DE102016003251A1 - Kraftstoffregelung bzw. -Steuerung - Google Patents

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Abstract

Ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem eines Motors wird zur Verfügung gestellt, welches durch ein Verwenden eines Taumelstroms ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt in einer Verbrennungskammer eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders des Motors ausgebildet ist. Das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem beinhaltet eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer, einen Taumelstromgenerator für ein Generieren des Taumelstroms innerhalb der Verbrennungskammer, und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Veranlassen, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung entgegengesetzt zu einer positiven Richtung des Taumelstroms zu einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt ist, um in einer späteren Hälfte des Verdichtungshubs des Zylinders zu liegen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem für einen Motor, insbesondere auf ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem eines Motors, welches durch ein Verwenden eines Taumelstroms ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt in einer Verbrennungskammer eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders des Motors ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen entsprechenden Motor, auf ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuerverfahren und auf ein Computerprogrammprodukt.
  • Wenn ein Betriebs- bzw. Betätigungsbereich eines Motors innerhalb eines Betriebsbereichs ist bzw. liegt, wo eine Motorlast hoch ist und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl niedrig ist, tritt eine abnormale Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen und eine Vorzündung leicht aufgrund eines inhomogenen Mischgases und einer langsamen Flammenpropagation bzw. -ausbreitung nach einer Funkenzündung im Inneren einer Verbrennungskammer des Motors auf. Um eine derartige abnormale Verbrennung (z. B. ein Klopfen) zu unterdrücken, ist es bekannt, beträchtlich einen Zündzeitpunkt auf nach einem oberen Totpunkt eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs (CTDC) zu verzögern. Jedoch reduziert sich, wenn der Zündzeitpunkt auf nach dem CTDC verzögert wird, ein Verbrennungsdruck im Inneren der Verbrennungskammer und somit reduziert sich auch ein ausgegebenes bzw. Abtriebsdrehmoment des Motors.
  • Daher wird eine Lehre eines Unterteilens einer Kraftstoffeinspritzung in eine Verbrennungskammer in eine Mehrzahl von Einspritzungen, um ein hohes Drehmoment sicherzustellen, während ein Klopfen unterdrückt wird, vorgeschlagen. Beispielsweise ist mit bzw. bei einem Regel- bzw. Steuerverfahren eines Motors, welches in JP 4924751 B geoffenbart ist, wenn ein Betriebszustand des Motors innerhalb eines ersten Motorgeschwindigkeitsbereichs ist bzw. liegt, wo die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ gering ist, ein verzögerndes Ausmaß eines Zündzeitpunkts bestimmt bzw. ausgebildet, um größer zu sein als innerhalb eines zweiten Motorgeschwindigkeitsbereichs, wo die Motorgeschwindigkeit höher als der erste Motorgeschwindigkeitsbereich ist, es ist ein Kraftstoffeinspritzmodus bestimmt, um ein Modus einer unterteilten Einspritzung zu sein, in welcher der Kraftstoff wenigstens zweimal eingespritzt wird, und es ist ein Zeitpunkt der abschließenden Einspritzung davon bestimmt, um in einer frühen Hälfte des Verdichtungshubs zu liegen. Der Kraftstoff, welcher in die Verbrennungskammer in der frühen Hälfte des Verdichtungshubs eingespritzt wird, reduziert eine Temperatur eines Mischgases im Inneren der Verbrennungskammer durch eine latente Wärme einer Verdampfung. Somit kann ein Klopfen unterdrückt werden und es kann demgemäß der Zündzeitpunkt vorgestellt werden, um das Drehmoment zu erhöhen.
  • Mittlerweile bzw. demgegenüber ist es bekannt, dass durch ein Erhöhen einer Flammenausbreitungsgeschwindigkeit nach einer Funkenzündung ein Mischgas normal verbrannt werden kann, bevor ein Klopfen auftritt, und sich somit der Klopfwiderstand verbessert.
  • Jedoch wird mit dem Regel- bzw. Steuerverfahren des Motors in JP 4924751 B , welches oben beschrieben ist, die Zündung in einem Zustand durchgeführt, wo der Kraftstoff, welcher in die Verbrennungskammer in der frühen Hälfte des Verdichtungshubs eingespritzt wird, im Wesentlichen gleichmäßig im Inneren der Verbrennungskammer während des Verdichtungshubs verteilt ist bzw. wird. Daher gibt es, verglichen mit dem Fall, wo die unterteilten Einspritzungen des Kraftstoffs nicht durchgeführt werden, keine Änderung in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Mischgases nahe einer Zündkerze, und es gibt daher keinen signifikanten Unterschied in der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit.
  • Daher gibt es in dem oben beschriebenen konventionellen Regel- bzw. Steuerverfahren des Motors einen Bereich für ein noch weiteres Verbessern des Klopfwiderstands durch ein Erhöhen der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit und ein Vorrücken bzw. Vorstellen des Zündzeitpunkts, um das Drehmoment zu erhöhen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf ein Lösen der Probleme des oben beschriebenen Standes der Technik durchgeführt und zielt darauf ab, eine Kraftstoffregelung bzw. -steuerung für einen Motor zur Verfügung zu stellen, welche fähig ist, ein hohes Drehmoment zu erzielen, während ein Klopfen selbst innerhalb eines Motorbetriebsbereichs unterdrückt wird, wo eine abnormale Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen leicht auftritt.
  • Dieser Gegenstand wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem für einen Motor zur Verfügung gestellt. Das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem regelt bzw. steuert durch eine Verwendung eines Taumelstroms ein Verhalten von Kraftstoff, welcher direkt durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders des Motors ausgebildet ist. Das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem beinhaltet einen Taumelstromgenerator für ein Generieren bzw. Erzeugen des Taumelstroms innerhalb der Verbrennungskammer, und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Veranlassen bzw. Bewirken, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven Richtung des Taumelstroms zu bzw. bei einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einer späteren Hälfte eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs des Zylinders zu liegen.
  • Mit dieser Konfiguration bewirkt das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuersystem, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff bei dem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann die geringere Menge an Kraftstoff als die Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wird, in der Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der positiven Richtung des Taumelstroms bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt. Daher wird in bzw. bei der Kraftstoffeinspritzung bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt eine kinetische Energie des Kraftstoffs, welcher durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzt wird, durch eine kinetische Energie des Taumelstroms aufgehoben (oder stark reduziert), welcher der Einspritzrichtung des Kraftstoffs entgegengesetzt ist, und somit durchdringt der Kraftstoff nicht den Taumelstrom und es kann ein Bereich bzw. eine Fläche, wo der Kraftstoff reich bzw. fett ist, innerhalb eines unteren Querschnitts bzw. Abschnitts des Taumelstroms ausgebildet werden. Darüber hinaus kann durch ein Verschieben des reichen Bereichs entlang des Taumelstroms, um nahe einer Spitze einer Zündkerze bei einem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, eine Zündfähigkeit durch die Zündkerze verbessert werden, und es kann, da eine Flammenpropagations- bzw. -ausbreitungsgeschwindigkeit ansteigt, ein Klopfwiderstand verbessert werden. Darüber hinaus wird, insbesondere durch ein Einspritzen bei dem ersten Einspritzzeitpunkt der größeren Menge an Kraftstoff als der Menge, welche bei dem zweiten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eingespritzt wird, eine Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs stimuliert, um ein Mischgas mit latenter Hitze bzw. Wärme der Verdampfung zu kühlen, und es kann der Klopfwiderstand weiter verbessert werden. Daher kann auch innerhalb eines Betriebs- bzw. Betätigungsbereichs, wo eine abnormale Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen leicht auftritt, ein Klopfen sicher unterdrückt werden, und demgemäß kann der Zündzeitpunkt vorgerückt bzw. vorgestellt werden, um ein Drehmoment zu erhöhen. Darüber hinaus kann, insbesondere durch ein Einspritzen der größeren Menge an Kraftstoff bei dem ersten Einspritzzeitpunkt, der Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer verteilt werden, um eine homogene Verbrennung zu erzielen, und es kann somit eine Emissionsleistung auch verbessert werden.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist bzw. wird vorzugsweise der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt, um zwischen etwa 50° und etwa 90° vor einem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs zu liegen.
  • Mit dieser Konfiguration kann der Kraftstoff sicher zu einem Zeitpunkt eingespritzt werden, bei welchem die Einspritzrichtung des Kraftstoffs dem Taumelstrom gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt ist, und somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms ausgebildet werden, und es kann der reiche Bereich entlang des Taumelstroms verschoben werden, um sicher nahe der Spitze der Zündkerze bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Insbesondere bewirkt bzw. veranlasst das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul vorzugsweise, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung etwa 10% bis etwa 20% einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge in einem Betriebs- bzw. Betätigungszyklus des Zylinders bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt.
  • Mit dieser Konfiguration kann, wenn der reiche Bereich, welcher innerhalb des Taumelstroms ausgebildet ist bzw. wird, nahe zu der Spitze der Zündkerze bei dem Zündzeitpunkt verschoben wird, das Mischgas nahe der Spitze der Zündkerze geeignet angereichert werden und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden, und darüber hinaus kann verhindert werden, dass das Mischgas innerhalb eines Bereichs entfernt von der Zündkerze übermäßig mager wird, und es kann ein Auftreten einer instabilen Verbrennung verhindert werden.
  • Darüber hinaus ist oder umfasst der Taumelstromgenerator eine Einlassöffnung bzw. einen Einlassport des Motors. Eine Zündkerze des Motors ist vorzugsweise in einem zentralen Abschnitt einer Decke der Verbrennungskammer vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise an einer Position eines Umfangskanten- bzw. -randabschnitts der Decke der Verbrennungskammer auf einer Seite angeordnet, wo die Einlassöffnung vorgesehen ist, und spritzt vorzugsweise den Kraftstoff im Wesentlichen schräg nach unten und in Richtung zu einer gegenüberliegenden Seite von der Einlassöffnung ein. Der Motor weist vorzugsweise einen Kolben auf, welcher eine Kronenfläche aufweist, und die Kronenfläche ist vorzugsweise mit einer geneigten Oberfläche ausgebildet, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden Richtung schräg nach oben und in Richtung zu der Seite, wo die Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist, von einem Endabschnitt der Kronenfläche auf einer gegenüberliegenden Seite von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erstreckt. Der zweite Einspritzzeitpunkt ist vorzugsweise bestimmt, um ein Zeitpunkt zu sein, bei welchem eine Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung der sich im Wesentlichen erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche gegenüberliegt.
  • Mit dieser Konfiguration bewirkt das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, welcher bestimmt bzw. gewählt ist, um der Zeitpunkt zu sein, bei welchem die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche gegenüberliegt. Daher kann der Kraftstoff in der Richtung entgegengesetzt zu der positiven Richtung des unteren Abschnitts bzw. Querschnitts des Taumelstroms eingespritzt werden, welche schräg nach oben und in Richtung zu der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entlang der geneigten Oberfläche der Kronenfläche ist bzw. liegt. Somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms gebildet werden, es kann der reiche Bereich entlang des Taumelstroms verschoben werden, um sicher nahe der Spitze der Zündkerze bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Darüber hinaus ist bzw. liegt insbesondere die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Wesentlichen parallel zu der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche.
  • Mit dieser Konfiguration kann die Einspritzrichtung des Kraftstoffs sicher der positiven Richtung des Taumelstroms gegenüberliegen bzw. zu dieser entgegengesetzt sein, welche schräg nach oben und in Richtung zu der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entlang der geneigten Oberfläche der Kronenfläche ist bzw. liegt. Somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms gebildet werden, es kann der reiche Bereich entlang des Taumelstroms verschoben werden, um sicherer nahe der Spitze der Zündkerze bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt vorzugsweise, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wenn ein Betriebszustand des Motors in einem aufgewärmten Zustand innerhalb eines Betriebsbereichs des Motors liegt, wo eine Motorlast relativ hoch ist und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig ist, und das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt vorzugsweise nicht, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wenn der Betriebszustand des Motors in dem aufgewärmten Zustand außerhalb des Betriebsbereichs liegt, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit relativ niedrig ist oder wenn sich der Motor in einem kalten Zustand befindet.
  • Mit dieser Konfiguration wird, wenn der Betriebszustand des Motors in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des Betriebsbereichs ist bzw. liegt, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig ist, in welchem ein Klopfen leicht auftritt, der Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt eingespritzt, um den reichen Bereich nahe der Zündkerze bei dem Zündzeitpunkt auszubilden, um die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und den Klopfwiderstand zu verbessern. Andererseits kann, wenn der Betriebszustand des Motors außerhalb des Betriebsbereichs ist bzw. liegt, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit relativ niedrig ist, oder in dem kalten Zustand, in welchem ein Klopfen nicht leicht auftritt, durch ein Einspritzen der Gesamtheit des Kraftstoffs in einer einzigen Einspritzung bei dem ersten Einspritzzeitpunkt, um die Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs zu stimulieren und den Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer zu verteilen, die Emissionsleistung verbessert werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Motor zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Zylinder, welcher eine Verbrennungskammer definiert; eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer; ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem, insbesondere gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung oder einer besonderen Ausführungsform davon, welches unter Verwendung eines Taumelstroms ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, und umfasst: einen Taumelstromgenerator für ein Generieren bzw. Erzeugen des Taumelstroms innerhalb der Verbrennungskammer; und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Veranlassen bzw. Bewirken, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven Richtung des Taumelstroms zu bzw. bei einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einer späteren Hälfte eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs des Zylinders zu liegen.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist bzw. wird der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt, um zwischen etwa 50° und etwa 90° vor einem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs zu liegen, und/oder wobei das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung etwa 10% bis etwa 20% einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge in einem Betätigungszyklus des Zylinders bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt.
  • Insbesondere umfasst der Taumelstromgenerator eine Einlassöffnung bzw. einen Einlassport des Motors, wobei eine Zündkerze des Motors in einem zentralen Abschnitt einer Decke der Verbrennungskammer vorgesehen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung an einer Position eines Umfangskanten- bzw. -randabschnitts der Decke der Verbrennungskammer auf einer Seite angeordnet ist, wo die Einlassöffnung vorgesehen ist, und den Kraftstoff im Wesentlichen schräg nach unten und in Richtung zu einer gegenüberliegenden Seite von der Einlassöffnung einspritzt, wobei der Motor einen Kolben aufweist, welcher eine Kronenfläche aufweist, und die Kronenfläche mit einer geneigten Oberfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden Richtung schräg nach oben und in Richtung zu der Seite, wo die Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist, von einem Endabschnitt der Kronenfläche auf einer gegenüberliegenden Seite von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erstreckt, und wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt ist, um ein Zeitpunkt zu sein, bei welchem eine Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Wesentlichen der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche gegenüberliegt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuerverfahren für einen Motor, insbesondere gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung oder einer besonderen Ausführungsform davon, für ein Regeln bzw. Steuern durch ein Verwenden eines Taumelstroms eines Verhaltens von Kraftstoff zur Verfügung gestellt, welcher direkt durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders des Motors ausgebildet, wobei das Verfahren umfasst: ein Generieren bzw. Erzeugen des Taumelstroms innerhalb der Verbrennungskammer; und ein Bewirken, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven Richtung des Taumelstroms zu einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt wird, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt wird, um in einer späteren Hälfte eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs des Zylinders zu liegen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches insbesondere als ein computerlesbares Medium, als ein Signal- und/oder Datenstrom verkörpert ist, umfassend computerlesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuerverfahrens gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung oder einer besonderen Ausführungsform davon durchführen.
  • Diese und andere Gegenstände, 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, selbst obwohl Ausführungsformen getrennt beschrieben werden, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht, welche schematisch eine Konfiguration eines Motors illustriert, an welchem ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche spezifische Strukturen einer Einspritzeinrichtung und einer Zündkerze des Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 3A und 3B sind Ansichten, welche einen Kolben des Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren, in welchen 3A eine Draufsicht auf den Kolben ist und 3B eine Ansicht, genommen entlang einer Linie A-A in 3A ist.
  • 4 ist ein Diagramm, welches Betriebsbereiche des Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 5 illustriert Zeitdiagramme von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten, welche durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem des Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geregelt bzw. gesteuert werden.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren einer Verbrennungskammer illustriert, wenn der Kraftstoff in einem Einlass- bzw. Ansaughub durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer illustriert, wenn der Kraftstoff um einen unteren Totpunkt durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer illustriert, wenn der Kraftstoff in einer späteren Hälfte eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer zu einem Zündzeitpunkt illustriert, welcher durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geregelt bzw. gesteuert wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nachfolgend wird ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben.
  • [Systemkonfiguration]
  • Zuerst wird eine Konfiguration eines Motors, an welchem ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist eine Ansicht, welche schematisch die Konfiguration des Motors illustriert, an welchem das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
  • In 1 bezeichnet das Bezugszeichen ”1” den Motor, an welchem das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Der Motor 1 ist insbesondere ein Benzinmotor, welcher an einem Fahrzeug montiert ist und mit Kraftstoff versorgt wird, welcher zumindest Benzin enthält. Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderblock 4, welcher mit einer Mehrzahl von Zylindern 2 versehen ist (es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass, obwohl nur ein Zylinder 2 in 1 illustriert ist, beispielsweise vier Zylinder linear angeordnet sind), einen Zylinderkopf 6, welcher auf dem Zylinderblock 4 angeordnet ist, und eine Öl- oder Schmiermittelwanne 8, welche unterhalb des Zylinderblocks 4 angeordnet ist und ein Schmiermittel speichert bzw. aufnimmt. Ein hin und her bewegbarer Kolben 14, welcher mit einer Kurbelwelle 12 über eine Verbindungsstange 10 gekoppelt ist, ist in jeden der Zylinder 2 eingepasst. Der Zylinderkopf 6, die Zylinder 2 und die Kolben 14 definieren Verbrennungskammern 16. In dem Zylinderkopf 6 sind insbesondere zwei unabhängige Einlassöffnungen bzw. -ports 18 und zwei unabhängige Auslassöffnungen bzw. -ports 20 für jeden der Zylinder 2 ausgebildet, es ist jede der Ansaug- bzw. Einlassöffnung(en) 18 mit einem Einlassventil 22 für ein Öffnen und Schließen der Einlassöffnung 18 auf der Seite der Verbrennungskammer 16 versehen und es ist jede der Auslassöffnung(en) 20 mit einem Auslassventil 24 für ein Öffnen und Schließen der Auslassöffnung 20 auf der Seite der Verbrennungskammer 16 versehen. Die Einlassöffnung 18 fungiert insbesondere als ein Taumelstromgenerator für ein im Wesentlichen Erzeugen bzw. Generieren eines Wirbelstroms bzw. -flusses in Aufwärts- und Abwärtsrichtungen des Kolbens (Taumelstrom) innerhalb der Verbrennungskammer 16.
  • Darüber hinaus bildet eine Bodenfläche des Zylinderkopfs 6 Decken 26 der jeweiligen Verbrennungskammern 16. Jede der Decken 26 weist insbesondere eine sogenannte Pultdachform bzw. -gestalt auf, welche zwei gegenüberliegende geneigte Flächen aufweist, welche sich von einem Zentrum der Decke 26 zu einem Bodenende des Zylinderkopfs 6 erstrecken.
  • Darüber hinaus ist eine (insbesondere direkte) Einspritzeinrichtung 28 für ein (insbesondere direktes) Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder 2 an dem Zylinderkopf 6 für jeden Zylinder 2 festgelegt. Jede Einspritzeinrichtung 28 ist insbesondere im Wesentlichen derart angeordnet, dass ihre Mehrzahl von Düsenlöchern 30 schräg nach unten und in Richtung zu einem Inneren der Verbrennungskammer 16, an einer Position eines Umfangskantenabschnitts der Decke 26 der Verbrennungskammer 16, zwischen den zwei Einlassöffnungen 18 orientiert ist. Die Einspritzeinrichtung 28 spritzt (insbesondere direkt) in die Verbrennungskammer 16 eine Menge an Kraftstoff entsprechend einem Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors 1 zu einem Einspritzzeitpunkt ein, welcher gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 bestimmt bzw. festgelegt ist bzw. wird. Eine spezifische Konfiguration der Einspritzeinrichtung 28 wird später beschrieben.
  • Darüber hinaus ist wenigstens eine Zündkerze 32 für ein zwangsweises Zünden von Mischgas im Inneren der Verbrennungskammer 16 an dem Zylinderkopf 6 für jeden Zylinder 2 festgelegt. Jede Zündkerze 32 ist den Zylinderkopf 6 durchdringend angeordnet, um sich im Wesentlichen nach unten von einem zentralen bzw. mittigen Abschnitt der Decke 26 der Verbrennungskammer 16 zu erstrecken. Die Zündkerze 32 ist mit einer Zündschaltung 34 für ein Zuführen an Spannung zu der Zündkerze 32 verbunden.
  • Der Zylinderkopf 6 ist darüber hinaus mit Ventilantriebsmechanismen 36 für ein Antreiben jeweils der Einlass- und Auslassventile 22 und 24 jedes Zylinders 2 versehen. Die Ventilantriebsmechanismen 36 beinhalten insbesondere beispielsweise einen nicht illustrierten variablen Ventilanhebemechanismus (VVL (Variable Valve Lift, variabler Ventilhub)) für ein Ändern von Hüben der Einlass- und Auslassventile 22 und 24, und/oder einen nicht illustrierten phasenvariablen Ventilmechanismus (VVT (Variable Valve Timing, variable Ventilsteuerung)) für ein Ändern einer Rotationsphase einer Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle 12.
  • Ein Kraftstoffzufuhrpfad bzw. -weg koppelt einen Kraftstofftank bzw. -behälter (nicht illustriert) mit den Einspritzeinrichtungen 28. Ein Kraftstoffzufuhrsystem 38 für ein Zuführen des Kraftstoffs zu jeder der Einspritzeinrichtungen 28 bei einem gewünschten Kraftstoffdruck ist innerhalb des Kraftstoffzufuhrpfads vorgesehen. Der Druck des Kraftstoffs, welcher zu jeder Einspritzeinrichtung 28 zugeführt wird, wird insbesondere gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 geändert.
  • Auf einer Seitenoberfläche des Motors 1 ist, wie dies in 1 illustriert ist, ein Einlass- bzw. Ansaugdurchtritt 40 angeschlossen, um mit den Einlassöffnungen 18 der jeweiligen Zylinder 2 zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen. Auf der anderen Seitenoberfläche des Motors 1 ist ein Auslassdurchtritt 42 angeschlossen, um verbranntes Gas (Abgas) herauszuführen, welches aus den Verbrennungskammern 16 der jeweiligen Zylinder 2 ausgebracht bzw. ausgetragen wird.
  • Der Motor 1 wird durch ein Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul (nachfolgend als das PCM bezeichnet) 44 geregelt bzw. gesteuert. Das PCM 44 besteht aus einem Mikroprozessor, welcher eine CPU, einen Speicher, eine Zähler-Zeitgeber-Gruppe, ein Interface bzw. eine Schnittstelle und/oder einen oder mehrere Pfad(e) für ein Anschließen bzw. Verbinden dieser Einheiten beinhaltet. Das PCM 44 stellt einen Controller bzw. eine Regel- bzw. Steuereinrichtung dar.
  • Das PCM 44 erhält ein oder mehrere Detektionssignal(e) von einer oder mehreren (insbesondere verschiedenen) Art(en) von Sensoren. Spezifisch erhält bzw. empfängt das PCM 44 ein oder mehrere Detektionssignal(e) von einem oder mehreren der folgenden: einem Fluidtemperatursensor für ein Detektieren einer Temperatur eines Motorkühlmittels, einem Kurbelwellenwinkelsensor für ein Detektieren eines Rotationswinkels der Kurbelwelle 12, einem Beschleunigungseinrichtungs- bzw. Gaspedalpositionssensor für ein Detektieren eines Gaspedalöffnungsgrads entsprechend einem Winkel (Betätigungsausmaß) eines Beschleunigungs- bzw. Gaspedals des Fahrzeugs, etc. Es ist festzuhalten, dass diese Sensoren nicht illustriert bzw. dargestellt sind.
  • Durch ein Durchführen von verschiedenen Arten von Betätigungen basierend auf diesem (diesen) Detektionssignal(en) bestimmt das PCM 44 den Betriebszustand des Motors 1 und darüber hinaus des Fahrzeugs und gibt Regel- bzw. Steuersignale an ein(e) oder mehrere der folgenden aus: die Einspritzeinrichtungen 28, die Zündschaltung 34, die Ventilantriebsmechanismen 36, das Kraftstoffzufuhrsystem 38, etc. gemäß dem bestimmten Zustand. Auf diese Weise betreibt das PCM 44 den Motor 1. Obwohl dies später im Detail beschrieben wird, kann das PCM 44 als das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem des Motors 1 bezeichnet werden und fungiert als ein Kraftstoffeinspritzventil-Regel- bzw. -Steuermodul.
  • [Spezifische Strukturen von Kolben, Einspritzeinrichtungen und Zündkerzen]
  • Als nächstes werden spezifische Strukturen jedes Kolbens 14, jeder Einspritzeinrichtung 28 und jeder Zündkerze 32 des Motors 1 dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2, 3A und 3B beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die spezifischen Strukturen der Einspritzeinrichtung 28 und der Zündkerze 32 des Motors 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. 3A und 3B sind Ansichten, welche den Kolben 14 des Motors 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren, in welchen 3A eine Draufsicht auf den Kolben 14 ist und 3B eine Ansicht, genommen entlang einer Linie A-A in 3A ist.
  • Wie dies in 2 illustriert ist, ist die Einspritzeinrichtung 28 insbesondere eine Mehrloch-Einspritzeinrichtung, welche die Mehrzahl von Düsenlöchern 30 aufweist. Die Einspritzeinrichtung 28 ist insbesondere im Wesentlichen vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt, so dass sich ihre axiale Richtung nach unten um einen geneigten Winkel von einer horizontalen Richtung neigt. Somit verteilt sich ein Kraftstoffnebel, welcher von jedem Düsenloch 30 der Einspritzeinrichtung 28 eingespritzt wird, radial schräg nach unten von dem Umfangsrand- bzw. -kantenabschnitt der Decke 26 der Verbrennungskammer 16.
  • Wie dies in 2, 3A und 3B illustriert ist, ist eine Kronenfläche 46, welche einen oberen Abschnitt des Kolbens 14 bildet, ausgebildet, um sich in Richtung zu seinem Zentrum zu wölben. Spezifisch weist die Kronenfläche 46 eine geneigte Oberfläche 48 auf der Seite der Einspritzeinrichtung, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden bzw. verlängerten Richtung schräg nach oben von einem Endabschnitt der Kronenfläche 46 auf der Seite der Einspritzeinrichtung 28 in Richtung zu dem Zentrum der Kronenfläche 46 erstreckt, und eine geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite auf, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden Richtung schräg nach oben von einem Endabschnitt der Kronenfläche 46 auf einer im Wesentlichen gegenüberliegenden Seite von der Seite der Einspritzeinrichtung 28 (kann nachfolgend als die ”von der Einspritzeinrichtung abgewandte Seite” bezeichnet werden) in Richtung zu dem Zentrum der Kronenfläche 46 erstreckt. Die geneigte Oberfläche 48 auf der Seite der Einspritzeinrichtung und die geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite sind entlang der Form bzw. Gestalt der Decke 26 der Verbrennungskammer 16 ausgebildet.
  • Insbesondere ist ein geneigter Winkel θ der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite insbesondere ausgebildet, so dass die axiale Richtung der Einspritzeinrichtung 28 (d. h. eine Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Einspritzeinrichtung 28) im Wesentlichen parallel zu einer Richtung ist bzw. verläuft, in welcher sich die geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite schräg nach oben von dem Endabschnitt der Kronenfläche 46 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite in Richtung zum Zentrum erstreckt (d. h. eine Richtung, welche sich schräg nach oben und in Richtung zur Einspritzeinrichtung 28 erstreckt). Spezifisch ist der geneigte Winkel α der Einspritzeinrichtung 28 im Wesentlichen derselbe wie der geneigte Winkel θ der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite.
  • Der Endabschnitt der Kronenfläche 46 auf der Seite der Einspritzeinrichtung 28 und der Endabschnitt auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite sind insbesondere jeweils mit horizontalen Oberflächen 52 als eine Referenz- bzw. Bezugsoberfläche der Kronenfläche 46 ausgebildet.
  • Einlassventilvertiefungen bzw. -ausnehmungen 54 sind in der horizontalen Oberfläche 52 auf der Seite der Einspritzeinrichtung 28 ausgebildet, um einen Kontakt zwischen dem Kolben 14 und den Einlassventilen 22 zu vermeiden, und/oder Auslassventilvertiefungen bzw. -ausnehmungen 56 sind in der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite ausgebildet, um einen Kontakt zwischen den Kolben 14 und den Auslassventilen 24 zu vermeiden.
  • Ein Hohlraum 58 (welcher insbesondere im Wesentlichen kreisförmig in einer Draufsicht vertieft ist) ist im Wesentlichen im Zentrum der Kronenfläche 46 ausgebildet. Der Hohlraum 58 ist bzw. wird insbesondere durch eine horizontale Bodenfläche 60, welche eine im Wesentlichen kreisartige Form in einer Draufsicht aufweist, und eine Seitenoberfläche 62 gebildet, welche sich radial aufwärts von einem äußeren Umfang der Bodenfläche 60 neigt. Wenn sich der Kolben 14 an einem oberen Totpunkt (TDC) befindet, ist eine Spitze der Zündkerze 32 innerhalb des Hohlraums 58 angeordnet, und somit wird ein im Wesentlichen kugelförmiger Verbrennungsraum, welcher um die Spitze der Zündkerze 32 zentriert ist, ausgebildet.
  • [Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung]
  • Als nächstes wird eine Regelung bzw. Steuerung der Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung bzw. des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem des Motors 1 dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 bis 9 beschrieben. 4 ist ein Diagramm, welches Betriebs- bzw. Betätigungsbereiche des Motors 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert, in welchem die horizontale Achse eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl anzeigt und die vertikale Achse eine Motorlast anzeigt. 5 illustriert Zeitdiagramme von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten, welche durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem des Motors 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geregelt bzw. gesteuert werden, in welchen die horizontale Achse einen Kurbelwinkel vor einem oberen Totpunkt eines Verdichtungshubs CTDC (deg BTDC) anzeigt, und die Zahlen auf den Balken, welche die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte anzeigen, Kraftstoffeinspritzmengen zu bzw. bei den jeweiligen Kraftstoffeinspritzzeitpunkten anzeigen, wenn die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus (Betriebs- bzw. Betätigungszyklus des Zylinders) 10 ist. 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer 16 illustriert, wenn der Kraftstoff in einem Einlasshub durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird. 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer 16 illustriert, wenn der Kraftstoff um einen unteren Totpunkt durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird. 8 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer 16 illustriert, wenn der Kraftstoff in einem späteren Abschnitt (insbesondere Hälfte) eines Verdichtungshubs durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird. 9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand im Inneren der Verbrennungskammer 16 zu einem Zündzeitpunkt illustriert, welcher durch das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geregelt bzw. gesteuert wird.
  • Zuerst führt, wie dies in 4 illustriert ist, innerhalb eines Betriebs- bzw. Betätigungsbereichs, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig in einem aufgewärmten Zustand des Motors ist (ein erster Bereich in 4), (insbesondere basierend auf dem (den) Detektionssignal(en), welche(s) von dem Fluid-Temperatursensor, dem Kurbelwinkelsensor, dem Beschleunigungseinrichtungs-Positionssensor, etc. erhalten wird bzw. werden), das PCM 44 die Kraftstoffeinspritzung in jedem Zyklus durch ein Unterteilen der Einspritzung in insbesondere drei Einspritzungen durch, um ein Klopfen zu unterdrücken und ein Ausgabe- bzw. Ausgangsdrehmoment zu verbessern.
  • Innerhalb eines Betriebsbereichs, wo die Motorlast niedriger ist und die Motorgeschwindigkeit höher ist als in dem ersten Bereich in dem aufgewärmten Zustand des Motors (in dem aufgewärmten Zustand des Motors ein Betriebsbereich, wo die Motorlast relativ in der Mitte liegt und die Motorgeschwindigkeit relativ niedrig ist, und ein Betriebsbereich, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit relativ in der Mitte liegt, d. h. ein zweiter Bereich in 4), führt das PCM 44 die Kraftstoffeinspritzung in jedem Zyklus durch ein Unterteilen der Einspritzung in insbesondere zwei Einspritzungen durch, um ein Klopfen zu unterdrücken und das abgegebene bzw. Ausgangsdrehmoment zu verbessern.
  • Innerhalb eines Betriebsbereichs, wo die Motorlast niedriger ist und die Motorgeschwindigkeit höher ist als in dem zweiten Bereich in dem aufgewärmten Zustand des Motors (in dem aufgewärmten Zustand des Motors ein Betriebsbereich, wo die Motorlast relativ niedrig ist, und ein Betriebsbereich, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit relativ hoch ist [ipto1], d. h. ein dritter Bereich in 4), spritzt das PCM 44 die Gesamtheit des Kraftstoffs insbesondere in einer einzigen Einspritzung in jedem Zyklus ein. Darüber hinaus spritzt das PCM 44 die Gesamtheit des Kraftstoffs insbesondere in einer einzigen Einspritzung in jedem Zyklus auch in einem kalten Zustand des Motors ein. Somit schaltet das PCM 44 die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen in einem Zyklus gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 um. Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass die Grenzen für ein Umschalten der Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen nicht auf das illustrierte Beispiel beschränkt bzw. begrenzt sind.
  • Spezifisch bewirkt, wie dies in 5 illustriert ist, wenn der Betriebszustand des Motors 1 innerhalb des ersten Bereichs von 4 liegt, das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 den Kraftstoff durch ein Unterteilen der Einspritzung in drei Einspritzungen zu einem Zeitpunkt an dem Einlasshub des Zylinders 2, spezifisch einem Einlasshub-Einspritzzeitpunkt, welcher bestimmt bzw. gewählt ist, um bei etwa 270 [deg BTDC] zu liegen (erster Einspritzzeitpunkt), einem Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt, welcher bestimmt bzw. gewählt ist, um um den unteren Totpunkt (180 [deg BTDC]) zu liegen, und einem Zeitpunkt in der späteren Hälfte des Kompressions- bzw. Verdichtungshubs des Zylinders 2, spezifisch einem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt, welcher bestimmt bzw. gewählt ist, um zwischen etwa 50 und etwa 90 [deg BTDC] zu liegen (zweiter Einspritzzeitpunkt). Wenn eine gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus 10 ist, ist ein Verhältnis der Kraftstoffeinspritzmengen zu den jeweiligen Einspritzzeitpunkten 5:4:1 (Einspritzzeitpunkt im Einlasshub:Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt:Einspritzzeitpunkt in einer späteren Hälfte des Verdichtungshubs). Somit veranlasst bzw. bewirkt das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 etwa 10% der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt. Es ist festzuhalten, dass die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus insbesondere bestimmt bzw. gewählt ist, so dass das Mischgas insgesamt mager wird, welches magerer als ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Wenn der Betriebszustand des Motors 1 innerhalb des zweiten Bereichs von 4 liegt, bewirkt das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 den Kraftstoff durch ein Unterteilen der Einspritzung in zwei Einspritzungen zu einem Zeitpunkt an dem Einlasshub des Zylinders 2, spezifisch dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, und einem Zeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs des Zylinders 2, spezifisch dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt. Wenn die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus 10 ist, ist ein Verhältnis der Kraftstoffeinspritzmengen zu den jeweiligen Einspritzzeitpunkten insbesondere 9:1 (Einspritzzeitpunkt im Einlasshub:Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs). Somit bewirkt das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 10% der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt.
  • Wenn der Betriebszustand des Motors 1 innerhalb des dritten Bereichs von 4 liegt oder in dem kalten Zustand ist bzw. liegt, bewirkt das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 die Gesamtheit des Kraftstoffs in einer einzigen Einspritzung an dem Einlasshub des Zylinders 2, spezifisch zu dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub einspritzt.
  • Zuerst wird bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, wie dies in 6 illustriert ist, ein Taumelstrom T (der Wirbelfluss bzw. -strom in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Kolbens) generiert bzw. erzeugt, indem Ansaug- bzw. Einlassluft in die Zylinderkammer 16 von den Einlassöffnungen bzw. -ports 18 fließt bzw. strömt, da die Einlassventile 22 geöffnet sind bzw. werden und sich der Kolben 14 abwärts bewegt. Wenn das PCM 44 die Einspritzeinrichtung 28 und das Kraftstoffzufuhrsystem 38 regelt bzw. steuert, um den Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 28 zu dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub einzuspritzen, fließt bzw. strömt der Kraftstoff, welcher durch die Einspritzeinrichtung 28 eingespritzt wird, im Wesentlichen innerhalb der Verbrennungskammer 16 entlang des Taumelstroms T. Insbesondere bei etwa 270 [deg BTDC] entsprechend dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub erreicht die Abwärtsgeschwindigkeit des Kolbens 14 ihre Spitze und der Gasfluss bzw. -strom innerhalb der Verbrennungskammer 16 ist am meisten aktiv. Daher kann eine Zerstäubung bzw. Verdampfung des Kraftstoffs, welcher in die Verbrennungskammer 16 eingespritzt wird, stimuliert bzw. unterstützt werden. Darüber hinaus kann, da eine Zeitdauer von dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub bis zu dem Zündzeitpunkt lang ist, eine ausreichende Zeit sichergestellt werden, um den Kraftstoff zu verdampfen bzw. zu zerstäuben, welcher bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub eingespritzt wird, und es kann der Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer 16 verteilt werden.
  • Als nächstes wird bei dem Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt, wie dies in 7 illustriert ist, der Taumelstrom T, welcher an dem Einlasshub generiert bzw. erzeugt wird, in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Kolbens 14 erweitert bzw. vergrößert, wenn bzw. da sich der Kolben 14 abwärts bewegt. Wenn das PCM 44 die Einspritzeinrichtung 28 und das Kraftstoffzufuhrsystem 38 regelt bzw. steuert, um den Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 28 zu diesem Zeitpunkt einzuspritzen, wird der Kraftstoff in Richtung zu einem Bereich bzw. einer Fläche nahe einem oberen Ende des Taumelstroms T eingespritzt. Nahe dem oberen Ende des Taumelstroms T ist eine positive Richtung des Taumelstroms T im Wesentlichen eine Richtung in Richtung zu den Auslassöffnungen bzw. -ports 20 von den Einlassöffnungen 18, d. h. weg von der Einspritzeinrichtung 28. Daher ist bzw. wird der Kraftstoff durch die Einspritzeinrichtung 28 im Wesentlichen in derselben Richtung wie die positive Richtung des Stroms nahe dem oberen Ende des Taumelstroms T eingespritzt. Somit wird der Taumelstrom T durch die Kraftstoffeinspritzung verstärkt. Als ein Resultat kann die Turbulenz des Stroms des Mischgases innerhalb der Verbrennungskammer 16 bis zu dem Zündzeitpunkt beibehalten werden, wobei dies in einem Verbessern der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit und einem Erhalten einer homogenen Verbrennung resultiert.
  • Dann wird bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs, wie dies in 8 illustriert ist, der Taumelstrom T, welcher an dem Einlasshub generiert wird, in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung komprimiert bzw. verdichtet, wenn bzw. da sich der Kolben 14 aufwärts bewegt. Eine positive Richtung eines unteren Abschnitts bzw. Querschnitts des Taumelstroms T ist im Wesentlichen schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 entlang der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 orientiert. Insbesondere zwischen 50 und 90 [deg BTDC] entsprechend dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs befindet sich ein unterer Endabschnitt des Kraftstoffnebels bzw. -strahls, welcher schräg nach unten eingespritzt wird, um sich radial von der Einspritzeinrichtung 28 zu verteilen, insbesondere im Wesentlichen in einer verlängerten Linie der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46, und die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Einspritzeinrichtung 28 liegt im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher sich die geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 erstreckt. Daher wird, wenn das PCM 44 die Einspritzeinrichtung 28 und das Kraftstoffzufuhrsystem 38 regelt bzw. steuert, um den Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 28 bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einzuspritzen, der Kraftstoff in der Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der positiven Richtung des unteren Querschnitts des Taumelstroms T eingespritzt, welche schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 entlang der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 gerichtet ist. In diesem Fall wird eine kinetische Energie des Kraftstoffs, welcher durch die Einspritzeinrichtung 28 eingespritzt wird, durch eine kinetische Energie des Taumelstroms T aufgehoben oder stark reduziert, welcher im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Einspritzrichtung des Kraftstoffs ist, und somit durchdringt der Kraftstoff nicht den Taumelstrom T, und es wird ein Bereich bzw. eine Fläche, wo der Kraftstoff reich bzw. angereichert ist, innerhalb des unteren Querschnitts des Taumelstroms T gebildet (schraffierter Bereich in 8).
  • Der reiche Bereich, welcher innerhalb des unteren Querschnitts des Taumelstroms T durch die Kraftstoffeinspritzung bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs gebildet wird, verschiebt sich innerhalb der Verbrennungskammer 16 entlang des Taumelstroms T. Dann wird bei dem Zündzeitpunkt, wie dies in 9 illustriert ist, der reiche Bereich nahe der Spitze der Zündkerze 32 gebildet. Somit verbessert sich eine Entzündbarkeit durch die Zündkerze 32 und, da die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit ansteigt, verbessert sich der Klopfwiderstand.
  • Wie dies oben beschrieben ist, unterteilt, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des ersten Bereichs von 4 befindet, das PCM 44 den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in drei Zeitpunkte, welche der Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, der Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt und der Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs sind, und bewirkt, dass die Einspritzeinrichtung 28 den Kraftstoff einspritzt, so dass das Verhältnis der Kraftstoffeinspritzmengen zu den jeweiligen Einspritzzeitpunkten 5:4:1 wird (Einspritzzeitpunkt im Einlasshub:Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt:Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs).
  • Spezifisch wird, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des ersten Bereichs befindet, wo ein Klopfen leicht auftritt, durch ein Einspritzen des großen Anteils an Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub und dem Einspritzzeitpunkt im unteren Totpunkt die Verdampfung des Kraftstoffs stimuliert, um das Mischgas mit der latenten Wärme der Verdampfung zu kühlen, wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs bei dem Einspritzzeitpunkt am unteren Totpunkt der Taumelstrom T ge- bzw. verstärkt, um die Turbulenz des Mischgasstroms beizubehalten, und/oder wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs, um den reichen bzw. angereicherten Bereich nahe der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt zu bilden, die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit erhöht und wird somit der Klopfwiderstand verbessert. Darüber hinaus wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs bei dem Zeitpunkt im Einlasshub und bei dem Zeitpunkt am unteren Totpunkt, um im Wesentlichen gleichmäßig den Kraftstoff innerhalb der Verbrennungskammer 16 zu verteilen, eine Emissionsleistung auch verbessert.
  • Wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des zweiten Bereichs von 4 befindet, unterteilt das PCM 44 den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in die zwei Zeitpunkte des Einspritzzeitpunkts im Einlasshub und des Einspritzzeitpunkts in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs, und veranlasst die Einspritzeinrichtung 28, den Kraftstoff derart einzuspritzen, dass das Verhältnis der Kraftstoffeinspritzmengen zu den jeweiligen Einspritzzeitpunkten 9:1 wird (Einspritzzeitpunkt im Einlasshub:Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs).
  • Spezifisch wird, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des zweiten Bereichs befindet, wo ein Klopfen weniger leicht verglichen mit dem ersten Bereich, jedoch leichter verglichen mit dem dritten Bereich auftritt, oder wenn sich der Motor 1 in dem kalten Zustand befindet, durch ein Einspritzen des großen Anteils an Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub die Verdampfung des Kraftstoffs stimuliert, um das Mischgas mit der latenten Wärme der Verdampfung zu kühlen, und wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs, um den reichen Bereich nahe der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt zu bilden, die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit erhöht und wird somit der Klopfwiderstand verbessert. Darüber hinaus wird durch ein Einspritzen des großen Anteils an Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub der Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer 16 verteilt und wird die Emissionsleistung verbessert.
  • Wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des dritten Bereichs von 4 befindet oder wenn sich der Motor 1 in dem kalten Zustand befindet, veranlasst das PCM 44 die Einspritzeinrichtung 28, die Gesamtheit des Kraftstoffs in einer einzigen Einspritzung bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub einzuspritzen.
  • Wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb des dritten Bereichs befindet oder sich der Motor 1 in dem kalten Zustand befindet, wo ein Klopfen nicht leicht auftritt, wird durch ein Einspritzen der Gesamtheit des Kraftstoffs in einer einzigen Einspritzung bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, um die Verdampfung des Kraftstoffs zu stimulieren und den Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer 16 zu verteilen, die Emissionsleistung verbessert.
  • Als nächstes werden Modifikationen dieser Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die zwei unabhängigen Einlassöffnungen 18 und die zwei unabhängigen Auslassöffnungen 20 in dem Zylinderkopf 6 für jeden der Zylinder 2 ausgebildet; jedoch kann die Anzahl der Einlass- und Auslassöffnungen 18 und 20 jeweils unterschiedlich sein.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform bestimmt das PCM 44 den Betriebszustand des Motors 1 basierend auf dem einen oder den mehreren Detektionssignal(en), welche(s) von wenigstens einem des Fluidtemperatursensors, des Kurbelwellenwinkelsensors, des Beschleunigungseinrichtungs-Positionssensors, etc. erhalten wird bzw. werden; jedoch kann der Betriebszustand des Motors 1 durch ein Verwenden eines Detektionssignals bzw. von Detektionssignalen bestimmt werden, welche(s) von (einem) anderen Sensor(en) erhalten wird bzw. werden (z. B. ein Detektionssignal, welches von einem Katalysatortemperatursensor für ein Detektieren einer Temperatur eines Katalysators für ein Reinigen des Abgases erhalten wird).
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bestimmt bzw. ausgebildet, so dass das Mischgas insgesamt mager wird, welches dünner als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist; jedoch kann sie derart gewählt sein, dass das Verhältnis des Mischgases im Wesentlichen dasselbe wie das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis insgesamt wird.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform bewirkt, wenn der Betriebszustand des Motors 1 innerhalb von einem des ersten und zweiten Bereichs von 4 liegt, das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 etwa 10% der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt; jedoch kann das PCM 44 bewirken, dass die Einspritzeinrichtung 28 etwa 10% bis etwa 20% der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt. Somit kann das Mischgas nahe der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt geeignet angereichert werden und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden, und darüber hinaus kann das Mischgas innerhalb eines Bereichs entfernt von der Zündkerze 32 (d. h. Endgas) daran gehindert werden, übermäßig mager zu werden, und es kann eine instabile Verbrennung an einem Auftreten gehindert werden.
  • Als nächstes werden Betätigungen und Effekte des Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystems des Motors 1 der Ausführungsform und der Modifikationen davon, welche oben beschrieben sind, beschrieben werden.
  • Zuerst bewirkt das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 den Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub einspritzt und bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs eine geringere Menge an Kraftstoff als die Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub in der Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der positiven Richtung des Taumelstroms T innerhalb der Verbrennungskammer 16 einspritzt. Daher kann in bzw. bei der Kraftstoffeinspritzung bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs durch ein Aufheben oder starkes Reduzieren der kinetischen Energie des Kraftstoffs, welcher durch die Einspritzeinrichtung 28 eingespritzt wird, mit der kinetischen Energie des Taumelstroms T, welcher im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Einspritzrichtung des Kraftstoffs gerichtet ist, der reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms T gebildet werden, ohne dass der Kraftstoff den Taumelstrom T durchdringt. Darüber hinaus kann durch ein Verschieben des reichen Bereichs entlang des Taumelstroms T, um nahe (oder näher zu) der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, die Entzündbarkeit durch die Zündkerze 32 verbessert werden, und da die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit ansteigt, kann der Klopfwiderstand verbessert werden. Darüber hinaus wird, insbesondere durch ein Einspritzen des großen Anteils an Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, die Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs stimuliert, um das Mischgas mit der latenten Wärme der Verdampfung zu kühlen, und es kann der Klopfwiderstand weiter verbessert werden. Daher kann auch innerhalb des Betriebsbereichs, wo eine abnormale Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen leicht auftritt, ein Klopfen sicher unterdrückt werden, und demgemäß kann der Zündzeitpunkt vorgestellt werden, um das Drehmoment zu erhöhen. Darüber hinaus kann durch ein Einspritzen des großen Anteils an Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt des Einlasshubs der Kraftstoff gleichmäßig innerhalb der Verbrennungskammer 16 verteilt werden, um eine homogene Verbrennung zu erzielen, und derart kann die Emissionsleistung auch verbessert werden.
  • Speziell kann, da das PCM 44 insbesondere die Einspritzeinrichtung 28 veranlasst, den Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einzuspritzen, welcher bestimmt bzw. gewählt ist, um zwischen 50 und 90 [deg BTDC] zu liegen, der Kraftstoff sicher zu dem Zeitpunkt eingespritzt werden, bei welchem die Einspritzrichtung des Kraftstoffs dem Taumelstrom T entgegengesetzt ist bzw. gegenüberliegt, und somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms T gebildet werden, und es kann der reiche Bereich im Wesentlichen entlang des Taumelstroms T verschoben werden, um sicher nahe der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Darüber hinaus kann, da das PCM 44 insbesondere die Einspritzeinrichtung 28 veranlasst, etwa 10% bis etwa 20% der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einzuspritzen, wenn der reiche Bereich, welcher innerhalb des Taumelstroms T gebildet wird, nahe zu der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt verschoben wird, das Mischgas nahe der Spitze der Zündkerze 32 geeignet angereichert werden und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden, und es kann darüber hinaus das Mischgas innerhalb des Bereichs entfernt von der Zündkerze 32 daran gehindert werden, übermäßig mager zu werden, und es kann eine instabile Verbrennung an einem Auftreten gehindert werden.
  • Darüber hinaus kann, da das PCM 44 insbesondere die Einspritzeinrichtung 28 veranlasst, den Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einzuspritzen, welcher gewählt ist, um in der Periode zu liegen, in welcher die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Einspritzeinrichtung 28 im Wesentlichen der Richtung entgegengesetzt ist, in welcher sich die geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 im Wesentlichen schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 erstreckt, der Kraftstoff in der Richtung entgegengesetzt zu der positiven Richtung des unteren Querschnitts des Taumelstroms T eingespritzt werden, welche schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 entlang der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 ist bzw. liegt. Somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms T gebildet werden, es kann der reiche Bereich entlang des Taumelstroms T verschoben werden, um sicher nahe (oder näher zu) der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Speziell kann, da die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Einspritzeinrichtung 28 insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Richtung ist bzw. verläuft, in welcher sich die geneigte Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 erstreckt, die Einspritzrichtung des Kraftstoffs sicher der positiven Richtung des Taumelstroms T entgegengesetzt sein, welche schräg nach oben und in Richtung zu der Einspritzeinrichtung 28 entlang der geneigten Oberfläche 50 auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite der Kronenfläche 46 ist bzw. verläuft. Somit kann der an Kraftstoff reiche Bereich innerhalb des Taumelstroms T gebildet werden, es kann der reiche Bereich entlang des Taumelstroms T verschoben werden, um sicherer nahe der Spitze der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt angeordnet zu sein, und es kann die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit sicher erhöht werden.
  • Darüber hinaus bewirkt, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb von einem des ersten und zweiten Bereichs befindet, das PCM 44, dass die Einspritzeinrichtung 28 den Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einspritzt, und wenn der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand außerhalb des ersten und zweiten Bereichs (d. h. innerhalb des dritten Bereichs) liegt oder sich der Motor 1 in kaltem Zustand befindet, veranlasst das PCM 44 die Einspritzeinrichtung 28 nicht, den Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs einzuspritzen. Daher wird, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 in dem aufgewärmten Zustand innerhalb von einem des ersten und zweiten Bereichs befindet, wo ein Klopfen leicht auftritt, der Kraftstoff bei dem Einspritzzeitpunkt in der späteren Hälfte des Verdichtungshubs eingespritzt, um den reichen Bereich nahe der Zündkerze 32 bei dem Zündzeitpunkt zu bilden, um die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und den Klopfwiderstand zu verbessern. Andererseits kann, wenn der Betriebszustand des Motors 1 einer innerhalb des dritten Bereichs und in dem kalten Zustand ist, wo ein Klopfen nicht leicht auftritt, durch ein Einspritzen der Gesamtheit des Kraftstoffs in einer einzigen Einspritzung bei dem Einspritzzeitpunkt im Einlasshub, um die Verdampfung des Kraftstoffs zu stimulieren und gleichmäßig den Kraftstoff innerhalb der Verbrennungskammer 16 zu verteilen, die Emissionsleistung verbessert werden.
  • Demgemäß ist bzw. wird ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem eines Motors beschrieben, welches zur Verfügung gestellt wird, welches durch ein Verwenden eines Taumelstroms ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders des Motors ausgebildet ist. Das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem beinhaltet eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer, einen Taumelstromgenerator für ein Generieren bzw. Erzeugen des Taumelstroms innerhalb der Verbrennungskammer, und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Bewirken, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Kraftstoff bei einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wird, in einer Richtung entgegengesetzt zu einer positiven Richtung des Taumelstroms bei einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Einlasshub des Zylinders zu sein bzw. zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einer späteren Hälfte des Verdichtungshubs des Zylinders zu liegen.
  • Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Rahmen bzw. Geltungsbereich der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche eher als durch die diesen vorangehende Beschreibung definiert wird, und dass alle Änderungen, welche innerhalb von Grenzen und Begrenzungen der Ansprüche oder eine Äquivalenz von derartigen Grenzen und Begrenzungen davon fallen, durch die Ansprüche umfasst sein sollen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    2
    Zylinder
    14
    Kolben
    16
    Verbrennungskammer
    18
    Einlassöffnung bzw. -port (als ein besonderer Taumelstromgenerator)
    20
    Auslassöffnung bzw. -port
    26
    Decke
    28
    Einspritzeinrichtung
    30
    Düsenloch
    32
    Zündkerze
    44
    Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul (PCM)
    46
    Kronenfläche
    50
    geneigte Oberfläche auf der von der Einspritzeinrichtung abgewandten Seite
    T
    Taumelstrom
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 4924751 B [0003, 0005]

Claims (10)

  1. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem (44) für einen Motor (1), wobei das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem (44) unter Verwendung eines Taumelstroms (T) ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) in eine Verbrennungskammer (16) eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders (2) des Motors (1) ausgebildet ist, wobei das Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem (44) umfasst: einen Taumelstromgenerator (18) für ein Generieren des Taumelstroms (T) innerhalb der Verbrennungskammer (16); und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Veranlassen, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven bzw. zwangsläufigen Richtung des Taumelstroms (T) zu einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders (2) zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einer späteren Hälfte eines Verdichtungshubs des Zylinders (2) zu liegen.
  2. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt ausgebildet bzw. bestimmt ist, um zwischen etwa 50° und etwa 90° vor einem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs zu liegen, und/oder wobei das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt bzw. veranlasst, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) etwa 10% bis etwa 20% einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge in einem Betätigungszyklus des Zylinders (2) bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt.
  3. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Taumelstromgenerator (18) eine Einlassöffnung bzw. einen Einlassport (18) des Motors (1) umfasst, wobei eine Zündkerze (32) des Motors (2) in einem zentralen Abschnitt einer Decke der Verbrennungskammer (16) vorgesehen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) an einer Position eines Umfangskantenabschnitts der Decke der Verbrennungskammer (2) auf einer Seite angeordnet ist, wo die Einlassöffnung (18) vorgesehen ist, und den Kraftstoff im Wesentlichen schräg nach unten und in Richtung zu einer gegenüberliegenden Seite von der Einlassöffnung (18) einspritzt, wobei der Motor (1) einen Kolben (14) aufweist, welcher eine Kronenfläche (46) aufweist, und die Kronenfläche (46) mit einer geneigten Oberfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden Richtung schräg nach oben und in Richtung zu der Seite, wo die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) vorgesehen ist, von einem Endabschnitt der Kronenfläche (46) auf einer gegenüberliegenden Seite von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) erstreckt, und wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt ist, um ein Zeitpunkt zu sein, bei welchem eine Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) im Wesentlichen der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche (46) gegenüberliegt.
  4. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) im Wesentlichen parallel zu der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche (46) ist.
  5. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) den Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wenn ein Betriebszustand des Motors (1) in einem aufgewärmten Zustand innerhalb eines Betriebsbereichs des Motors (1) liegt, wo eine Motorlast relativ hoch ist und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig ist, und das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul nicht bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) den Kraftstoff bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wenn der Betriebszustand des Motors (1) in dem aufgewärmten Zustand außerhalb des Betriebsbereichs liegt, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motordrehzahl relativ niedrig ist oder wenn sich der Motor (1) in einem kalten Zustand befindet.
  6. Motor (1), umfassend: einen Zylinder (2), welcher eine Verbrennungskammer (16) definiert; eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer (16); ein Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuersystem (44), welches unter Verwendung eines Taumelstroms (T) ein Verhalten von Kraftstoff regelt bzw. steuert, welcher direkt in die Verbrennungskammer (16) eingespritzt wird, und umfasst: einen Taumelstromgenerator (18) für ein Generieren des Taumelstroms (T) innerhalb der Verbrennungskammer (16); und ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Veranlassen, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven bzw. zwangsläufigen Richtung des Taumelstroms (T) zu einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders (2) zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt ist, um in einer späteren Hälfte eines Verdichtungshubs des Zylinders (2) zu liegen.
  7. Motor nach Anspruch 6, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt ist, um zwischen etwa 50° und etwa 90° vor einem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs zu liegen, und/oder wobei das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Regel- bzw. -Steuermodul bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) etwa 10% bis etwa 20% einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge in einem Betätigungszyklus des Zylinders (2) bei dem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt.
  8. Motor nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Taumelstromgenerator (18) eine Einlassöffnung bzw. einen Einlassport (18) des Motors (1) umfasst, wobei eine Zündkerze (32) des Motors (2) in einem zentralen Abschnitt einer Decke der Verbrennungskammer (16) vorgesehen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) an einer Position eines Umfangskantenabschnitts der Decke der Verbrennungskammer (2) auf einer Seite angeordnet ist, wo die Einlassöffnung (18) vorgesehen ist, und den Kraftstoff im Wesentlichen schräg nach unten und in Richtung zu einer gegenüberliegenden Seite von der Einlassöffnung (18) einspritzt, wobei der Motor (1) einen Kolben (14) aufweist, welcher eine Kronenfläche (46) aufweist, und die Kronenfläche (46) mit einer geneigten Oberfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen entlang einer sich erstreckenden Richtung schräg nach oben und in Richtung zu der Seite, wo die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) vorgesehen ist, von einem Endabschnitt der Kronenfläche (46) auf einer gegenüberliegenden Seite von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) erstreckt, und wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt ist, um ein Zeitpunkt zu sein, bei welchem eine Einspritzrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) im Wesentlichen der sich erstreckenden Richtung der geneigten Oberfläche der Kronenfläche (46) gegenüberliegt.
  9. Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuerverfahren für einen Motor (1) für ein Regeln bzw. Steuern durch ein Verwenden eines Taumelstroms (T) eines Verhaltens von Kraftstoff, welcher direkt durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) in eine Verbrennungskammer (16) eingespritzt wird, welche im Inneren eines Zylinders (2) des Motors (1) ausgebildet wird, wobei das Verfahren umfasst: ein Generieren des Taumelstroms (T) innerhalb der Verbrennungskammer (16); und ein Bewirken bzw. Veranlassen, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (28) den Kraftstoff zu einem ersten Einspritzzeitpunkt einspritzt und dann eine geringere Menge an Kraftstoff als eine Menge, welche bei dem ersten Einspritzzeitpunkt eingespritzt wurde, in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu einer positiven bzw. zwangsläufigen Richtung des Taumelstroms (T) zu einem zweiten Einspritzzeitpunkt einspritzt, wobei der erste Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt wird, um in einem Ansaug- bzw. Einlasshub des Zylinders (2) zu liegen, wobei der zweite Einspritzzeitpunkt bestimmt bzw. gewählt wird, um in einer späteren Hälfte eines Verdichtungshubs des Zylinders (2) zu liegen.
  10. Computerprogrammprodukt, umfassend computerlesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuerverfahrens nach Anspruch 9 durchführen.
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