DE102011105110A1

DE102011105110A1 - Dieselmotor für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011105110A1
Application number: DE102011105110A
Authority: DE
Inventors: Eiji Nakai; Sadaharu Matsumoto; Naotoshi Shirahashi; Shinichi Morinaga
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: CN102312744A; DE102011105110B4; CN102312744B; JP5585246B2; JP2012012998A; US20120000441A1

Abstract

Ein Dieselmotor für ein Fahrzeug umfasst einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug montiert ist, welcher eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt werden, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul legt eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wenigstens gemäß einer Last an dem Motorkörper fest, führt eine Haupteinspritzung durch und führt wenigstens eine Voreinspritzung durch, wo Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul führt darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betätigungsmodus aus, wo die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern unterbrochen wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last bzw. Belastung befindet, wo die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer vorbestimmten Menge liegt.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dieselmotor für ein Fahrzeug, ein Regel- bzw. Steuerverfahren dafür und auf ein Computerprogrammprodukt, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Regelung bzw. Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung in dem Dieselmotor für das Fahrzeug.
In einem Dieselmotor eines Fahrzeugs wird eine Kraftstoffeinspritzung in jedem von einem oder mehreren Zylinder(n) mehr als einmal während eines Zyklus des Motors durchgeführt, um beispielsweise NOx und Russ zu reduzieren, welche im Abgas enthalten sind, ein Geräusch oder eine Vibration zu reduzieren und einen Kraftstoffverbrauch und ein Drehmoment zu verbessern. Beispielsweise offenbart JP2009-293383A einen Dieselmotor, welcher eine Kraftstoffeinspritzung bei fünf Zeitintervallen wie folgt durchführt: eine Haupteinspritzung für ein Erzeugen eines Drehmoments, eine Piloteinspritzung, welche vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, um die Zylinder vorzuheizen, eine Voreinspritzung, welche zwischen der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung durchgeführt wird, um eine Zündverzögerung von Kraftstoff zu unterdrücken, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, eine Nacheinspritzung, welche nach der Haupteinspritzung durchgeführt wird, um eine Temperatur von Abgas zu erhöhen, und eine Post- bzw. Abschlusseinspritzung für ein Anheben einer Temperatur eines Katalysators durch ein direktes Einbringen von Kraftstoff in ein Auslass- bzw. Abgassystem nachfolgend auf die Nacheinspritzung.
Mittlerweile ist ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Dieselmotors üblicherweise innerhalb eines Bereichs von 15:1 bis 17:1, insbesondere in der letzteren Hälfte von 15:1 bis 17:1. Durch ein Verringern des Verdichtungsverhältnisses auf beispielsweise weniger als 15:1 wird erwartet, dass sich eine Abgasemissionsleistung und eine thermische Effizienz verbessern. Andererseits tritt ein Problem auf, in welchem eine Kraftstoffzündeffizienz im Inneren der Zylinder verschlechtert wird, wenn ein Motor mit dem niedrigen Verdichtungsverhältnis verwendet wird.
Hier haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass in einem Dieselmotor mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis, indem eine Vorverbrennung mit einer vorbestimmten Peak- bzw. Spitzenwärmefreigaberate zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor einem oberen Totpunkt eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs vorliegt, welche durch eine einzige Voreinspritzung (vorzugsweise mehr als einmal) bewirkt wird, eine Zündverzögerung von Kraftstoff, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, verkürzt werden kann und die Hauptverbrennung stabilisiert werden kann.
Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung auch gefunden, dass der Kraftstoffeinspritzmodus, welcher die oben beschriebene Voreinspritzung und Haupteinspritzung enthält, nicht den stabilisierten Zustand der Hauptverbrennung innerhalb eines Betriebsbereichs aufrecht erhalten kann, wo eine Last bzw. Belastung an dem Motor niedrig wird und eine Kraftstoffeinspritzmenge verringert ist bzw. wird.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Bedingungen durchgeführt und zielt auf ein Stabilisieren von Verbrennungen in Zylindern innerhalb eines Bereichs niedriger Last bzw. Belastung ab, wo eine Kraftstoffeinspritzmenge verringert ist bzw. wird.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Insbesondere haben durch Studien der Instabilität der Verbrennung innerhalb eines Bereichs niedriger Last bzw. Belastung die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass eine Reduktion in der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der Reduktion in der Motorlast eine Reduktion in der Kraftstoffmenge, welche durch die Voreinspritzung einzuspritzen ist, zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bewirkt. D. h., die Vorverbrennung kann nicht bei einer ausreichenden Hitze- bzw. Wärmefreigaberate auftreten, da die Kraftstoffeinspritzmenge in der Voreinspritzung reduziert ist bzw. wird. Als ein Resultat wird die Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher in der Haupteinspritzung eingespritzt wird, länger, und dadurch wird die Hauptverbrennung destabilisiert. Insbesondere in einem Motor mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis ist bzw. wird, da eine Festlegung bzw. Einstellung der Kraftstoffeinspritzmenge verringert wird, wenn bzw. da sich die thermische Effizienz verbessert, die Kraftstoffeinspritzmenge weiter verringert, wenn die Motorlast reduziert wird, und dadurch wird weiter eine Instabilität der Hauptverbrennung erhöht.
Aus diesem Grund wird, um effektiv bzw. wirksam zu bewirken, dass die Vorverbrennung mit einer ausreichenden Wärmefreigabe- bzw. -freisetzungsrate auftritt, ein Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt, wo die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder unterbrochen ist bzw. wird; und die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wird für den einen oder die mehreren der Zylinder erhöht, welche mit dem Kraftstoff innerhalb des Bereichs niedriger Last bzw. Belastung zu versorgen sind, wo die Kraftstoffeinspritzmenge weniger als eine vorbestimmte Menge wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug anzuordnen bzw. zu montieren ist und eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, welche in dem Motorkörper angeordnet sind, um im Wesentlichen in Richtung zu den Zylindern orientiert zu sein, und jeweils für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder, und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile beinhaltet.
Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul stellt eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder entsprechend wenigstens einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper ein, führt eine Haupteinspritzung durch, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst ist bzw. wird, und führt wenigstens einmal eine Voreinspritzung durch, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche einen Peak bzw. eine Spitze einer Wärmefreigaberate zu einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul führt darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betätigungsmodus aus, wo die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern unterbrochen ist bzw. wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last befindet und die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Menge liegt.
Hier beinhaltet eine Vorverbrennung, welche eine Spitzenwärmefreigaberate zu einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist, einen Fall, in welchem, nachdem die Wärmefreigaberate ansteigt, um die Spitze vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub zu erreichen, die Wärmefreigaberate abfällt und dann aufgrund der Hauptverbrennung ansteigt, und einen Fall, in welchem die Wärmefreigaberate minimal abfällt, nachdem sie ansteigt, um die Spitze vorab zu erreichen, wobei der Anstieg aufgrund der Hauptverbrennung vorliegt.
Somit wird die Vorverbrennung, welche die Spitze einer Wärmefreigaberate an dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist, veranlasst, indem die Voreinspritzung wenigstens einmal vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, wo der Kraftstoff nahe dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub eingespritzt wird. Hier wird die Voreinspritzung vorzugsweise zu einem Zeitpunkt durchgeführt, wo wenigstens ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs Hohlräume erreicht, welche auf oberen Oberflächen von Kolben ausgebildet sind, welche in die Zylinder eingesetzt sind. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass im Wesentlichen die gesamte Menge des durch die Voreinspritzung eingespritzten Kraftstoffs die Hohlräume erreicht. Darüber hinaus wird die Voreinspritzung vorzugsweise mehrere Male durchgeführt, wobei je größer die Anzahl der Voreinspritzungen, dies umso bevorzugter im Hinblick auf ein lokales Anreichern des Kraftstoffs im Inneren der Hohlräume und ein Verbessern einer Zündeffizienz ist.
Die eine oder die mehreren Vorspritzung(en) bewirkt (bewirken), dass die Vorverbrennung die Spitze einer Wärmefreigaberate zu dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist, und eine Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher in der Haupteinspritzung eingespritzt ist bzw. wird, kann verkürzt werden und eine Stabilität nachfolgend auf die Hauptverbrennung kann durch die Vorverbrennung verbessert werden.
Wenn sich der Motorkörper unter der Bedingung bzw. dem Zustand geringer Last bzw. Belastung befindet, wo die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter der bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Menge liegt, wird die Menge an Kraftstoff, welche in der Voreinspritzung eingespritzt wird, reduziert, und dadurch kann die Vorverbrennung mit einer ausreichenden Wärmefreigaberate nicht auftreten, die Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, wird länger, die Zündeffizienz wird verschlechtert, und die Wärmefreigabe wird unterdrückt. Mit anderen Worten, wird die Hauptverbrennung destabilisiert. Daher kann, wie oben beschrieben, ein Zylinderabschalt-Betätigungs- bzw. -Betriebsmodus implementiert werden, wo die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern unterbrochen ist bzw. wird, wenn sich der Motorkörper unter der Bedingung niedriger Last befindet. Dadurch ist bzw. wird die Kraftstoffeinspritzmenge für jeden der Zylinder, welche mit dem Kraftstoff versorgt werden, derart erhöht, dass eine ausreichende Kraftstoffeinspritzmenge sicher während der Voreinspritzung geliefert bzw. zugeführt werden kann. Als ein Resultat kann die Vorverbrennung mit einer ausreichenden Wärmefreigaberate zu dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt vor dem Verdichtungshub stattfinden, die Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, kann verkürzt werden, und die Hauptverbrennung kann stabilisiert werden.
Der Dieselmotor unterscheidet sich von einem Otto- bzw. Vergasermotor dahingehend, dass Einlassluft üblicherweise bzw. grundlegend nicht gedrosselt wird. Daher wird eine Indikatorwelle bzw. -schwingung (Fahr- bzw. Motorbetriebswelle) als ein Resultat der Verdichtung der in die Zylinder eingebrachten Luft gebildet Andererseits wird der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt, wenn sich der Motorkörper unter der geringen Last befindet, und eine Erhöhung eines Innendrucks im Zylinder über eine Verbrennung in dem Zylinder während eines Betriebs ist gering. Daher wird die Motorbetriebs-Wellenform dominant innerhalb der Änderung der Indikatorwellenform, und die Änderung der Indikatorwellenform wird im Wesentlichen regelmäßig. Dadurch kann eine Geräusch, Vibration und/oder Rauheit (NVH) Leistung eine Verschlechterung in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus vermeiden.
Die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge kann unter einer Bedingung eingestellt bzw. festgelegt werden, dass der Kraftstoff zu jedem der Zylinder zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der Voreinspritzung, welche für ein Bewirken der Vorverbrennung mit einer bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Wärmefreigaberate erforderlich ist, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche für ein Bewirken eines Verbrennungsdrehmoments entsprechend der Last bzw. Belastung an dem Motorkörper durch die Diffusionsverbrennung erforderlich ist.
Mit anderen Worten tritt durch ein Einstellen bzw. Festlegen der bestimmten (vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren) Menge, welche sich auf die Kraftstoffeinspritzung bezieht, welche ein Schwellwert ist, welche sich auf eine Bestimmung bezieht, ob der Zylinderabschalt-Betriebsmodus auszuführen ist, basierend auf der Summierung der minimalen Einspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung (die Summierung kann als die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge unmittelbar festgelegt werden), die Vorverbrennung mit einer ausreichenden Wärmefreigaberate auf, so dass ein erforderliches Verbrennungsdrehmoment durch die Hauptverbrennung erzielt werden kann, während die Hauptverbrennung stabilisiert ist bzw. wird.
Ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers kann innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 eingestellt bzw. festgelegt sein bzw. werden.
Mit anderen Worten ist im Hinblick auf ein Stabilisieren der Hauptverbrennung innerhalb des Bereichs niedriger Last der Zylinderabschalt-Betriebsmodus insbesondere in einem Motorkörper wirksam bzw. effektiv, wo die Zündeffizienz vergleichsweise niedrig aufgrund des niedrigen Verdichtungsverhältnisses ist und ein Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der Erhöhung der Wärmefreigaberate verringert ist bzw. wird.
Jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt wird, kann das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul den Zylinder oder die Zylinder (einen oder mehrere Zylinder) abwechseln oder ändern, welche nicht mit dem Kraftstoff zu versorgen sind.
Da die Verbrennung nicht auftritt, während die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern unterbrochen ist, fällt die Temperatur in dem Zylinder oder den Zylindern ab. Daher werden erforderliche Bedingungen für ein Ausführen des Zylinderabschalt-Betriebsmodus nicht erfüllt, und, wenn der Betriebsmodus zurück zu dem normalen Modus geändert wird, ist es für den Kraftstoff, welcher zu dem Zylinder oder den Zylindern zugeführt wird, welche(r) deaktiviert war bzw. waren, schwierig zu zünden oder er zündet nicht, da die Temperatur in dem Zylinder oder den Zylindern zu niedrig ist.
Aus diesem Grund kann durch ein Abwechseln des Zylinders oder der Zylinder, welche nicht mit Kraftstoff versorgt sind bzw. werden, vermieden werden, dass ein Zylinder deaktiviert verbleibt und die Temperatur in dem Zylinder signifikant abnimmt.
Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul kann den Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausführen, wenn eine Drehzahl des Motorkörpers oberhalb eines bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Werts ist bzw. liegt.
Wenn sich der Motorkörper innerhalb eines Bereichs hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl befindet, wo eine Drehzahl davon oberhalb eines bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Werts liegt, wird die Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit hoch, die Mehrzahl von Voreinspritzungen wird schwierig durchzuführen, da ein Zeitintervall zwischen den Voreinspritzungen kürzer wird. Mit anderen Worten muss die Anzahl der Voreinspritzungen innerhalb des Bereichs hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl reduziert werden; jedoch bewirkt diese Reduktion eine Verschlechterung der Zündeffizienz in den Zylindern. Als ein Resultat wird es schwierig, die Vorverbrennung zu veranlassen, die Wärmefreigaberate wird unterdrückt bzw. verringert und die Hauptverbrennung wird destabilisiert.
Daher ist ein Ausführen des Zylinderabschalt-Betätigungs- bzw. -Betriebsmodus, wenn sich der Motorkörper unter der niedrigen Last und hohen Drehzahl befindet, insbesondere wirksam bzw. effektiv beim Vermeiden einer Instabilität der Vorverbrennung und der Hauptverbrennung.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher einen Motorkörper, welche in dem Fahrzeug zu montieren ist und eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt sind bzw. werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, welche in dem Motorkörper angeordnet sind, um in Richtung zu den Zylindern orientiert zu sein und jeweils für ein direktes Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder, und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile beinhaltet. Ein geometrisches Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers ist innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 eingestellt bzw. festgelegt.
Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul stellt eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wenigstens gemäß einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper ein, führt eine Haupteinspritzung durch, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst wird, und führt wenigstens einmal eine Voreinspritzung durch, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche eine Spitzenwärmefreigaberate zu einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Kompressions- bzw. Verdichtungshub aufweist. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul führt darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betriebs- bzw. -Betätigungsmodus aus, wo die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder unterbrochen ist bzw. wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last befindet, wo die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Menge liegt. Die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge ist bzw. wird unter einer Bedingung eingestellt bzw. festgelegt, dass Kraftstoff zu allen der Zylinder zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der Voreinspritzung, welche erforderlich ist, um die Vorverbrennung mit einer bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Wärmefreigaberate zu bewirken, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche erforderlich ist, um ein Verbrennungsdrehmoment entsprechend der Last an dem Motorkörper durch die Diffusionsverbrennung zu bewirken.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, welche in dem Motorkörper angeordnet sind, wobei ein Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile durch das Folgende geregelt bzw. gesteuert wird: Festlegen bzw. Einstellen einer Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wenigstens gemäß einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper, Durchführen einer Haupteinspritzung, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst wird, und wenigstens einmaliges Durchführen einer Voreinspritzung, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche eine Spitzenwärmefreigaberate zu einem bestimmten Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist; und wobei ein Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, in welchem die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder unterbrochen wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung einer niedrigen Last befindet und eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer bestimmten Menge liegt.
Insbesondere kann die bestimmte Menge unter einer Bedingung eingestellt bzw. festgelegt werden, dass der Kraftstoff zu allen der Zylinder zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der wenigstens einen Voreinspritzung, welche für ein Bewirken der Vorverbrennung mit einer bestimmten Wärmefreigaberate erforderlich ist, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche für ein Bewirken eines Verbrennungsdrehmoments entsprechend der Last an dem Motorkörper durch die Diffusionsverbrennung erforderlich ist.
Darüber hinaus bevorzugt kann ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 eingestellt bzw. festgelegt werden.
Darüber hinaus kann jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul den einen oder die mehreren Zylinder ändern bzw. wechseln, welche(r) nicht mit dem Kraftstoff versorgt wird bzw. werden, und/oder wobei der Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, wenn eine Drehzahl des Motorkörpers über einem bestimmten Wert liegt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches insbesondere greifbar auf einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium verkörpert ist oder als ein Signal- oder Datenstrom verkörpert ist, umfassend durch einen Computer lesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem durchgeführt, die Schritte eines Verfahrens eines Regelns bzw. Steuerns eines Dieselmotors für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung oder einer besonderen Ausführungsform davon ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und aus den beigeschlossenen Zeichnungen deutlicher ersichtlich werden. Es sollte verstanden werden, dass, obwohl Ausführungsformen getrennt beschrieben werden, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration eines Dieselmotors gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf eine Regelung bzw. Steuerung des Dieselmotors bezieht.
3 beinhaltet zwei Diagramme, wo Teil (a) ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzmodus innerhalb eines bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Betriebs- bzw. Betätigungsbereichs ist und Teil (b) ein Beispiel einer Geschichte einer Wärmefreigabe- bzw. -freisetzungsrate gemäß dem Kraftstoffeinspritzmodus ist.
4 ist ein Diagramm, welches Zusammenhänge zwischen einer Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und minimalen Einspritzmengen an Kraftstoff zeigt, welche pro Zylinder erforderlich sind.
5 ist ein Diagramm, welches einen Zylinderdeaktivierungsvorgang illustriert, wenn zwei der vier Zylinder deaktiviert sind.
6 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Indikatordiagramms unter einem Zweizylinder-Betrieb.
7 ist ein Diagramm, welches einen Zylinderdeaktivierungsvorgang bzw. -betrieb illustriert, wenn einer der vier Zylinder deaktiviert ist.
8 ist ein Diagramm, welches einen Zylinderdeaktivierungsvorgang illustriert, wenn ein einzelner Zylinder bei jedem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zyklus deaktiviert ist bzw. wird.
Beschreibung einer Ausführungsform
Nachfolgend wird ein Dieselmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform lediglich eine Illustration ist. 1 und 2 zeigen schematische Konfigurationen eines Motors (Motorkörpers) 1 der Ausführungsform. Der Motor 1 ist ein Dieselmotor, welcher in einem Fahrzeug montiert bzw. angeordnet ist und mit Kraftstoff versorgt wird, in welchem eine Hauptkomponente Dieselkraftstoff ist. Der Dieselmotor beinhaltet einen Zylinderblock 11, welcher mit einer Mehrzahl von Zylindern 11a versehen ist (obwohl nur ein Zylinder illustriert bzw. dargestellt ist, ist der Motor der vorliegenden Ausführungsform insbesondere ein Reihen-Vierzylinder-Motor, welcher einen ersten bis vierten Zylinder aufweist), einen Zylinderkopf 12, welcher auf dem Zylinderblock 11 angeordnet ist, und eine Ölwanne 13, welche unterhalb des Zylinderblocks 11 angeordnet ist, wo ein Schmiermittel gespeichert ist bzw. wird. Im inneren der Zylinder 11a des Motors 1 sind Kolben 14 hin- und hergehend eingesetzt, und Hohlräume, welche teilweise (insbesondere zurückkehrende bzw. zurückspringende) Verbrennungskammern 14a bilden, sind jeweils an oberen Oberflächen der Kolben 14 ausgebildet. Jeder der Kolben 14 ist mit einer Kurbelwelle 15 über eine Verbindungsstange 14b gekoppelt. Es sollte festgehalten werden, dass die Erfindung auf andere Motorkonfigurationen anwendbar ist, wie beispielsweise Motoren, welche eine unterschiedliche Anzahl von Zylindern und/oder eine unterschiedliche Anordnung davon (z. B. in V- oder W-Form) aufweisen.
In dem Zylinderkopf 12 sind wenigstens eine Einlassöffnung 16 und eine Auslass- bzw. Abgasöffnung 17 ausgebildet und ein Aufnahme- bzw. Einlassventil 21 und ein Auslass- bzw. Abgasventil 22 für ein Öffnen und Schließen der Öffnungen der Einlassöffnung 16 und der Auslassöffnung 17 sind insbesondere an jeder Seite der Verbrennungskammer 14a für jeden der Zylinder 11a angeordnet.
Innerhalb eines Ventilsystems des Motors 1 für ein Betätigen bzw. Betreiben der Einlass- und Auslassventile 21 und 22 ist bzw. wird ein (insbesondere hydraulisch betätigter) Schaltmechanismus 71 (siehe 2, nachfolgend wird dieser als VVM, variable valve motion, variable Ventilbewegung bezeichnet) für ein Umschalten eines Betriebsmodus des Auslassventils 22 zwischen einem normalen Modus und einem speziellen Modus auf der Seite des Auslassventils vorgesehen. Der VVM 71 (eine detaillierte Konfiguration ist nicht illustriert) beinhaltet einen ersten Nocken, welcher eine Nockennase aufweist, und einen zweiten Nocken, welcher zwei Nockennasen aufweist, d. h. es gibt zwei Arten von Nocken mit voneinander verschiedenen Nockenprofilen und einen Totgang-Mechanismus für ein wahlweises Übertragen eines Betriebszustands von einem des ersten und zweiten Nocken auf das Auslassventil 22. Wenn der Totgang-Mechanismus den Betriebszustand des ersten Nocken auf das Auslassventil 22 überträgt, arbeitet das Auslassventil 22 in dem normalen Modus und öffnet insbesondere nur einmal während eines Auslasshubs. Andererseits arbeitet, wenn der Totgang-Mechanismus den Betriebszustand des zweiten Nocken auf das Auslassventil 22 überträgt, das Auslassventil 22 in dem speziellen Modus und öffnet insbesondere während des Auslasshubs und öffnet wieder während eines Einlasshubs jeweils einmal, und somit wird das Auslassventil zweimal geöffnet.
Das Modusumschalten in dem VVM 71 zwischen dem normalen und speziellen Modus wird insbesondere durch einen hydraulischen Druck durchgeführt, welcher durch eine hydraulische Pumpe (nicht illustriert) angelegt bzw. aufgebracht wird, welche durch den Motor betätigt bzw. betrieben wird. Der spezielle Modus kann für eine Regelung bzw. Steuerung verwendet werden, welche sich auf ein internes EGR bezieht. Es wird festgehalten, dass ein elektromagnetisch betätigtes Ventilsystem für ein Betätigen des Auslassventils 22 durch ein Verwenden einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung für ein Schalten zwischen dem normalen und speziellen Modus angewandt werden kann. Darüber hinaus ist die Ausführung des internen EGR nicht auf ein zweimaliges Öffnen der Auslassventile 22 beschränkt, und es kann durch eine interne Abgasrezirkulations-(EGR)Regelung bzw. -Steuerung durch ein zweimaliges Öffnen des Einlassventils 21 oder durch eine interne EGR Regelung bzw. Steuerung erzielt werden, wo das verbrannte Gas in den Verbrennungskammern verbleibt, indem insbesondere eine negative Überlappungsperiode durch ein Schließen sowohl der Einlass- als auch der Auslassventile 21 und 22 während des Auslasshubs oder des Einlasshubs eingestellt bzw. festgelegt wird.
Eine oder mehrere Einspritzeinrichtung(en) 18 für ein Einspritzen des Kraftstoffs und Glühkerzen 19 für ein Verbessern einer Zündeffizienz des Kraftstoffs durch ein Erwärmen bzw. Erhitzen von Einlassluft, wenn sich der Motor 1 in einem kalten Zustand befindet, sind innerhalb des Zylinderkopfs 12 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Die Einspritzeinrichtungen 18 sind derart angeordnet, dass Kraftstoffeinspritzöffnungen bzw. -ports davon jeweils im Wesentlichen zu den Verbrennungskammern 14a von oder nahe Deckenoberflächen der Verbrennungskammern 14a gerichtet sind, und grundlegend führen die Einspritzeinrichtungen 18 den Kraftstoff zu den Verbrennungskammern 14a durch ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs insbesondere an dem Punkt nahe einem oberen Totpunkt in einem Verdichtungshub zu.
Ein Aufnahme- bzw. Einlassdurchtritt bzw. -kanal 30 ist mit einer Seitenoberfläche des Motors 1 verbunden, um mit den Einlassöffnungen bzw. -ports 16 der Zylinder 11a zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen. Demgegenüber ist ein Abgas- bzw. Auslassdurchtritt 40 für ein Ausbringen des verbrannten Gases (Abgases) von den Verbrennungskammern 14a der Zylinder 11a mit der anderen Seitenoberfläche des Motors 1 verbunden. Der Einlassdurchtritt 30 und der Auslassdurchtritt 40 sind insbesondere mit einem großen Turbolader 61 und einem kompakten Turbolader 62 für ein Aufladen der Einlass- bzw. Aufnahmeluft (im Detail unten beschrieben) versehen.
Eine Luftreinigungseinrichtung 31 für ein Filtrieren der Einlassluft ist in einem stromaufwärtigen Endteil des Einlass- bzw. Aufnahmedurchtritts 30 angeordnet. Ein Ausgleichs- bzw. Druckausgleichsbehälter 33 ist nahe einem stromabwärtigen Ende des Aufnahmedurchtritts 30 angeordnet. Ein Teil des Aufnahmedurchtritts 30 an der stromabwärtigen Seite des Ausgleichsbehälters 33 ist abgezweigt bzw. verzweigt, um unabhängige Durchtritte bzw. Passagen bzw. Kanäle zu sein bzw. zu bilden, welche sich in Richtung zu den jeweiligen Zylindern 11a erstrecken, und stromabwärtige Enden der unabhängigen Durchtritte sind mit den Einlassöffnungen 16 der Zylinder 11a verbunden.
Ein Kompressor bzw. Verdichter 61a des großen Turboladers 61, ein Verdichter 62a des kompakten Turboladers 62, ein Zwischenkühler 35 für ein Kühlen von Luft, welche durch die Verdichter 61a und/oder 62a komprimiert bzw. verdichtet wird, und ein Drosselventil 36 für ein Einstellen einer Menge der Einlassluft für die Verbrennungskammern 14a der Zylinder 11a sind insbesondere in dem Einlassdurchtritt 30 zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Ausgleichsbehälter 33 angeordnet. Das Drosselventil 36 ist allgemein vollständig geöffnet; es ist jedoch vollständig geschlossen, wenn der Motor 1 gestoppt wird, um einen Stoß bzw. Schlag zu vermeiden.
Ein Teil des Abgas- bzw. Auslassdurchtritts 40 an der stromaufwärtigen Seite ist mit einem Auspuffkrümmer bzw. Abgassammler ausgebildet, welcher unabhängige Durchtritte, welche in Richtung zu den Zylindern 11a verzweigt sind und mit äußeren Enden der Auslassöffnungen 17 verbunden sind, und ein verbindendes bzw. zusammenführendes Teil aufweist, wo sich die unabhängigen Durchtritte miteinander verbinden bzw. zusammengeführt werden.
In einem Abschnitt des Auslassdurchtritts 40 an der stromabwärtigen Seite des Abgassammlers sind eine Turbine 62b des kompakten Turboladers 62, eine Turbine 61b des großen Turboladers 61, eine Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 41 insbesondere für ein Reinigen oder Kontrollieren von gefährlichen Komponenten, welche in dem Abgas enthalten sind, und ein Schalldämpfer bzw. Auspufftopf 42 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet.
Die Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 41 beinhaltet insbesondere einen Oxidationskatalysator 41a und/oder ein Diesel-Partikel-Filter 41b (nachfolgend als das Filter bezeichnet), und diese Komponenten sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet. Der Oxidationskatalysator 41a und das Filter 41b sind wenigstens teilweise in einem Gehäuse aufgenommen. Der Oxidationskatalysator 41a weist einen Oxidationskatalysator auf, welcher beispielsweise Platin oder mit Palladium versetztes Platin trägt, und unterstützt bzw. löst eine Reaktion aus, welche CO₂ und H₂O durch ein Oxidieren von CO und HC erzeugt, welche in dem Abgas enthalten sind. Das Filter 41b fängt teilchenförmiges Material, wie beispielsweise Russ, welches in dem Abgas von dem Motor 1 enthalten ist. Es wird festgehalten, dass das Filter 41b mit dem Oxidationskatalysator beschichtet sein kann.
Ein Teil des Einlassdurchtritts 30 zwischen dem Ausgleichsbehälter 33 und dem Drosselventil 36, welches ein Teil stromabwärts von dem kompakten Verdichter 62a des kompakten Turboladers 62 ist, und ein Teil des Auslassdurchtritts 40 zwischen dem Abgassammler und der kompakten Turbine 62b des kompakten Turboladers 62, welches ein Teil stromaufwärts von der kompakten Turbine 62b des kompakten Turboladers 62 ist, sind mit einem Abgasrezirkulationsdurchtritt 51 für ein teilweises Rezirkulieren bzw. Rückführen des Abgases zu dem Einlassdurchtritt 30 verbunden. Ein Abgasrezirkulationsventil 51a für ein Einstellen einer Rezirkulations- bzw. Rückführmenge des Abgases zu dem Einlassdurchtritt 30 und eine Abgasrezirkulations-(EGR)Kühleinrichtung 52 für ein Kühlen des Abgases durch ein Motorkühlmittel sind in dem Abgasrezirkulationsdurchtritt 51 angeordnet.
Der große Turbolader 61 weist den großen Verdichter 61a, welcher in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet ist, und die große Turbine 61b auf, welche in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet ist. Der große Verdichter 61a ist in dem Einlassdurchtritt 30 zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Zwischenkühler 35 angeordnet. Die große Turbine 61b ist in dem Auslassdurchtritt 40 zwischen dem Abgassammler und dem Oxidationskatalysator 41a angeordnet.
Der kompakte Turbolader 62 weist den kompakten Verdichter 62a, welcher in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet ist, und die kompakte Turbine 62b auf, welche in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet ist. Der kompakte Verdichter 62a ist in dem Einlassdurchtritt 30 auf der stromabwärtigen Seite des großen Verdichters 61a angeordnet. Die kompakte Turbine 62b ist in dem Auslassdurchtritt 40 an der stromaufwärtigen Seite der großen Turbine 61b angeordnet.
Mit anderen Worten, der große Verdichter 61a und der kompakte Verdichter 62a sind in Serie in dem Einlassdurchtritt 30 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite des großen Turboladers 61 angeordnet, und die kompakte Turbine 62b und die große Turbine 61b sind in Serie in dem Auslassdurchtritt 40 in dieser Reihenfolge stromabwärts von dem Zylinderkopf 12 angeordnet. Die große Turbine 61b und die kompakte Turbine 62b werden durch den Strom bzw. Fluss des Abgases gedreht, und der große Verdichter 61a und der kompakte Verdichter 62a, welche mit der großen Turbine 61b und der kompakten Turbine 62b gekoppelt sind, werden durch die Drehbewegungen der großen Turbine 61b und der kompakten Turbine 62b jeweils betätigt.
Der kompakte Turbolader 62 ist kleiner und der große Turbolader 61 ist größer relativ zueinander. Somit ist eine Trägheit der großen Turbine 61b des großen Turboladers 61 größer als jene der kompakten Turbine 62b des kompakten Turboladers 62.
Ein kleiner Einlassbypassdurchtritt 63 für ein Umgehen des kleinen Verdichters 62a ist mit dem Einlassdurchtritt 30 verbunden. Ein kleines Einlassbypassventil 63a für ein Einstellen einer Menge der Luft, welche in den kleinen Einlassbypassdurchtritt 63 fließt bzw. strömt, ist in dem kleinen Einlassbypassdurchtritt 63 angeordnet. Das kleine Einlassbypassventil 63a ist normalerweise vollständig geschlossen, wenn keine elektrische Leistung zu diesem zugeführt wird.
Ein kleiner Auslassbypassdurchtritt 64 für ein Umgehen der kleinen Turbine 62b und ein großer Auslassbypassdurchtritt 65 für ein Umgehen der großen Turbine 61b sind insbesondere mit dem Abgas- bzw. Auslassdurchtritt 40 verbunden. Ein Regulierventil 64a für ein Einstellen einer Menge des Abgases, welches zu dem kleinen Auslassbypassdurchtritt 64 fließt bzw. strömt, ist in dem kleinen Auslassbypassdurchtritt 64 angeordnet, und ein Ladedruckregelventil 65a für ein Einstellen einer Abgasmenge, welche zu dem großen Auslassbypassdurchtritt 65 strömt, ist in dem großen Auslassbypassdurchtritt 65 angeordnet. Das Regulierventil 64a und das Ladedruckregelventil 65a sind beide vollständig geöffnet (normalerweise geöffnet), wenn keine elektrische Leistung zu diesen zugeführt wird.
Der Dieselmotor 1 mit der Konfiguration, wie sie oben beschrieben ist, wird durch ein Antriebsstrang- bzw. Kraftübertragungs-Regel- bzw. -Steuermodul 10 (nachfolgend als PCM bezeichnet) geregelt bzw. gesteuert. Das PCM 10 wird durch eine CPU, einen Speicher, eine Zähler-Zeitgeber-Gruppe, ein Interface und/oder einen Mikroprozessor mit Pfaden für ein Verbinden bzw. Anschließen dieser Einheiten konfiguriert oder umfasst diese. Das PCM 10 ist konfiguriert, um eine Regel- bzw. Steuervorrichtung zu sein. Wie dies in 2 gezeigt ist, wird das PCM 10 mit einem oder mehreren Detektionssignal(en) von einem oder mehreren der Folgenden versorgt: einem Fluidtemperatursensor SW1 für ein Detektieren einer Temperatur eines Motorkühlmittels, einem Turboladedrucksensor SW2, welcher an dem Ausgleichsbehälter 33 festgelegt ist für ein Detektieren eines Drucks der Luft, welche zu den Verbrennungskammern 14a zuzuführen ist, einem Einlasslufttemperatursensor SW3 für ein Detektieren einer Temperatur der Einlassluft, einem Kurbelwellenwinkelsensor SW4 für ein Detektieren eines Rotationswinkels der Kurbelwelle 15, einem Beschleunigungspedalpositionssensor SW5 für ein Detektieren einer Beschleunigungspedalöffnungsmenge entsprechend einem Winkel eines Gas- bzw. Beschleunigungspedals (nicht illustriert) des Fahrzeugs, und/oder einem O₂ Sensor SW6 für ein Detektieren eines Sauerstoffgehalts in dem Abgas. Das PCM 10 führt verschiedene Berechnungen basierend auf den Detektionssignalen durch, um die Zustände des Motors 1 und des Fahrzeugs zu bestimmen, und gibt darüber hinaus ein oder mehrere Regel- bzw. Steuersignale) an die Einspritzeinrichtungen 18 oder die Glühkerzen 19, den VVM 71 des Ventilsystems, und/oder die Betätigungseinrichtungen der Ventlie 36, 51a, 63a, 64a und 65a gemäß den bestimmten Zuständen aus.
Somit ist der Motor 1 konfiguriert, um ein vergleichsweise geringes Verdichtungsverhältnis aufzuweisen, wo das geometrische Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis unter etwa 15:1 liegt, und dadurch wird die Abgasemissionsleistung verbessert und es wird eine thermische Effizienz verbessert. Der große und kleine Turbolader 61 und 62 erhöhen ein Drehmoment des Motors 1, um die Leistung zu kompensieren, welche durch das niedrige geometrische Verdichtungsverhältnis verloren wird. Es wird festgehalten, dass das geometrische Verdichtungsverhältnis des Motors 1 nicht auf dieses beschränkt ist.
(Beschreibung einer Verbrennungsregelung bzw. -steuerung des Motors)
In die Basisregelung bzw. -steuerung des Motors 1 durch das PCM 10 wird ein Zieldrehmoment (eine Ziellast bzw. -belastung) hauptsächlich basierend auf der Beschleunigungseinrichtungsöffnungsmenge bestimmt, und eine Einspritzmenge und ein Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs entsprechend dem Zieldrehmoment werden durch ein Regeln bzw. Steuern bzw. Kontrollieren der Betätigungen der Einspritzeinrichtungen 18 realisiert. Weiters wird ein Rezirkulations- bzw. Rückführverhältnis des Abgases zu den Zylindern 11a insbesondere durch ein Regeln bzw. Steuern der Öffnungswinkel des Drosselventils 36 und/oder des Abgasrezirkulationsventils 51a (externe EGR Regelung bzw. Steuerung) und/oder durch ein Regeln bzw. Steuern des VVM 71 (interne EGR Regelung bzw. Steuerung) geregelt bzw. gesteuert.
In dem Motor 1 ist bzw. wird eine Mehrzahl von Betriebsbereichen oder Zusammenhängen unterteilt gemäß der Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und/oder der Motorlast (tatsächliche gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs) eingestellt bzw. festgelegt, und unterschiedliche Kraftstoffeinspritzmodi werden für jeden Betriebsbereich festgelegt. 3 beinhaltet zwei Diagramme, wo das Teil (a) ein Beispiel des Kraftstoffeinspritzmodus innerhalb des Betriebsbereichs einer vergleichweise geringen Last bzw. Belastung ist und das Teil (b) ein Beispiel einer Geschichte einer Wärmefreigaberate innerhalb der Zylinder 11a entsprechend dem Kraftstoffeinspritzmodus ist. Wie dies durch die durchgezogene Linie in Teil (a) von 3 angedeutet ist, sind bzw. werden in dem Kraftstoffeinspritzmodus innerhalb dieses Bereichs Voreinspritzungen dreimal für jeden der Zylinder 11 mit vergleichsweise kurzen Zeitintervallen bzw. -abständen zu einem Zeitpunkt vergleichsweise nahe dem oberen Totpunkt in dem Kompressions- bzw. Verdichtungshub durchgeführt, und dann wird eine Haupteinspritzung einmal nahe dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub durchgeführt. Somit wird eine Gesamtheit von vier Kraftstoffeinspritzungen innerhalb des Betriebsbereichs durchgeführt.
Hier werden die drei Voreinspritzungen derart durchgeführt, dass wenigstens ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs, vorzugsweise im Wesentlichen die gesamte Menge des eingespritzten Kraftstoffs den Hohlraum erreicht, welcher in dem Kolben 14 ausgebildet ist. Dadurch kann der Kraftstoff lokal im Inneren des Hohlraums angereichert sein bzw. werden. Darüber hinaus bewirken, wie dies durch die durchgezogene Linie in Teil (b) von 3 angedeutet ist, die Voreinspritzungen eine Vorverbrennung, welche eine bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wärmefreigabe- bzw. -freisetzungsrate bei einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist (beispielsweise BTDC5°CA). Dadurch kann in dem Dieselmotor 1, wo die Zündeffizienz in den Zylindern 11a insbesondere verschlechtert ist bzw. wird, da das Verdichtungsverhältnis vergleichsweise niedrig eingestellt bzw. festgelegt ist, eine Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, verkürzt werden und eine Stabilität einer nachfolgenden Hauptverbrennung kann verbessert werden. Darüber hinaus kann die Vorverbrennung effektiv beim Vermindern oder Verringern eines Anstiegs der Wärmefreigaberate sein, um ein Verbrennungsgeräusch zu reduzieren und eine Geräusch, Vibration und/oder Rauheit (NVH) Leistung zu verbessern.
In dem Bereich, wo die Last an dem Motor 1 weiter reduziert wird, wird die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge (Gesamtheit der Einspritzmengen in der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung) pro Zylinder insbesondere im Wesentlichen entsprechend der Reduktion der Last reduziert. insbesondere wird, da die thermische Effizienz aufgrund des niedrigen Verdichtungsverhältnisses verbessert wird und die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in dem Motor 1 niedriger vorab eingestellt bzw. festgelegt ist, die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge weiter weniger als ein Resultat der Lastreduktion. Hier ist, da die Kraftstoffeinspritzmenge in der Haupteinspritzung festgelegt ist, um ein erforderliches Drehmoment zu erfüllen, die Kraftstoffeinspritzmenge in jeder der Voreinspritzungen relativ gering entsprechend der reduzierten Menge der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge, wie dies beispielsweise durch die strichpunktierte Linie in Teil (a) von 3 angedeutet ist. Dadurch wird, wie dies durch die strichpunktierte Linie in Teil (b) von 3 angedeutet ist, die Wärmefreigaberate der Vorverbrennung verringert, und somit wird die Zündverzögerung des Kraftstoffs, welcher durch die Haupteinspritzung eingespritzt wird, länger, die Zündeffizienz wird verschlechtert und die Wärmefreigabe wird unterdrückt bzw. verringert. Mit anderen Worten, wird die Hauptverbrennung destabilisiert.
Insbesondere wird, da die Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit schneller wird, wenn bzw. da die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl schneller wird und das Zeitintervall zwischen den Voreinspritzungen kürzer wird, die Anzahl der Voreinspritzungen reduziert, um das Intervall bzw. den Abstand zwischen den Einspritzungen zu erlauben. Jedoch bewirkt, wie oben beschrieben, da die Mehrzahl von Voreinspritzungen die Zündeffizienz durch ein lokales Anreichern des Kraftstoffs im Inneren des Hohlraums verbessert, die Reduktion in der Anzahl der Voreinspritzungen eine weitere Verschlechterung der Zündeffizienz. Somit wird die oben beschriebene Vorverbrennung schwieriger und die Instabilität der Hauptverbrennung wird erhöht, wenn die Motordrehzahl ansteigt, wenn die Motorlast gering ist und die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge geringer als eine bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge ist. Ein derartiger Betriebszustand des Motors 1 entspricht einem Zustand, wo das Fahrzeug beispielsweise auf einer flachen oder abfallenden Straße bei einer im Wesentlichen konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt.
Daher wird, wenn die Last an dem Motor 1 gering ist und die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge reduziert wird, ein Zylinderabschalt-Betriebs- bzw. -Betätigungsmodus, wo die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder durch ein Reduzieren der Anzahl der Zylinder, welche mit dem Kraftstoff zu versorgen sind, erhöht wird (spezifisch durch ein Reduzieren der Anzahl der Zylinder, welche mit dem Kraftstoff zu versorgen sind, beispielsweise von vier auf zwei), in dem Motor 1 durchgeführt.
Spezifisch vergleicht, wenn die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge (Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder, wenn der Kraftstoff zu allen der (beispielsweise vier) Zylinder zugeführt wird) entsprechend beispielsweise gemäß der Motorlast eingestellt bzw. festgelegt wird, das PCM 10 die Kraftstoffeinspritzmenge mit der vorbestimmten Menge, welche vorab festgelegt ist. Hier kann, wie dies in 4 gezeigt ist, die vorbestimmte Menge als die gesamte Menge einer minimalen Kraftstoffeinspritzmenge in den Voreinspritzungen festgelegt sein bzw. werden, welche für ein Auftreten der Vorverbrennung erforderlich sind (siehe die strichlierte Linie in 4) und einer minimalen Kraftstoffeinspritzmenge (die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem Abstand zwischen der strichlierten Linie und der durchgehenden Linie in 4), welche für ein Erzeugen des erforderlichen Drehmoments in der Haupteinspritzung erforderlich ist. Die minimale Kraftstoffeinspritzmenge in der Voreinspritzung, welche durch die strichlierte Linie in 4 angedeutet ist, weist Merkmale einer zunehmenden Erhöhung entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl auf, um die reduzierte Anzahl der Voreinspritzungen zu kompensieren, und ist im Wesentlichen konstant, wenn die Motordrehzahl über einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Wert liegt. Darüber hinaus weist die minimale Kraftstoffeinspritzmenge in der Haupteinspritzung ähnliche Merkmale wie die minimale Kraftstoffeinspritzmenge in der Voreinspritzung auf. Daher weist die vorbestimmte Menge, welche durch die durchgehende Linie in 4 angedeutet ist, Merkmale einer zunehmenden Erhöhung entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl auf.
Somit wird, wie dies durch den schwarzen Kreis in 4 angedeutet ist, der Zylinderabschalt-Betriebs- bzw. -Betätigungsmodus ausgeführt, wenn die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge, welche entsprechend der Motorlast festgelegt wird, unter die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge fällt, da die Hauptverbrennung instabil wird. Dadurch wird die Anzahl der Zylinder, welche mit dem Kraftstoff zu versorgen sind, insbesondere von vier auf zwei reduziert, und daher nimmt, wie dies durch den weißen Pfeil in 4 angedeutet ist, die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder zu (hier wird sie im Wesentlichen verdoppelt), um die Menge zu erreichen, welche durch den weißen Kreis in 4 angedeutet ist. Als ein Resultat wird, wie oben beschrieben, die Vorverbrennung mit einer ausreichenden Wärmefreigaberate an dem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub bewirkt, und dadurch wird die Hauptverbrennung stabilisiert und es wird das Drehmoment stabilisiert.
Hier kann eine Bedingung, in welcher die Motordrehzahl höher als eine bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Drehzahl ist, beim Bestimmen aufgenommen bzw. beinhaltet sein, ob der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt wird, da Probleme, insbesondere ein Problem einer Instabilität der Hauptverbrennung auftreten, wenn für die Anzahl der Voreinspritzungen erforderlich ist, dass sie aufgrund der hohen Motordrehzahl reduziert wird.
Wie oben beschrieben, wird in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus die Kraftstoffzufuhr zu einem Teil von Zylindern (insbesondere zwei der vier Zylinder) in dem Motor 1 gestoppt bzw. unterbrochen und nur die zwei anderen Zylinder werden betrieben. Insbesondere wird, wie dies in 5 gezeigt ist, in dem Reihen-Vierzylinder-Motor 1 für ein Durchführen einer Verbrennung in den Zylindern in einer Reihenfolge des ersten, des dritten, des vierten und dann des zweiten die Kraftstoffzufuhr zu dem zweiten und dritten Zylinder gestoppt, während der erste und vierte Zylinder mit dem Kraftstoff versorgt werden, so dass die aktiven Zylinder, welche mit dem Kraftstoff versorgt werden, und die deaktivierten Zylinder, welche nicht mit dem Kraftstoff versorgt werden, unter den Zylindern 11a abgewechselt werden. Somit wird bzw. werden ein oder mehrere der Zylinder 11a regelmäßig deaktiviert, und sind daher effektiv bzw. wirksam beim Unterdrücken der Verschlechterung einer NVH Leistung in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus.
Der Dieselmotor 1 ist verschieden von einem Ottomotor bzw. Vergasermotor dahingehend, dass eine Motorbetriebswelle insbesondere ausgebildet wird, wie dies durch das Beispiel der Indikatorwellenform in 6 angedeutet ist, da das Drosselventil 36 vollständig geöffnet ist und dadurch die Verdichtung der Einlass- bzw. Ansaugluft in jedem der Zylinder 11a durchgeführt wird. Andererseits wird der Zylinderabschalt-Betriebsmodus innerhalb des Bereichs niedriger Last durchgeführt, wo die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge unter die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge fällt, wie dies oben beschrieben ist, und der Zylinderinnendruck minimal durch die Verbrennung erhöht wird, wie dies durch die strichlierte Linie in 6 angedeutet ist. Daher ändert sich, da die Motorbetriebswellenform dominant innerhalb der Änderung der Indikatorwellenform in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus ist, die Indikatorwellenform im Wesentlichen regelmäßig, wenn einer oder mehrere der Zylinder 11a deaktiviert ist bzw. sind. Somit kann die NVH Leistung eine Verschlechterung in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus vermeiden.
Wenn die erforderlichen Bedingungen für ein Ausführen des Zylinderabschalt-Betriebsmodus beispielsweise aufgrund einer Erhöhung der Last während des Zylinderabschalt-Betriebsmodus nicht erfüllt sind, schaltet das PCM 10 den Modus von dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus zu dem Modus eines normalen Betriebs, d. h. eines Vierzylinder-Betriebs. Dann werden, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus wieder ausgeführt wird, die Zylinder 11a, welche nicht mit dem Kraftstoff zu versorgen sind, von dem zweiten und dritten Zylinder in dem vorangehenden Zylinderabschalt-Betriebsmodus zu dem ersten und vierten Zylinder geändert. D. h., das PCM 10 wechselt insbesondere die Zylinder ab oder ändert diese, welche nicht mit dem Kraftstoff versorgt werden, jedes Mal wenn der Zylinderabschaltbetrieb ausgeführt wird. Somit kann eine übermäßige Verringerung in der Temperatur im Inneren der Zylinder 11a aufgrund der Tatsache, dass die Kraftstoffzufuhr in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus unterbrochen ist bzw. wird, vorab vermieden werden, und ist dadurch wirksam beim Sicherstellen der Zündeffizienz der Zylinder 11a, welche von einem deaktivierten Zustand zu einem aktivierten Zustand umgeschaltet werden.
Mit anderen Worten ist der Motor 1 ein Selbstzündungsdieselmotor, so dass daher die Temperaturen im Inneren der Zylinder extrem wichtig beim Sicherstellen der Zündeffizienz des Kraftstoffs sind. Jedoch nehmen die Temperaturen im Inneren der Zylinder ab, wenn eine Zeit während des Zylinderabschalt-Betriebsmodus verstreicht, da die Verbrennung nicht in den Zylindern 11a stattfindet, welche nicht mit dem Kraftstoff versorgt werden. Daher werden die Zylinder 11a, welche nicht mit dem Kraftstoff versorgt werden, insbesondere jedes Mal gewechselt, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt wird, um zu vermeiden, dass die Temperatur im Inneren der deaktivierten Zylinder 11a aufgrund eines Verbleibens in dem deaktivierten Zustand für eine tatsächlich verlängerte Periode abkühlt. Somit ist der Zylinderabschalt-Betriebsmodus effektiv bzw. wirksam beim sicheren Betreiben des Motors 1.
Daher kann in dem Motor 1 die Vorverbrennung, welche die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wärmefreigaberate zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist, durch ein Durchführen der Mehrzahl von Voreinspritzungen vor der Haupteinspritzung bewirkt werden. Somit kann die Zündeffizienz in dem Motor 1 mit niedrigem Verdichtungsverhältnis verbessert werden und die Hauptverbrennung kann stabilisiert werden (siehe die durchgehenden Linien in Teilen (a) und (b) von 3).
Darüber hinaus wird, wenn die Last an dem Motor 1 reduziert wird und die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Menge fällt, die Kraftstoffzufuhr zu einigen der Zylinder (hier zwei Zylinder) unterbrochen, um die Kraftstoffeinspritzmenge für jeden der Zylinder zu erhöhen, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist. Daher wird die Vorverbrennung, welche die bestimmte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Wärmefreigaberate aufweist, sicher veranlasst bzw. bewirkt, und dadurch kann die Zündeffizienz selbst unter der Bedingung niedriger Last verbessert werden und die Hauptverbrennung kann stabilisiert werden. Darüber hinaus ist die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge insbesondere in dem niedrigen Verdichtungsverhältnis geringer eingestellt, und daher ist der Motor 1 wirksam beim Stabilisieren der Hauptverbrennung durch ein Verwenden des Zylinderabschalt-Betriebsmodus.
Für den Vergasermotor bewirkt der Zylinderabschaltbetrieb, dass die Indikatorwellenform unregelmäßig im Vergleich zu dem normalen Betrieb wird, da eine Verbrennung insbesondere nicht in nur gewissen Zylindern durchgeführt wird, und dadurch die NVH Leistung verschlechtert wird. Andererseits wird, wenn der Dieselmotor 1 verwendet wird, die Motorbetriebswelle gebildet und der Zylinderabschalt-Betriebsmodus wird ausgeführt, wenn die Last an dem Motor 1 gering ist, weshalb die Motorbetriebswellenform dominant in der Indikatorwellenform wird und die Wellenform im Wesentlichen regelmäßig wird. Darüber hinaus ist der Zweizylinder-Betrieb insbesondere effektiv beim Ausbilden der Indikatorwelle, welche regelmäßig ist. Als ein Resultat kann eine NVH Leistung eine Verschlechterung selbst in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus vermeiden. Zusätzlich kann die Verschlechterung einer NVH Leistung weiter unterdrückt werden, wenn der Zylinderabschalt-Betätigungs- bzw. -Betriebsmodus ausgeführt wird, während die Drehzahl des Motors 1 hoch ist.
Weiters unterdrückt ein Abwechseln der Zylinder, welche nicht mit Kraftstoff versorgt werden, jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus insbesondere ausgeführt wird, die Temperaturverringerung bzw. -abnahme der deaktivierten Zylinder 11a und kann effektiv beim sicheren Betreiben des Motors 1 sein.
Es ist festzuhalten, dass in der obigen Ausführungsform die Zylinder in dem deaktivierten Zustand insbesondere jedes Mal geändert werden, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt wird. Jedoch können, wenn die Temperaturen im Inneren der Zylinder 11a, welche nicht mit Kraftstoff zu versorgen sind, aufgrund beispielsweise eines Verbleibens in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus für eine verlängerte Zeitdauer abnehmen können, die Zylinder 11a, welche nicht mit Kraftstoff zu versorgen sind, während des Zylinderabschalt-Betriebsmodus umgeschaltet werden. In diesem Fall können die Zylinder in dem deaktivierten Zustand durch ein Messen oder Abschätzen der Temperaturen im Inneren der Zylinder 11a umgeschaltet werden, oder die Zylinder können basierend auf der deaktivierten Zeitperiode bzw. -dauer der Zylinder 11a umgeschaltet werden.
Darüber hinaus wird in der obigen Ausführungsform ein Zweizylinder-Betrieb in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus verwendet. Jedoch kann, wie dies in 7 gezeigt ist, nur ein Zylinder deaktiviert sein bzw. werden und ein Dreizylinder-Betrieb kann in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus verwendet werden. Darüber hinaus ist in diesem Fall, wie dies in 7 gezeigt ist, ein Abwechseln des deaktivierten Zylinders 11a jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betriebsmodus ausgeführt wird, wirksam beim Unterdrücken der Temperaturverringerung innerhalb der Zylinder. Weiters kann der deaktivierte Zylinder insbesondere während des Zylinderabschalt-Betriebsmodus geändert werden. Mit anderen Worten kann ein Teil der gesamten Anzahl von Zylindern deaktiviert werden, wobei der bestimmte deaktivierte Zylinder (insbesondere regelmäßig oder periodisch) geändert oder abgewechselt werden kann.
Darüber hinaus kann, wie dies in 8 gezeigt ist, einer der Zylinder bei jedem vorbestimmten Zyklus (hier insbesondere einem Zyklus von jeweils vier) anstelle eines Festlegens des bestimmten Zylinders 11a, welcher in dem Zylinderabschalt-Betriebsmodus zu deaktivieren ist, deaktiviert werden, wie dies in 6 und 7 gezeigt ist. Dadurch wird der Zylinder 11a, welcher zu deaktivieren ist, sequentiell bzw. aufeinanderfolgend geändert, und dadurch kann die Temperaturabnahme im Inneren des bestimmten Zylinders 11a vermieden werden.
Es ist festzuhalten, dass der oben beschriebene Kraftstoffeinspritzmodus ein Beispiel eines Implementierens der vorliegenden Erfindung ist und er nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Beispielsweise ist die Anzahl der Voreinspritzungen nicht auf drei beschränkt und kann innerhalb eines geeigneten Bereichs erhöht oder verringert werden. Darüber hinaus sind die Anzahl der Zylinder und die Art des Motors 1 nicht auf diejenigen beschränkt, welche in dieser Ausführungsform beschrieben sind.
Insbesondere umfasst ein Dieselmotor für ein Fahrzeug einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug montiert bzw. angeordnet ist, welcher eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt werden, eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder, und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul stellt eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wenigstens gemäß einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper ein, führt eine Haupteinspritzung durch und führt wenigstens eine Voreinspritzung durch, wo Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird. Das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul führt darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betätigungs- bzw. -Betriebsmodus aus, wo die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern gestoppt bzw. unterbrochen wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last befindet, wo die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer vorbestimmten Menge liegt.
Gemäß einem speziellen Aspekt wird ein Dieselmotor für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug montiert oder montierbar ist, welcher eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt sind bzw. werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält; eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, welche in dem Motorkörper angeordnet sind, um in Richtung zu den Zylindern gerichtet zu sein, und für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die jeweiligen Zylinder; und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder durch die Kraftstoffeinspritzventile; wobei ein geometrisches Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers insbesondere innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 eingestellt bzw. festgelegt ist; wobei das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder wenigstens gemäß einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper einstellt bzw. festlegt, eine Haupteinspritzung durchführt, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst wird, und wenigstens eine Voreinspritzung durchführt, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche eine Spitze einer Wärmefreigaberate zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist; wobei das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betätigungs- bzw. -Betriebsmodus ausführt, in welchem die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder unterbrochen ist bzw. wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last befindet und die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder unter einer vorbestimmten Menge liegt; und wobei die vorbestimmte Menge insbesondere unter einer Bedingung eingestellt bzw. festgelegt ist bzw. wird, dass der Kraftstoff zu allen der Zylindern zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der Voreinspritzung, welche für ein Bewirken der Vorverbrennung mit einer vorbestimmten Wärmefreigaberate erforderlich ist, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche für ein Bewirken eines Verbrennungsdrehmoments entsprechend der Last an dem Motorkörper durch die Diffusionsverbrennung erforderlich ist.
Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Rahmen der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche eher als die durch diesen vorangehende Beschreibung definiert ist, und dass für alle Änderungen, welche innerhalb von Beschränkungen und Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente derartiger Beschränkungen und Grenzen davon beabsichtigt ist, dass sie durch die Ansprüche umfasst sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-293383 A [0002]

Claims

Dieselmotor (1) für ein Fahrzeug, umfassend: einen Motorkörper (11), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und eine Mehrzahl von Zylindern (11a) aufweist, welche mit einem Kraftstoff versorgt werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält; eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (16), welche in dem Motorkörper (11) derart angeordnet sind, um im Wesentlichen in Richtung zu den Zylindern (11a) orientiert zu sein, und jeweils für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder (11a); und ein Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul (10) für ein Regeln bzw. Steuern eines Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder (11a) durch die Kraftstoffeinspritzventile (16); wobei das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul (10) eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder (11a) wenigstens gemäß einer Last an dem Motorkörper (11) festlegt, eine Haupteinspritzung durchführt, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst wird, und wenigstens einmal eine Voreinspritzung durchführt, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche eine Spitzenwärmefreigaberate zu einem bestimmten Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist; und wobei das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul (10) darüber hinaus einen Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausführt, in welchem die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder (11a) unterbrochen ist, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung niedriger Last befindet und eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder (11a) unter einer bestimmten Menge liegt.
Dieselmotor nach Anspruch 1, wobei die bestimmte Menge unter einer Bedingung festgelegt ist, dass der Kraftstoff zu allen der Zylinder (11a) zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der wenigstens einen Voreinspritzung, welche für ein Bewirken der Vorverbrennung mit einer bestimmten Wärmefreigaberate erforderlich ist, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche für ein Bewirken eines Verbrennungsdrehmoments entsprechend der Last an dem Motorkörper (11) durch die Diffusionsverbrennung erforderlich ist.
Dieselmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhätnis des Motorkörpers innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 festgelegt ist.
Dieselmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul den einen oder die mehreren Zylinder (11a) abwechselt oder ändert, welche(r) nicht mit dem Kraftstoff versorgt ist bzw. sind.
Dieselmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul (10) den Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausführt, wenn sich eine Drehzahl des Motorkörpers (11) über einem bestimmten Wert befindet.
Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors (1) für ein Fahrzeug, umfassend einen Motorkörper (11), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und eine Mehrzahl von Zylindern (11a) aufweist, welche mit Kraftstoff versorgt werden, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (16), welche in dem Motorkörper (11) angeordnet sind, wobei ein Modus eines Einspritzens des Kraftstoffs in die Zylinder (11a) durch die Kraftstoffeinspritzventile (16) durch das Folgende geregelt bzw. gesteuert wird: Festlegen einer Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder (11a) wenigstens gemäß einer Last bzw. Belastung an dem Motorkörper (11), Durchführen einer Haupteinspritzung, wo der Kraftstoff nahe einem oberen Totpunkt in einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub eingespritzt wird, um eine Hauptverbrennung zu bewirken, welche hauptsächlich durch eine Diffusionsverbrennung ausgelöst wird, und wenigstens einmaliges Durchführen einer Voreinspritzung, wo der Kraftstoff vor der Haupteinspritzung eingespritzt wird, um eine Vorverbrennung zu bewirken, welche eine Spitzenwärmefreigaberate zu einem bestimmten Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt in dem Verdichtungshub aufweist; und wobei ein Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, in welchem die Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder (11a) unterbrochen wird, wenn sich der Motorkörper unter einer Bedingung einer niedrigen Last befindet und eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zylinder (11a) unter einer bestimmten Menge liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die bestimmte Menge unter einer Bedingung festgelegt wird, dass der Kraftstoff zu allen der Zylinder (11a) zugeführt wird, basierend auf einer Summierung einer minimalen Einspritzmenge der wenigstens einen Voreinspritzung, welche für ein Bewirken der Vorverbrennung mit einer bestimmten Wärmefreigaberate erforderlich ist, und einer minimalen Einspritzmenge der Haupteinspritzung, welche für ein Bewirken eines Verbrennungsdrehmoments entsprechend der Last an dem Motorkörper (11) durch die Diffusionsverbrennung erforderlich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8, wobei jedes Mal, wenn der Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, das Einspritz-Regel- bzw. -Steuermodul den einen oder die mehreren Zylinder (11a) abwechselt oder ändert, welche(r) nicht mit dem Kraftstoff versorgt wird bzw. werden, und/oder wobei der Zylinderabschalt-Betätigungsmodus ausgeführt wird, wenn eine Drehzahl des Motorkörpers (11) über einem bestimmten Wert liegt.
Computerprogrammprodukt, umfassend durch einen Computer lesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens eines Regelns bzw. Steuerns eines Dieselmotors (1) für ein Fahrzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 9 ausführen.