner ein Vergleichsergebnis zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder und dem Zylindermoment NEtrq#i der nicht betätigten Zylinder zu der Zeit der Einspritzzustandauslösung und vor der Zeit der Einspritzzustandauslösung.
In Schritt S28 wird gemäß der folgenden Gleichung (4) ein Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm auf Grundlage der Verteilungen UEa und UEb berechnet. $Cnpm = UEa/UEb$
Dann wird in den Schritten S29 - S31 die Kraftstoffeigenschaft basierend auf dem Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm bestimmt. Falls der Kraftstoff einen hohen Cetanwert aufweist, ist das Zylindermoment NEtrq#i sogar nahezu konstant, falls die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird. Der Unterschied in dem Zylindermoment NEtrq#i zwischen den betätigten Zylindern und den nicht betätigten Zylindern ist klein. Inzwischen wird das Zylindermoment NEtrq#i wegen der Einspritzzustandauslösung variiert, falls der Kraftstoff einen niedrigen Cetanwert aufweist. Der Unterschied in dem Zylindermoment Netrq#i ist zwischen den betätigen Zylindern und den nicht betätigten Zylindern groß. Unter Betrachtung des voran stehend beschriebenen, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Schwelle TH1 vorangehend definiert, und die Kraftstoffeigenschaft wird durch das Vergleichen des Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm mit der Schwelle TH1 bestimmt.
5A und 5B sind Diagramme, die eine Verteilung des Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm relativ zu dem Cetanwert zeigen. 5A zeigt einen Fall, in dem zwei Arten von Kraftstoff verwendet werden. Einer der Kraftstoffe weist einen hohen Cetanwert auf, und der andere der Kraftstoffe weist einen niedrigen Cetanwert auf. Wie aus 5A ersichtlich ist, weist jede Art von Kraftstoff nahezu einen konstanten Wert in dem Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm relativ zu der Maschinendrehzahl NE auf. Die Schwelle TH1 ist zwischen den Verteilungen der Parameter CNpm für Kraftstoff mit hohem Cetan und Kraftstoff mit niedrigem Cetan definiert. Dabei kann basierend auf der Schwelle TH1 bestimmt werden, ob der Kraftstoff einen hohen Cetanwert oder einen niedrigen Cetanwert aufweist. Da der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm nahezu gleich 1,0 in einem Kraftstoff mit hohem Cetan ist, ist die Schwelle TH1 niedriger als 1,0 (z.B. TH1 = 0,9).
In einem Fall, in dem die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird, hängt die Variation in dem Zylindermoment NEtrq#i von dem Fahrzustand der Maschine ab. Wenn die Maschinendrehzahl höher ist, wird die Variation kleiner. Somit sollten in einem Fall, in dem die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage der Variation in dem Zylindermoment NEtrq#i bestimmt wird, die Schwelle zwischen einer hohen Maschinendrehzahl und einer niedrigen Maschinendrehzahl variiert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm auf Grundlage der Verteilung UE#i berechnet, die einem Verhältnis zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder und einem Durchschnitt aller Zylindermomente NEtrq#i entspricht (siehe Gleichungen (3) und (4)). Deswegen werden jegliche Einflüsse des Fahrzustands der Maschine von dem Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm entfernt. Wie aus 5A ersichtlich ist, kann die Schwelle TH1 ein konstanter Wert ohne Bezug auf die Maschinendrehzahl sein.
Insbesondere bestimmt der Rechner in Schritt S29, ob der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm größer als oder gleich wie die Schwelle TH1 ist. Wenn die Antwort in Schritt S29 JA ist, bestimmt der Rechner, dass der vorliegende Kraftstoff ein Kraftstoff mit hohem Cetan ist. Wenn die Antwort NEIN ist, bestimmt der Rechner, dass der vorliegende Kraftstoff ein Kraftstoff mit niedrigem Cetan ist.
Die Schwelle TH1 kann gemäß einer Art des Kraftstoffs definiert werden. 5B ist ein Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem drei Arten von Kraftstoff verwendet werden. Der erste Kraftstoff weist einen hohen Cetanwert auf, der zweite Kraftstoff weist einen mittleren Cetanwert auf, und der dritte Kraftstoff weist einen niedrigen Cetanwert auf. Mit Bezug auf jeden Kraftstoff wird eine Verteilung in dem Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm gezeigt. Eine zweite Schwelle TH2 und eine dritte Schwelle TH3 sind definiert. Wenn CNpm größer gleich TH2 ist, ist der Kraftstoff ein Kraftstoff mit hohem Cetan. Wenn TH3 kleiner gleich CNpm < TH2 ist, ist der Kraftstoff ein Kraftstoff mit mittlerem Cetan. Wenn CNpm < TH3 ist, ist der Kraftstoff ein Kraftstoff mit niedrigem Cetan.
Gemäß dem Bestimmungsergebnis der Kraftstoffeigenschaft wird die Maschine gesteuert, einen geeigneten Verbrennungszustand beizubehalten. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass ein Kraftstoff mit niedrigem Cetan verwendet wird, wird

(1) die Hauptkraftstoffeinspritzzeit vorgezogen;
(2) die Steuereinspritzmenge erhöht;
(3) die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen geändert; und/oder
(4) die EGR-Menge variiert.

Dabei kann der Verbrennungszustand sogar verbessert werden, falls die Verbrennung wegen des Kraftstoffs mit niedrigem Cetan langsam ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die folgenden Vorteile erreicht werden. Während die Maschine 10 läuft, wird die Einspritzzustandauslösung in einem Teil der Zylinder ausgeführt. Dann wird die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage des Zylindermoments NEtrq#i in den betätigten Zylindern und des Zylindermoments NEtrq#i in den nicht betätigten Zylindern bestimmt. In diesem Fall ist das Zylindermoment NEtrq#i der nicht betätigten Zylinder, und insbesondere ein Durchschnitt aller Zylindermomente NEtrq#i als Bezug definiert. Auf Grundlage der Variation in dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder relativ zu dem Bezug kann die Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden. Da die Maschinendrehzahl NE mit Bezug auf den betätigten Zylinder und dem nicht betätigten Zylinder unter dem gleichen Zustand einschließlich der Störungen erhalten wird, ist es absehbar, dass die Variation in der Maschinendrehzahl durch die Kraftstoffeigenschaft verursacht wird.
Da außerdem die betätigten Zylinder auf einen Teil der Zylinder begrenzt sind, empfängt der Fahrzustand der Maschine 10 sogar dann einen kleinen Einfluss, falls die Variation der Maschinendrehzahl in den bestimmten Zylindern erzeugt wird. Deswegen kann eingeschränkt werden, dass der Fahrzustand der Maschine übermäßig variiert wird, während der Kraftstoffeinspritzzustand zwangsweise ausgelöst wird, um die Kraftstoffeigenschaft zu bestimmen. Wie voranstehend beschrieben wurde, wird die Kraftstoffeigenschaft gut bestimmt, während die Maschine fährt, ohne dass die Fahrfähigkeit verschlechtert wird und die Emissionen erhöht werden.
Der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm wird auf Grundlage der Verteilungen UEa, UEb in dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder und der nicht betätigten Zylinder berechnet. Dann wird die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage des Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm bestimmt. Dabei wird nicht nur der Vergleich zwischen dem betätigten Zylinder und dem nicht betätigten Zylinder im Auslösen des Einspritzzustands sondern auch der Vergleich zwischen dem betätigten Zylinder und dem nicht betätigten Zylinder vor der Einspritzzustandauslösung ausgeführt. Die Kraftstoffeigenschaft wird auf Grundlage des Vergleichsergebnisses bestimmt. Somit kann die Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden, während der Fehler wegen eines einzelnen Unterschieds von jedem Zylinder ausgeschlossen wird. Da das Zylindermoment NEtrq#i von dem Zeitraum vor bis zu dem Zeitraum nach dem die Einspritzzustandsänderung stattfindet miteinander verglichen werden, kann der Einfluss wegen der einzelnen Unterschiede zwischen Zylindern ausgeschlossen werden. Somit kann die Bestimmungsgenauigkeit der Kraftstoffeigenschaft verbessert werden.
Die Standardabweichungen σ1 - σ4, die einen Verteilungsbereich des Zylindermoments NEtrq#i darstellen, werden berechnet. Die Zylinder, deren Standardabweichung ein Minimalwert ist, werden als die betätigten Zylinder definiert. In den betätigten Zylindern ist es wahrscheinlich, dass die Variation der Maschinendrehzahl, die durch das Auslösen des Einspritzzustands erzeugt werden, wegen der Kraftstoffeigenschaft verursacht wird. Somit kann durch das Definieren der betätigten Zylinder wie voranstehend beschrieben die Kraftstoffeigenschaft genau bestimmt werden.
[Andere Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann z.B. in der folgenden Weise ausgeführt werden. In der ersten Ausführungsform sind die Zylinder als die Betätigungszylinder definiert, deren Standardabweichungen σ1 - σ4 Minimalwerte sind. Diese Verarbeitung kann wie folgt geändert werden.
Zum Beispiel kann als Parameter zum Definieren der betätigten Zylinder eine Standardabweichung eingesetzt werden, die einen Bereich einer Verteilung der Maschinendrehzahl NE anzeigt. In diesem Fall wird die Maschinendrehzahl NE (sofortige Maschinendrehzahl) zu einer bestimmten Drehposition (z.B. direkt nach dem oberen Todpunkt) in jedem Zylinder erhalten. Die Standardabweichung wird auf Grundlage einer Verteilung der erhaltenen Maschinendrehzahl NE berechnet. Insbesondere ein Durchschnittswert der Maschinendrehzahl NE an einer bestimmten Drehposition in einem bestimmten Bereich (z.B. 30 Zyklen) wird berechnet. Ein Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl NE und dem Durchschnittswert wird quadriert. Eine Quadratwurzel eines Durchschnittswerts des quadrierten Unterschieds wird erhalten, um die Zylinderstandardabweichungen zu berechnen. Dann werden die Zylinder, deren Zylinderstandardabweichungen Minimalwerte sind, als die betätigten Zylinder definiert.
Alternativ wird eine Standardabweichung des sofortigen Moments NEflt von jedem Zylinder berechnet, und der Zylinder deren Standardabweichungen Minimalwerte sind, können als die betätigten Zylinder definiert werden. Ein Maximalwert des sofortigen Moments NEflt von jedem Zylinder wird abgefragt, und die Standardabweichung wird mit Bezug auf das maximale sofortige Moment berechnet.
Alternativ sind die Zylinder als die betätigten Zylinder definiert, in denen eine Amplitude einer Torsionsschwingung der Kurbelwelle der Maschine 10 ein Minimalwert ist. Da die Amplitude der Torsionsschwingung der Kurbelwelle eine einzelne Charakteristik jeder Maschine ist, ist die Information über die Torsionsschwingung vorangehend in dem Speicher der ECU 20 gespeichert. Die betätigten Zylinder werden auf Grundlage der Information der Torsionsschwingung definiert. In den Zylindern, deren Amplitude der Torsionsschwingung ein Minimalwert ist, ist es wahrscheinlich, dass die Variation der Maschinendrehzahl, die in dem Auslösen des Einspritzzustands erzeugt wird, aufgrund der Kraftstoffeigenschaft verursacht ist. Somit kann gemäß der voranstehend beschriebenen Anordnung die Kraftstoffeigenschaft genau bestimmt werden.
Alternativ können die Zylinder auf Grundlage des Zylindermoments NEtrq#i, das vor der Einspritzzustandauslösung berechnet wurde, als die betätigten Zylinder definiert werden, in denen das Zylindermoment NEtrq#i ein Maximalwert ist. In einem Fall, in dem das Zylindermoment NEtrq#i zwischen Zylindern wegen eines einzelnen Unterschieds der Zylinder voneinander unterschiedlich ist, ist es wahrscheinlich, dass die Variation der Maschinendrehzahl wegen der Kraftstoffeigenschaft in den betätigten Zylindern am bemerkenswertesten ist, wenn die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird. Somit kann gemäß der voranstehend beschriebenen Anordnung die Kraftstoffeigenschaft genau bestimmt werden.
Die Anzahl der betätigten Zylinder kann variabel sein. Wenn die Maschine 10 sich in einem hohen Drehzahlzustand befindet, ist eine Vielzahl von Zylindern als die betätigten Zylinder definiert. Insbesondere ist der betätigte Zylinder gemäß einem Flussdiagramm definiert, dass aus 6 ersichtlich ist. Dieses Flussdiagramm, das in 6 gezeigt ist, ist eine Modifikation des Flussdiagramms, das in 4 gezeigt ist. In 6 sind die gleichen Vorgänge wie die in 4 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wenn die Antwort in Schritt S23 JA ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S41 voran. In Schritt S41 wird bestimmt, ob die Maschine 10 sich derzeit in einem bestimmten Zustand hoher Drehzahl befindet. Wenn z.B. die Maschinendrehzahl (Durchschnittswert der sofortigen Maschinendrehzahl) nicht geringer als 2000 Umdrehungen pro Minute ist, wird bestimmt, dass die Maschine 10 sich in dem Zustand der hohen Drehzahl befindet. Wenn die Antwort in Schritt S41 NEIN ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S42 voran, in dem ein einzelner Zylinder als der betätigte Zylinder definiert ist. Wenn die Antwort in Schritt S41 JA ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S43 voran, in dem mehrere Zylinder (zwei Zylinder) als die betätigten Zylinder definiert sind. Wie voran stehend beschrieben wurde (siehe Schritt S24 und S25), werden die betätigten Zylinder auf Grundlage der Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 definiert. Insbesondere zwei Zylinder deren Zylinderstandardabweichungen σ1 - σ4 ein Minimalwert sind und der zweite Minimalwert sind, werden als die betätigten Zylinder definiert. Alternativ können zwei Zylinder als die betätigten Zylinder definiert werden, in denen die Verbrennung aufeinanderfolgend auftritt.
Nachdem der (die) betätigte(n) Zylinder definiert ist (sind), wird die Einspritzzustandauslösung in dem (den) betätigten Zylinder(n) in Schritt S26 ausgeführt. In Schritt S27 bis Schritt S31 wird die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage des Zylindermoments NEtrq#i in dem (den) betätigten Zylinder(n) bestimmt, und das Zylindermoment NEtrq#i in den nicht betätigten Zylindern. In einem Fall, in dem zwei Zylinder als die betätigten Zylinder definiert sind, wird ein Durchschnittswert des Zylindermoments NEtrq#i der betätigten Zylinder berechnet, und dann der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm gemäß den Gleichungen (3) und (4) berechnet.
Gemäß der voranstehend beschriebenen Anordnung kann der Abfrageabstand der Maschinendrehzahl NE kürzer gemacht werden, da mehrere Zylinder als die betätigten Zylinder definiert sind, wenn die Maschine 10 sich in dem Zustand hoher Drehzahl befindet, wodurch es beschränkt ist, dass die Kraftstoffeigenschaftsbestimmung unterbrochen wird. Wenn die Maschine 10 sich in dem Zustand hoher Drehzahl befindet, ist das Dreh-Trägheitsmoment der Maschine 10 groß. Somit tritt sogar, falls die Anzahl der betätigten Zylinder erhöht wird, die Variation der Maschinendrehzahl weniger auf, so dass die Fahrfähigkeit weniger verschlechtert wird.
In einer Sechs-Zylindermaschine und einer Acht-Zylindermaschine sind mehr als die Hälfte der Zylinder nicht betätigte Zylinder, sogar falls zwei Zylinder als die betätigten Zylinder definiert sind. Somit können in einem Fall, in dem die Anzahl der nicht betätigten Zylinder größer als die Anzahl der betätigten Zylinder ist, mehrere Zylinder als die betätigten Zylinder definiert werden.
In einem Fall, in dem die betätigten Zylinder zwei Zylinder sind, in denen die Verbrennung aufeinanderfolgend auftritt, kann das Zylindermoment NEtrq#i des letzteren Zylinders als das Zylindermoment NEtrq#i des betätigten Zylinders eingesetzt werden. Auf Grundlage dieses Zylindermoments NEtrq#i kann der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm gemäß den Gleichungen (3) und (4) berechnet werden. Es ist nämlich absehbar, dass der letztere Zylinder empfindlicher auf die Kraftstoffeigenschaft reagiert als der frühere Zylinder. Somit kann gemäß der voranstehend beschriebenen Anordnung die Bestimmungsgenauigkeit der Kraftstoffeigenschaft verbessert werden.
In der ersten Ausführungsform wird die Verteilung UE#i in dem Zylindermoment auf Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigen Zylinder und einem Durchschnittswert des Zylindermoments NEtrq#i von allen Zylindern bestimmt. Alternativ kann die Verteilung UE#i auf Grundlage eines Absolutwerts eines Unterschieds zwischen dem Zylindermoment NEtrq#i der betätigten Zylinder und einem Durchschnittswert des Zylindermoments NEtrq#i von allen Zylindern bestimmt werden. Alternativ kann die Verteilung UE#i auf Grundlage des Zylindermoments NEtrq#i der betätigten Zylinder und einem Durchschnittswert des Zylindermoments NEtrq#i der nicht betätigten Zylinder berechnet werden.
Die Einspritzzustandauslösung kann wie folgt modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Steuereinspritzmenge verringert werden, oder die Anzahl der Steuereinspritzungen kann variiert werden. Die Verbrennung in der Haupteinspritzung hängt von der Verbrennung in der Steuereinspritzung ab. Wenn die Steuereinspritzmenge variiert wird, wird der Verbrennungszustand in der Steuereinspritzung ebenfalls gemäß der Kraftstoffeigenschaft variiert. Somit kann durch das Ändern des Steuereinspritzmusters die Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden.
Der Kraftstoffeinspritzzustand kann in mehreren Mustern ausgelöst werden. Der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm wird in jedem Muster der Einspritzzustandauslösung berechnet. Auf Grundlage dieses Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm kann die Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden. Insbesondere, wenn die Hauptkraftstoffeinspritzzeit ausgelöst wird, wird ein erster Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm1 berechnet. Wenn die Steuereinspritzmenge ausgelöst wird, wird ein zweiter Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm2 berechnet. Auf Grundlage dieser Parameter CNpm1 und CNpm2 wird die Kraftstoffeigenschaft bestimmt. Zum Beispiel wird die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage von „CNpm1 + CNpm2“ bestimmt. In diesem Fall kann die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage der Tatsache bestimmt werden, dass die Variation der Maschinendrehzahl auftritt, wenn die mehreren Einspritzzustandauslösungen ausgeführt werden. Somit kann ihre Bestimmungsgenauigkeit verbessert werden.
Jeder der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm1 und CNpm2 wird gewichtet, und dann kann die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage der gewichteten Parameter CNpm1 und CNpm2 bestimmt werden. In einem Fall, dass die Gewichtungskoeffizienten durch „ka“ und „kb“ bezeichnet werden, wird die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage von „ka · CNpm1 + kb · CNpm2“ bestimmt.
Die Verteilung UEa in dem Zylindermoment in der Einspritzzustandauslösung kann als die Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm definiert werden. In diesem Fall wird durch das Vergleichen des Eigenschaftsbestimmungsparameters CNpm mit einem Bestimmungswert der Kraftstoffeigenschaft der Cetanwert des Kraftstoffs bestimmt.
Bevor die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird, berechnet die ECU 20 die Verteilung UE auf Grundlage eines Durchschnittwerts des Zylindermoments NEtrq#i von allen Zylindern und des Zylindermoments NEtrq#i von jedem Zylinder. Diese Verteilung UE wird in einem Speicher entlang mit dem Fahrzustand wie zum Beispiel der Maschinendrehzahl und einer Maschinenlast gespeichert. Wenn die Einspritzzustandauslösung ausgeführt wird, liest die ECU 20 Daten der Verteilung, auf deren Grundlage der Eigenschaftsbestimmungsparameter CNpm berechnet wird. Dabei können die Verteilung UEa und die Verteilung UEb miteinander unter einem gleichen Fahrzustand der Maschine verglichen werden. Falls der betätigte Zylinder vorangehend identifiziert wurde, wird in diesem Fall der Unterschied zwischen dem Zylindermoment des betätigten Zylinders berechnet, um in einem Speicher entlang mit dem Fahrzustand der Maschine gespeichert zu werden. Es sollte angemerkt werden, dass die Verteilung UEa und die Verteilung UEb nicht immer miteinander unter den gleichen Laufzuständen der Maschine verglichen werden.
Die Verteilung UE kann auf Grundlage der Maschinendrehzahl NE von jedem Zylinder berechnet werden. Auf Grundlage dieser Verteilung UE kann die Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden. In diesem Fall wird die Maschinendrehzahl NE als bestimmte Drehposition in jedem Zylinder erfasst, und die Verteilung UE wird auf Grundlage eines Verhältnisses zwischen der Maschinendrehzahl NE des betätigten Zylinders und der Maschinendrehzahl NE des nicht betätigten Zylinders berechnet. Dann wird auf Grundlage dieser Verteilung UE die Kraftstoffeigenschaft bestimmt. Alternativ kann die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage des sofortigen Moments NEflt bestimmt werden.
Eine Alkoholkonzentration eines in den Kraftstoff gemischten Alkohols kann als Kraftstoffeigenschaft bestimmt werden. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Benzinmaschine wie auch auf eine Dieselmaschine angemeldet werden.

Claims

Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die an einem Kraftstoffeinspritzsystem angewendet ist, in dem ein Kraftstoffeinspritzer (11) einen Kraftstoff in jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine (10) einspritzt, wobei die Steuereinrichtung einen Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffeinspritzers auf Grundlage eines Fahrzustands der Maschine definiert, wobei die Steuereinrichtung eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf Grundlage des definierten Einspritzzustands mit Bezug auf jeden Zylinder ausführt, wobei die Steuerung umfasst: ein Berechnungsmittel (S11) zum Berechnen einer Maschinendrehzahl (NE), die gemäß einer Kraftstoffverbrennung variiert, mit Bezug auf jeden Zylinder; ein Auslösungsmittel (S26) zum Auslösen des Kraftstoffeinspritzzustands in einem betätigten Zylinder, der ein Teil der Zylinder ist, in einer Weise, dass er unterschiedlich von dem Kraftstoffeinspritzzustand in einem nicht betätigten Zylinder ist, der ein anderer als der betätigte Zylinder ist, während die Maschine (10) läuft; und ein Bestimmungsmittel (S27 - S31) zum Bestimmen einer Kraftstoffeigenschaft, wenn das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand auslöst, auf Grundlage einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den betätigten Zylinder berechnet wurde, und einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den nicht betätigten Zylinder berechnet wurde; gekennzeichnet durch ein Antriebszustandbestimmungsmittel (S22) zum Bestimmen, ob ein Fahrzustand der Maschine (10) stabil beibehalten ist, wobei das Bestimmungsmittel die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage einer bestimmten Anzahl von abgefragten Werten der Maschinendrehzahl bestimmt, die durch das Berechnungsmittel berechnet wurde, das Auslösungsmittel variabel eine Zahl der betätigten Zylinder einstellt, und wenn die Maschine (10) sich in einem bestimmten Zustand hoher Drehzahl befindet, eine Vielzahl von Zylindern als die betätigten Zylinder definiert sind.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei das Bestimmungsmittel ein erstes Vergleichsmittel (S27) zum Vergleichen der Maschinendrehzahl oder eines Zylindermoments des betätigten Zylinders mit der Maschinendrehzahl oder dem Zylindermoment des nicht betätigten Zylinders in der Auslösung des Kraftstoffeinspritzzustands hat, und ein zweites Vergleichsmittel (S27) zum Vergleichen der Maschinendrehzahl oder eines Zylindermoments des betätigten Zylinders mit der Maschinendrehzahl oder dem Zylindermoment des nicht betätigten Zylinders vor der Auslösung des Kraftstoffeinspritzzustands hat, und das Bestimmungsmittel die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses durch das erste Vergleichsmittel und eines Vergleichsergebnisses durch das zweite Vergleichsmittel bestimmt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, außerdem mit: einem Verteilungsberechnungsmittel (S24) zum Berechnen einer Verteilung, die einen Abweichungsbereich der Maschinendrehzahl darstellt, die durch das Berechnungsmittel berechnet wurde, oder einen Abweichungsbereich eines Zylindermoments, das von der Maschinendrehzahl abgeleitet wurde, wobei das Auslösungsmittel den betätigten Zylinder definiert, in dem die Verteilung ein Minimalwert ist, und den Kraftstoffeinspritzzustand mit Bezug auf den betätigten Zylinder auslöst.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Auslösungsmittel den betätigten Zylinder definiert, in dem eine Amplitude einer Momentschwingung einer Kurbelwelle (17) der Maschine (10) ein Minimalwert ist, und das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand mit Bezug auf den betätigten Zylinder auslöst.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Auslösungsmittel den betätigten Zylinder definiert, in dem ein Zylindermoment, das auf Grundlage der Maschinendrehzahl berechnet wird, ein Maximalwert ist, und das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand mit Bezug auf den betätigten Zylinder auslöst.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einem Fall, in dem zwei Zylinder, in denen eine Verbrennung aufeinanderfolgend auftritt, als die betätigten Zylinder definiert sind, die Maschinendrehzahl des Zylinders, in dem die Verbrennung später auftritt, als die Maschinendrehzahl des betätigten Zylinders definiert ist, und das Bestimmungsmittel die Kraftstoffeigenschaft auf Grundlage der Maschinendrehzahl des betätigten Zylinders bestimmt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die an einem Kraftstoffeinspritzsystem angewendet ist, in dem ein Kraftstoffeinspritzer (11) einen Kraftstoff in jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine (10) einspritzt, wobei die Steuereinrichtung einen Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffeinspritzers auf Grundlage eines Fahrzustands der Maschine definiert, wobei die Steuereinrichtung eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf Grundlage des definierten Einspritzzustands mit Bezug auf jeden Zylinder ausführt, wobei die Steuerung umfasst: ein Berechnungsmittel (S11) zum Berechnen einer Maschinendrehzahl (NE), die gemäß einer Kraftstoffverbrennung variiert, mit Bezug auf jeden Zylinder; und ein Auslösungsmittel (S26) zum Auslösen des Kraftstoffeinspritzzustands in einem betätigten Zylinder, der ein Teil der Zylinder ist, in einer Weise, dass er unterschiedlich von dem Kraftstoffeinspritzzustand in einem nicht betätigten Zylinder ist, der ein anderer als der betätigte Zylinder ist, während die Maschine (10) läuft; gekennzeichnet durch ein Bestimmungsmittel (S27 - S31) zum Bestimmen einer Cetanzahl, wenn das Auslösungsmittel den Kraftstoffeinspritzzustand auslöst, auf Grundlage einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den betätigten Zylinder berechnet wurde, und einer Maschinendrehzahl, die durch das Berechnungsmittel mit Bezug auf den nicht betätigten Zylinder berechnet wurde; wobei das Bestimmungsmittel ein erstes Vergleichsmittel (S27) zum Vergleichen der Maschinendrehzahl oder eines Zylindermoments des betätigten Zylinders mit der Maschinendrehzahl oder dem Zylindermoment des nicht betätigten Zylinders in der Auslösung des Kraftstoffeinspritzzustands hat, und ein zweites Vergleichsmittel (S27) zum Vergleichen der Maschinendrehzahl oder eines Zylindermoments des betätigten Zylinders mit der Maschinendrehzahl oder dem Zylindermoment des nicht betätigten Zylinders vor der Auslösung des Kraftstoffeinspritzzustands hat, und das Bestimmungsmittel die Cetanzahl auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses durch das erste Vergleichsmittel und eines Vergleichsergebnisses durch das zweite Vergleichsmittel bestimmt.