DE102016015143B4

DE102016015143B4 - Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung und Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor

Info

Publication number: DE102016015143B4
Application number: DE102016015143.9A
Authority: DE
Inventors: Naotoshi Shirahaschi; Tsunehiro Mori; Takeshi Matsubara; Takahiro Yamamoto; Kiyoaki IWATA; Kiyonori Nagato
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: DE102016015143A1; US20170184048A1; CN106917693B; CN106917693A; US10012174B2; JP6222623B2; JP2017115721A

Abstract

Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor, das ausgelegt ist, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um mehrere Verbrennungen in einem Zylinder zu induzieren, umfassend:einen Schritt des Festlegens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur eines Motorkörpers des Motors fallen zu lassen, wobeider Schritt des Festlegens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung einen Unterschritt des stärkeren Vergrößerns des Intervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, wenn eine Motorlast bei einer gleichen Motordrehzahl niedriger wird, umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor, die ausgelegt sind, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um in einem Zylinder mehrere Verbrennungen zu induzieren.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bisher wurden verschiedene Versuche unternommen, um Geräusche eines Dieselmotors (insbesondere durch Motorklopfen hervorgerufene Geräusche) zu reduzieren (dieses Geräusch wird nachstehend einfach als „Klopfgeräusch“ bezeichnet). Die JP 2002-047975 A schlägt zum Beispiel eine Technik vor zum Berechnen einer Zeitverzögerung zum Zulassen eines Reduzierens eines Druckpegels in einem Hochfrequenzbereich, der mittels Interferenz zwischen den Verbrennungsdruckwellen zu reduzieren ist, als Sollwert einer Erzeugungszeitverzögerung zwischen jeweiligen von mehreren Verbrennungsdruckwellen, die jeweils durch mehrere Kraftstoffeinspritzungen erzeugt werden, und zum Steuern eines Intervalls, bei dem die mehreren Kraftstoffeinspritzungen vorgenommen werden (Intervall zwischen den mehreren Kraftstoffeinspritzungen), beruhend auf diesem Sollwert. Diese Technik möchte durch Steuern des Kraftstoffeinspritzintervalls, um Frequenzkomponenten eines Zylinderinnendrucks zu reduzieren, während ein spezifisches Frequenzband (2,8 bis 3,5 kHz) angepeilt wird, eine Verringerung von Klopfgeräusch erreichen. Wie in dieser Schrift verwendet bezeichnet der Begriff „Verbrennungsdruckwelle“ eine Druckwelle, die durch ein Phänomen erzeugt wird, dass ein Innenzylinderdruck gemäß Verbrennung in einem Verbrennungsmotor schnell ansteigt, wobei diese Druckwelle äquivalent zu einem Ergebnis ist, das durch zeitliches Differenzieren einer Wellenform des Zylinderinnendrucks erhalten wird.
Die DE 10 2016 006 144 A1 beschreibt einen Kraftstoffeinspritzregler, der den Kraftstoff mehrmals in einen Zylinder einspritzt, um eine Mehrzahl von Verbrennungen zu bewirken, wobei das Zeitintervall zur Durchführung der Mehrzahl von Einspritzungen derart geregelt wird, dass eine Wellenform, die eine Frequenzkennkurve einer Verbrennungsdruckwelle angibt, jeweils Talpunkte bei Frequenzen innerhalb einer Mehrzahl von Resonanzfrequenzbändern eines Struktursystems des Motors aufweist. Eine ähnliche, intervallweise Kraftstoffeinspritzung ist aus der Schrift JP 3803903 B2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[Technisches Problem]
Von einem Motorkörper emittiertes Klopfgeräusch weist Eigenschaften auf, die von einer Schwingungsübertragungseigenschaft einer Struktur (Komponentenbaugruppe) des Motorkörpers, insbesondere einer Resonanzfrequenz der Struktur des Motorkörpers, abhängen. Im Einzelnen tendiert ein Klopfgeräusch in einem Frequenzband, das eine Resonanzfrequenz der Struktur des Motorkörpers umfasst, dazu, größer zu werden (Resonanzen von mehreren Komponenten an einem Hauptübertragungsweg des Motorkörpers werden kombiniert, um ein Frequenzband mit einem gewissen Breitenmaß zu bilden. In dieser Schrift wird eine solche resonanzfrequenzbedingte Bindung als „Resonanzfrequenzband“ bezeichnet). Im Allgemeinen gibt es in der Struktur des Motorkörpers mehrere Resonanzfrequenzbänder. Die in JP 2002-047975 A beschriebene Technik kann somit nur ein Klopfgeräusch mit einem bestimmten Frequenzband von 2,8 bis 3,5 kHz reduzieren, vermag es aber nicht, jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat zu reduzieren.
Indessen weist ein Klopfgeräusch neben den vorstehenden Resonanzen der Struktur des Motorkörpers eine Eigenschaft auf, die von einem Zylinderinnendruckwert, der äquivalent zu einer durch Verbrennung erzeugten Schwingungsanregungskraft ist, abhängt (Mit Zylinderinnendruckwert, allgemein als „CPL (kurz vom engl. In-Cylinder Pressure Level) bezeichnet, ist eine Hochfrequenzenergie gemeint, die erhalten wird, indem eine Zylinderinnendruckwellenform als Index einer durch Verbrennung erzeugten Schwingungsanregungskraft einer Fourier-Transformation unterzogen wird. Dieser Begriff wird nachstehend als „CPL“ abgekürzt). Der CPL hat einen Wert, der von einer Wärmefreisetzungsrate abhängt, die einen Verbrennungszustand im Zylinder anzeigt. Als Ergebnis von Experimenten, die von dem vorliegenden Erfinder durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass eine Wellenform der Wärmefreisetzungsrate unter einem Einfluss von Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Druck geändert wird und Klopfgeräusch unter einen Einfluss einer Form der Wellenform der Wärmefreisetzungsrate gelangt. Daher erwog der vorliegende Erfinder, dass es für ein adäquates Reduzieren von Klopfgeräusch wünschenswert ist, ein Intervall zwischen den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf einem Zeitpunkt festzulegen, welcher den Einfluss von Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Druck wiedergibt und ein Maximieren der Wärmefreisetzungsrate ermöglicht (Aufweisen eines Gipfels). Die in JP 2002- 47 975 A 1-beschriebene Technik ist nicht ausreichend, um Klopfgeräusch adäquat zu reduzieren, da sie ausgelegt ist, um ein Intervall zwischen den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf einem Anstiegszeitpunkt einer Verbrennungsdruckwelle zu steuern (was einem Zeitpunkt entspricht, bei dem die Wärmefreisetzungsrate zu steigen beginnt.
In einer Situation, in der Kraftstoffzündfähigkeit in einem Motorbrennraum mangelhaft ist, z.B. wenn eine Motorlast relativ niedrig ist oder während eines Motorkaltstarts, tritt zudem eine Zündverzögerung nach Kraftstoffeinspritzung auf, was unerwünschterweise eine Verzögerung des Zeitpunkts des Ermöglichens eines Maximierens der Wärmefreisetzungsrate hervorruft. In dieser Situation besteht die Möglichkeit, dass, selbst wenn das Intervall zwischen den mehreren Einspritzungen beruhend auf dem Zeitpunkt des Ermöglichens einer Maximierung der Wärmefreisetzungsrate eingestellt wird, die Wärmefreisetzungsrate nicht bei einem gewünschten Zeitpunkt maximiert werden kann und dadurch ein Klopfgeräusch nicht ausreichend reduziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung erfolgte, um das vorstehende übliche Problem zu lösen, und eine Aufgabe derselben besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor, die ein Klopfgeräusch, das einer Resonanzfrequenz einer Struktur eines Motorkörpers des Motors entspricht, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat reduzieren können, vorzusehen.
[Lösung des technischen Problems]
Zum Verwirklichen der vorstehenden Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor vorgesehen, das ausgelegt ist, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um in einem Zylinder mehrere Verbrennungen zu induzieren. Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung umfasst einen Schritt des Einstellens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur eines Motorkörpers eines Motors fallen zu lassen, wobei der Schritt des Einstellens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung einen Unterschritt des stärkeren Vergrößerns des Intervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, wenn eine Motorlast bei einer gleichen Motordrehzahl niedriger wird, umfasst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen gesteuert, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen, so dass jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat reduziert werden können. Ferner wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker vergrößert, wenn die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird, d.h. die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter wird, so dass es möglich wird, ein Reduzieren eines Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit zu verhindern und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren. Bei diesem Verfahren wird ein Niveau der Gesamtheit der Verbrennungsdruckwelle nie geändert, so dass kein Risiko des Hervorrufens einer Verschlechterung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Abgasemissionen besteht. Ferner ist es nicht erforderlich, zusätzlich einen Schalldämpfer oder dergleichen vorzusehen, so dass kein Risiko des Hervorrufens von Steigerungen von Kosten und Gewicht des Motors besteht.
Der Begriff „Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle“ ist hierin äquivalent zu einer Frequenzkennlinie eines Zylinderinnendruckwerts (CPL), der von Verbrennung in dem Motor abhängt.
Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung weiterhin einen Schritt des: Einstellens eines Einspritzzeitpunkts der Haupteinspritzung auf einen Zeitpunkt, der einem vorgegebenen Kurbelwinkel entspricht; Einstellens eines Einspritzzeitpunkts der Voreinspritzung und optional eines Einspritzzeitpunkts einer Nacheinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf dem eingestellten Kraftstoffeinspritzintervall; und Steuerns einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, um bei den eingestellten Einspritzzeitpunkten die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und optional die Nacheinspritzung jeweils durchzuführen.
Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal werden der Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung und optional der Einspritzzeitpunkt der Nacheinspritzung beruhend auf dem eingestellten Kraftstoffeinspritzintervall und unter Verwenden als Referenzpunkt des eingestellten Einspritzzeitpunkts der Haupteinspritzung eingestellt, so dass ein Wärmefreisetzungsintervall gesteuert werden kann, um Talregionen einer Kurve, die jede Frequenzkennlinie von Verbrennungsdruckwellen anzeigt, die durch eine Kombination der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung und optional eine Kombination der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung erzeugt werden, in jeweilige Bereiche der mehreren Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat zu reduzieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor vorgesehen, die ausgelegt ist, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um in einem Zylinder mehrere Verbrennungen zu induzieren. Die Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung umfasst ein Steuergerät, das ausgelegt ist, um ein Intervall zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen einzustellen, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur eines Motorkörpers eines Motors fallen zu lassen, wobei das Steuergerät betreibbar ist, um das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker zu vergrößern, wenn eine Motorlast bei einer gleichen Motordrehzahl niedriger wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung gesteuert, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen, so dass jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat reduziert werden können. Ferner wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker vergrößert, wenn die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird, d.h. die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter wird, so dass es möglich wird, ein Reduzieren des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit zu verhindern und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung ist das Steuergerät betreibbar, um einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung stärker auf früh zu verstellen, wenn die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal wird, während der Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung fest ist, der Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung stärker auf früh verstellt, um das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker zu vergrößern, wenn die Motorlast niedriger wird, d.h. die Zündfähigkeit schlechter wird, so dass es möglich wird, ein Reduzieren des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit zu verhindern, während Einflüsse auf Abgasemissionsverhalten, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Ausgangsdrehmoment u.a. des Motors unterbunden werden, und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung ist unter einer Annahme, dass ein Motorbetriebszustand in einen Bereich hoher Last, in dem die Motorlast relativ hoch ist, einen Bereich mäßig hoher Last, in dem die Motorlast niedriger als die in dem Bereich hoher Last ist, und einen Bereich mittlerer Last, in dem die Motorlast niedriger als die in dem Bereich mäßig hoher Last ist, unterteilt ist, ist das Steuergerät bevorzugt betreibbar, um in dem Bereich mäßig hoher Last verglichen mit dem Bereich der hohen Last das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu vergrößern und um in dem Bereich mittlerer Last verglichen mit dem Bereich mäßig hoher Last das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu vergrößern und eine Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung verglichen mit dem Bereich hoher Last und dem Bereich mäßig hoher Last zu vergrößern.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker vergrößert, wenn die Motorlast niedriger wird, d.h. die Zündfähigkeit schlechter wird, und wenn die Motorlast viel niedriger wird, d.h. die Kraftstoffzündfähigkeit viel schlechter wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung erhöht, um die Kraftstoffzündfähigkeit zu verbessern, so dass es möglich wird zu verhindern, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit reduziert wird, während Einflüsse auf Abgasemissionsverhalten, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Ausgangsdrehmoment u.a. des Motors unterbunden werden, und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung ist das Steuergerät bevorzugt betreibbar, um einen Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung auf einen Zeitpunkt, der einem vorgegebenen Kurbelwinkel entspricht, einzustellen; um einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung und optional einen Einspritzzeitpunkt einer Nacheinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf dem eingestellten Kraftstoffeinspritzintervall einzustellen; und um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu steuern, um bei den eingestellten Einspritzzeitpunkten die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und optional die Nacheinspritzung jeweils durchzuführen.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit diesem Merkmal werden der Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung und optional der Einspritzzeitpunkt der Nacheinspritzung beruhend auf dem eingestellten Kraftstoffeinspritzintervall und unter Verwenden als Referenzpunkt des eingestellten Einspritzzeitpunkts der Haupteinspritzung eingestellt, so dass ein Wärmefreisetzungsintervall gesteuert werden kann, um Talregionen einer Kurve, die jede Frequenzkennlinie von Verbrennungsdruckwellen anzeigt, die durch eine Kombination der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung und optional eine Kombination der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung erzeugt werden, in jeweilige Bereiche der mehreren Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat zu reduzieren.
[Wirkung der Erfindung]
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, ein Klopfgeräusch, das einer Resonanzfrequenz einer Struktur eines Motorkörpers des Motors entspricht, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Gesamtkonfiguration eines Dieselmotors, der eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt, zeigt.
2 ist eine Darstellung, die einen Kolben und eine Pleuelstange eines Motorkörpers des Dieselmotors nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 2.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem des Dieselmotors nach dieser Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das ein in dieser Ausführungsform verwendetes typisches Kraftstoffeinspritzmuster darstellt.
7 ist ein erläuterndes Diagramm eines Erzeugungsmechanismus von Klopfgeräusch.
8 ist ein erläuterndes Diagramm eines Erzeugungsmechanismus von Klopfgeräusch.
9 ist ein erläuterndes Diagramm eines Grundkonzepts einer Technik zum Reduzieren von Klopfgeräusch durch Steuern einer CPL-Frequenzkennlinie in dieser Ausführungsform.
10A und 10B sind erläuternde Diagramme eines Einflusses der Anzahl von Kraftstoffeinspritzung (der Häufigkeit von Wärmefreisetzung, die in dem Motorkörper erzeugt werden soll) auf eine CPL-Frequenzkennlinie.
11A und 11B sind erläuternde Diagramme eines Einflusses von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten (Zeitpunkten, die Wärmefreisetzung hervorrufen) von mehreren (zwei oder mehr) Kraftstoffeinspritzungen auf eine CPL-Frequenzkennlinie.
12A und 12B sind erläuternde Diagramme eines Erzeugungsmechanismus eines Gipfels und eines Tals in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt.
13 ist ein erläuterndes Diagramm eines Grundkonzepts eines Steuerverfahrens für ein Wärmefreisetzungsintervall in dieser Ausführungsform.
14 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritz-Steuerungsverarbeitung, die von einem PCM des Dieselmotors gemäß dieser Ausführungsform auszuführen ist.
15 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzmodus-Festsetzungsverarbeitung zum Festsetzen eines Kraftstoffeinspritzmodus durch die Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung gemäß dieser Ausführungsform.
16 ist ein Kennfeld, auf das die Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung gemäß dieser Ausführungsform während der Ermittlung einer Zündumgebung beruhend auf einem Motorbetriebszustand zurückgreifen soll.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das verschiedene Kraftstoffeinspritzmuster, die abhängig von Zündumgebungen korrigiert sind, und Wellenformen von jeweiligen Wärmefreisetzungsraten, die von den Kraftstoffeinspritzmustern verwirklicht werden, darstellt.
18A, 18B und 18C sind Graphen, die eine Beziehung zwischen jedem Parameter des Kraftstoffeinspritzmodus und den Zündumgebungen darstellen.
19 ist ein Graph, der eine Frequenzkennlinie eines Schwingungspegels von Klopfgeräusch darstellt.
20 ist ein Graph, der eine Beziehung eines Wärmefreisetzungsintervalls und einer Frequenz an einem Tal in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, darstellt.
21 ist ein Graph, der eine Beziehung einer Frequenzabweichung zwischen zwei interferierenden Schwingungen und einem Betrag von Schalldruckpegelverstärkung, die durch Resonanz der Schwingungen hervorgerufen wird, darstellt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Verweis auf die Begleitzeichnungen wird nun eine Vorrichtung zu Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
< Gesamtkonfiguration >
Zunächst wird unter Verweis auf 1 ein Dieselmotor, der die Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß dieser Ausführungsform nutzt, beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Gesamtkonfiguration des Dieselmotors darstellt, der die Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß dieser Ausführungsform nutzt.
Der in 1 dargestellte Dieselmotor ist ein Viertakt-Dieselmotor, der in einem Fahrzeug einzubauen ist, um als Antriebsaggregat für Fortbewegung zu dienen. Im Einzelnen umfasst dieser Dieselmotor: einen Motorkörper 1 mit mehreren Zylindern 2, der ausgelegt ist, um angetrieben zu werden, während er eine Zufuhr von hauptsächlich aus Leichtöl bestehendem Kraftstoff erhält; einen Einlasskanal 30 zum Einleiten von Verbrennungsluft zu dem Motorkörper 1; einen Auslasskanal 40 zum Ablassen von in dem Motorkörper 1 erzeugtem Abgas; eine AGR-Vorrichtung 50 zum Rückführen eines Teils von Abgas, das durch den Auslasskanal 40 zu dem Einlasskanal 30 strömt; und einen Turbolader 60, der ausgelegt ist, um durch Abgas, das durch den Auslasskanal 40 strömt, angetrieben zu werden.
Der Einlasskanal 30 ist mit einem Luftreiniger 31, zwei Verdichtern 61a, 62a des Turboladers 60, einer Drosselklappe 36, einem Zwischenkühler 35 und einem Ausgleichsbehälter 37 versehen, die von einer stromaufwärts befindlichen Seite desselben in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Ein Abschnitt des Einlasskanals 30, der sich stromabwärts des Ausgleichsbehälters 37 befindet, ist als mehrere unabhängige Kanäle ausgebildet, die jeweils mit einem jeweiligen der Zylinder 2 kommunizieren. Gas in dem Ausgleichsbehälter 37 wird somit durch die unabhängigen Kanäle zu den jeweiligen Zylindern 2 verteilt.
Der Auslasskanal 40 ist mit zwei Turbinen 62b, 61b des Turboladers 60 und einer Abgasreinigungsvorrichtung 41 versehen, die von einer stromaufwärts befindlichen Seite desselben in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Der Turbolader 60 ist als zweistufiges Ladesystem ausgelegt, das in dem gesamten Motordrehzahlbereich von einem niedrigen Motordrehzahlbereich mit geringer Abgasenergie bis zu einem hohen Motordrehzahlbereich effizient hohes Laden erzielen kann. Im Einzelnen umfasst der Turbolader 60 einen groß bemessenen Turbolader 61 zum Laden einer großen Luftmenge in dem hohen Motordrehzahlbereich und einen klein bemessenen Turbolader 62, der selbst mit geringer Abgasenergie effizient Laden durchführen kann, wobei der Turbolader 60 ausgelegt ist, um abhängig von einem Motorbetriebszustand (Motordrehzahl und - last) zwischen einem Ladevorgang durch den groß bemessenen Turbolader 61 und einem Ladevorgang durch den klein bemessenen Turbolader 62 umzuschalten. Bei diesem Turbolader 60 wird die Turbine 61b (62b) durch Aufnehmen von Energie eines durch den Auslasskanal 40 strömenden Abgases gedreht, und der Verdichter 61a (62a) wird gekoppelt mit der Drehung gedreht, um dadurch durch den Einlasskanal 30 strömende Luft zu verdichten (zu laden).
Der Zwischenkühler 35 ist ausgelegt, um durch einen oder beide der Verdichter 61a, 62a verdichtete Luft zu kühlen.
Die Drosselklappe 36 ist ausgelegt, um den Einlasskanal 30 zu öffnen und zu schließen. In dieser Ausführungsform ist die Drosselklappe 36 im Grunde so ausgelegt, dass sie während des Laufens des Motors in einer vollständig offenen Stellung oder einer stark geöffneten Stellung nahe der vollständig offenen Stellung gehalten wird und nur bei Bedarf geschlossen wird, um den Einlasskanal 30 zu schließen, z.B. während eines Abstellens des Motors.
Die Abgasreinigungsvorrichtung 41 ist ausgelegt, um in dem Abgas enthaltene Schadstoffe zu reinigen. In dieser Ausführungsform umfasst die Abgasreinigungsvorrichtung 41 einen Oxidationskatalysator 41a zum Oxidieren von CO und HC, die in Abgas enthalten sind, und einen DPF 41b zum Abscheiden von Ruß, der in dem Abgas enthalten ist.
Die AGR-Vorrichtung 50 ist ausgelegt, um einen Teil von Abgas zu einer Einlassseite zurückzuführen. Die AGR-Vorrichtung 50 umfasst: einen AGR-Kanal 50a, der einen Abschnitt des Auslasskanals 40, der sich stromaufwärts der Turbine 61b, 62b befindet, mit einem Abschnitt des Einlasskanals 30, der sich stromabwärts des Zwischenkühlers 35 befindet, verbindet; und ein AGR-Ventil 50b, das ausgelegt ist, um den AGR-Kanal 50a zu öffnen und zu schließen, wobei die AGR-Vorrichtung 50 ausgelegt ist, um einen Teil von Abgas relativ hohen Drucks (Hochdruck-AGR-Gas), das zu dem Auslasskanal 40 abgelassen wird, zu der Einlassseite zurückzuführen.
Der Motorkörper 1 umfasst: einen Zylinderblock 3 mit den Zylindern 2, die jeweils in diesem so ausgebildet sind, dass sie sich in einer Richtung nach oben/nach unten erstrecken; mehrere Kolben 4, die jeweils in einem jeweiligen der Zylinder 2 in hin- und herbewegbarer (nach oben und nach unten bewegbaren) Weise aufgenommen sind; einen Zylinderkopf 5, der vorgesehen ist, um Randflächen (obere Flächen) der Zylinder 2 von einer Seite gegenüber Bodenflächen der Kolben 4 zu bedecken; und eine Ölwanne 6, die an einer Unterseite des Zylinderblocks 3 vorgesehen ist, um darin Schmieröl zu speichern.
Der Kolben 4 ist mittels einer Pleuelstange 8 mit einer Kurbelwelle 7 gekoppelt, die als Ausgangswelle des Motorkörpers 1 dient. In jedem der Zylinder 2 ist über dem Kolben 4 ein Brennraum 9 ausgebildet, um ein diffuses Verbrennen von von einem nachstehend erwähnten Injektor 20 in diesen eingespritzten Kraftstoff während Mischen desselben mit Luft zu ermöglichen. Dann wird gemäß einer sich aus der Verbrennung ergebenden Expansionsenergie der Kolben 4 hin- und herbewegt, um die Kurbelwelle 7 um eine Achse derselben zu drehen. Jeder der Kolben 4 ist mit einem Schwingungstilger zum Unterbinden von Dehnungsresonanz in der Pleuelstange 8 versehen. Dieser Schwingungstilger wird später beschrieben.
Bei dem in 1 dargestellten Dieselmotor ist ein geometrisches Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers 1, d.h. ein Verhältnis eines Brennraumvolumens bei einer Zeit, da sich der Kolben 4 an einem unteren Totpunkt befindet, zu einem Brennraumvolumen bei einer Zeit, da sich der Kolben 4 an einem oberen Totpunkt befindet, auf 12 bis 15 (z.B. 14) eingestellt. Die Ventile „12 bis 15“ des geometrischen Verdichtungsverhältnisses sind für Dieselmotoren recht niedrig. Dies soll eine Verbrennungstemperatur drücken, um dadurch Abgasemissionsverhalten und Wärmewirkungsgrad zu verbessern.
Bezüglich jedes der Zylinder 2 ist der Zylinderkopf 5 mit einer Einlassöffnung 16 zum Einleiten von Luft, die von dem Einlasskanal zugeführt wird, zu dem Brennraum 9 und einer Auslassöffnung 17 zum Einleiten von in dem Brennraum 9 erzeugten Abgas zu dem Auslasskanal 40 ausgebildet und mit einem Einlassventil 18 zum Öffnen und Schließen einer Öffnung der Einlassöffnung 16 an der Seite des Brennraums 9 und einem Auslassventil 19 zum Öffnen und Schließen einer Öffnung der Auslassöffnung 17 an der Seite des Brennraums 9 versehen.
Bezüglich jedes der Zylinder 2 ist der Zylinderkopf 5 ferner mit einem Injektor 20 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 9 versehen. Dieser Injektor 20 ist in einer Stellung angebracht, in der ein distales Ende desselben an der Seite des Kolbens 4 einem mittleren Bereich eines Hohlraums (nicht dargestellt) zugewandt ist, der ein konkav ausgelegter Abschnitt ist, der an der Bodenfläche des Kolbens 4 vorgesehen ist. Der Injektor 20 ist mittels eines Kraftstoffströmungskanals mit einem (nicht dargestellten) Kraftstoffspeicher in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem verbunden. In dem Kraftstoffspeicher wird durch eine (nicht dargestellte) Kraftstoffpumpe druckbeaufschlagter Hochdruckkraftstoff gespeichert. Der Injektor 20 ist ausgelegt, um eine Zufuhr von Kraftstoff von dem Kraftstoffspeicher zu erhalten und den Kraftstoff in den Brennraum 9 einzuspritzen. Zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffspeicher ist ein (nicht dargestellter) Kraftstoffdruckregler vorgesehen, um einen Innendruck des Kraftstoffspeichers, d.h. einen Einspritzdruck, der ein Druck eines von dem Injektor 20 einzuspritzenden Kraftstoffs ist, anzupassen.
Als Nächstes wird unter Verweis auf 2 bis 4 der Schwingungstilger näher beschrieben. 2 ist eine Darstellung, die den Kolben 4 und die Pleuelstange 8 des Motorkörpers 1 des Dieselmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2, und 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 2.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, weist ein Kolbenbolzen 80 eine im Querschnitt hohle Struktur auf. Im Einzelnen ist in einem mittleren Bereich des Kolbenbolzens 80 ein Durchgangsloch 80a so ausgebildet, dass es sich in einer axialen Richtung des Kolbenbolzens 80 erstreckt. Ein mittlerer Bereich einer Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 80a ist in der axialen Richtung des Kolbenbolzens 80 als Presspassabschnitt 80b ausgebildet, auf welchen ein Fixierungsabschnitt 90a des Schwingungstilgers 90 pressgepasst ist. Ein Innendurchmesser des Presspassabschnitts 80b des Durchgangslochs 80a ist kleiner als der des verbleibenden Abschnitts des Durchgangslochs 80a festgelegt.
Zwei Schwingungstilger 90 zum Unterbinden eines Phänomens, dass in einem Verdichtungstakt der Kolben 4, der Kolbenbolzen 80 und ein kleines Ende 8a der Pleuelstange 8 integral bezüglich eines großen Endes 8b der Pleuelstange 8 mitschwingen, sind in dem Kolbenbolzen 80 (in dem Durchgangsloch 80a) vorgesehen. Die zwei Tilger 90 befinden sich an jeweiligen von beiden Seiten einer Ebene, die durch ein Mittelteil des Kolbens 80 in der axialen Richtung desselben verläuft (d.h. eine Ebene, die durch das Mittelteil verläuft und senkrecht zur Achse des Kolbenbolzens 80 ist).
In einem Verbrennungstakt verschwinden sowohl ein Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 80 und einem Bolzeneinführloch 8d der Pleuelstange 8 (wobei eine Feder den Kolbenbolzen 80 und das kleine Ende 8a der Pleuelstange 8 miteinander koppelt) als auch ein Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 80 und einem Bolzentragloch 4d eines Vorsprungs 4c des Kolbens 4, so dass der Kolbenbolzen 80 und das kleine Ende 8a der Pleuelstange 8 dazu neigen, bezüglich des großen Endes 8b integral mitzuschwingen. In dieser Ausführungsform kann aber der in dem Kolbenbolzen 80 vorgesehene Schwingungstilger 90 eine solche Resonanz unterbinden, wodurch Geräusch aufgrund der Resonanz reduziert wird.
In einem Ansaugtakt, einem Verdichtungstakt und einem Auspufftakt dagegen befinden sich Schmierölfilme jeweils zwischen dem Kolbenbolzen 80 und dem Bolzeneinführloch 8d der Pleuelstange 8 und zwischen dem Kolbenbolzen 80 und dem Bolzentragloch 4d des Vorsprungs 4c des Kolbens 4. Dadurch wird eine Resonanz, die üblicherweise auftreten würde, nie erzeugt. D.h. der Schwingungstilger 90 ist in dem Kolbenbolzen 80 vorgesehen, so dass in einem Ansaugtakt, einem Verdichtungstakt und einem Auspufftakt eine Schwingungsübertragung von dem Schwingungstilger 90 zu der Pleuelstange 8 durch einen Schmierölfilm zwischen dem Kolbenbolzen 80 und dem Bolzeneinführloch 8d der Pleuelstange 8 (wobei eine Feder den Kolbenbolzen 80 und das kleine Ende 8a der Pleuelstange 8 miteinander koppelt) unterbunden werden kann, um dadurch eine Geräuschzunahme zu verhindern. Ferner ist der Schwingungstilger 90 in dem Kolbenbolzen 80 vorgesehen, so dass es möglich wird, Raum effektiv zu nutzen und somit eine Größenzunahme des Kolbens 4 zu vermeiden.
Als Nächstes wird unter Verweis auf 5 ein Steuersystem des Dieselmotors gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Dieselmotorsteuersystem zeigt. Wie in 5 dargestellt ist, ist der Dieselmotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgelegt, um allgemein durch ein PCM (Antriebsstrangsteuermodul) 70 gesteuert zu werden. Das PCM 70 besteht aus einem Mikroprozessor, der eine CPU, einen ROM und einen RAM umfasst.
Das PCM 70 ist elektrisch mit verschiedenen Sensoren zum Detektieren eines Motorbetriebszustands verbunden.
Zum Beispiel ist der Zylinderblock 3 mit einem Kurbelwinkelsensor SN1 zum Detektieren eines Drehwinkels (Kurbelwinkels) und einer Drehzahl der Kurbelwelle 7 versehen. Dieser Kurbelwinkelsensor SN1 ist ausgelegt, um ein Impulssignal gemäß Drehung einer (nicht dargestellten) Kurbelplatte, die integral mit der Kurbelwelle 7 gedreht wird, auszugeben. Beruhend auf dem Impulssignal werden der Drehwinkel der Kurbelwelle 7 und die Drehzahl der Kurbelwelle 7 (d.h. die Motordrehzahl) festgelegt.
An einer Position benachbart zu dem Luftreiniger 31 (an einer Position zwischen dem Luftreiniger 31 und dem Verdichter 61a) ist der Einlasskanal 30 mit einem Luftmengensensor SN2 zum Detektieren einer Menge von Luft (Frischluft), die durch den Luftreiniger 31 tritt, d.h. in die Zylinder 2 aufzunehmende Luft, versehen.
Der Ausgleichsbehälter 37 ist mit einem Ansaugkrümmer-Temperatursensor SN3 zum Detektieren einer Temperatur von Gas im Ausgleichsbehälter 37, d.h. in die Zylinder 2 aufzunehmendes Gas, versehen.
An einer Position stromabwärts des Zwischenkühlers 35 ist der Einlasskanal 30 mit einem Ansaugkrümmer-Drucksensor SN4 zum Detektieren eines Drucks von Luft, die durch diese Position tritt, d.h. Luft, die schließlich in die Zylinder 2 aufgenommen wird, versehen.
Der Motorkörper 1 ist mit einem Kühlmittel-Temperatursensor SN5 zum Detektieren einer Temperatur von Kühlmittel zum Kühlen des Motorkörpers 1 versehen.
Das PCM 70 ist ausgelegt, um Motorkomponenten zu steuern, während es beruhend auf Eingangssignalen von den vorstehenden verschiedenen Sensoren verschiedene Ermittlungen, Berechnungen u.a. vornimmt. Zum Beispiel ist das PCM 70 betreibbar, um den Injektor 20, die Drosselklappe 36, das AGR-Ventil 50b und den Kraftstoffdruckregler zu steuern. In dieser Ausführungsform ist das PCM 70 ausgelegt, um hauptsächlich jeden der Injektoren 20 zu steuern, um eine Steuerung bezüglich des zu einem jeweiligen der Zylinder 2 zuzuführenden Kraftstoffs vorzunehmen (Kraftstoffeinspritzsteuerung). Das PCM 70 ist äquivalent zu einer in den beigefügten Ansprüchen genannten „Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor“ und dient als ein in den beigefügten Ansprüchen genanntes „Steuergerät“.
Unter Verweis auf 6 wird hier ein Grundkonzept der von dem PCM 70 durchzuführenden Kraftstoffeinspritzsteuerung beschrieben. 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein in dieser Ausführungsform verwendetes typisches Kraftstoffeinspritzmuster darstellt. In dieser Ausführungsform ist, wie in 6 dargestellt, das PCM 70 betreibbar, um den Injektor 20 zu veranlassen, hinsichtlich des Verbesserns einer Luftnutzungsrate oder des Verbesserns der Zündfähigkeit bei der Haupteinspritzung um den oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts (oberer Totpunkt der Verdichtung) eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff zum Erzeugen eines Motordrehmoments in den Brennraum 9 und eine Voreinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 9 in einer Menge, die kleiner als die in der Haupteinspritzung ist, bei einem Zeitpunkt vor der Haupteinspritzung auszuführen. Ferner ist das PCM 70 betreibbar, um den Injektor 20 zu veranlassen, im Hinblick auf das Verbrennen von in dem Brennraum 9 erzeugtem Ruß bei einem Zeitpunkt nach der Haupteinspritzung eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 9 in einer Menge, die kleiner als die in der Haupteinspritzung ist, vorzunehmen. Zum Beispiel ist das PCM 70 betreibbar, um den Injektor 20 zu veranlassen, die Vorspritzung und die Nacheinspritzung in einem vorab festgelegten vorgegebenen Motorbetriebsbereich durchzuführen.
Bezüglich der Haupteinspritzung ist das PCM 70 beruhend auf einer geforderten Ausgangsleistung, die von einer Stellung eines von einem Fahrer betätigten Gaspedal abhängt, und einem Motorbetriebszustand betreibbar, um einen Grundeinspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung (nachstehend als „Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung“ bezeichnet) einzustellen. Um eine Verbrennung, die eine relativ kleine Wärmefreisetzungsmenge vorsieht, durch die Voreinspritzung kurz vor Verbrennung des von der Haupteinspritzung eingespritzten Kraftstoffs zu induzieren, um dadurch einen Zustand zu bilden, in dem der von der Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoff leichter verbrannt wird, ist das PCM 70 ferner betreibbar, um einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung auf einen Zeitpunkt einzustellen, der ein Aufnehmen von durch die Voreinspritzung eingespritztem Kraftstoffnebel in der auf der Bodenfläche des Kolbens 4 vorgesehenen Mulde und ein Bilden eines relativ fetten Luft/Kraftstoff-Gemisches in der Mulde ermöglicht. Weiterhin ist das PCM 70 betreibbar, um einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung auf einen Zeitpunkt zu verstellen, der ein adäquates Verbrennen von in dem Brennraum 9 durch die Kraftstoffeinspritzungen vor der Nacheinspritzung erzeugtem Ruß durch die Nacheinspritzung ermöglicht.
< Einzelheiten zur Steuerung in dieser Ausführungsform >
Als Nächstes wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die von dem PCM 70 auszuführen ist, um ein Klopfgeräusch des Dieselmotors zu unterbinden, näher beschrieben.
Zunächst wird unter Verweis auf 7 und 8 ein Erzeugungsmechanismus des Klopfgeräusches beschrieben. Wie in 7 dargestellt wird eine Schwingung, die durch Schwingungsanregungskraft angeregt wird, die durch eine Verbrennung erzeugt wird, d.h. eine Schwingungsanregungskraft, die durch Verbrennung in einem Motorkörper erzeugt wird, mittels einer Hauptstrecke, welche einen Kolben, eine Pleuelstange, eine Kurbelwelle und einen Motorblock umfasst, übertragen (eine solche Hauptstrecke weist eine vorgegebene Strukturschwingungsübertragungseigenschaft auf, die von einer Resonanzfrequenz einer Struktur (Komponentenbaugruppe) des Motorkörpers abhängt) und dann von dem Motorkörper als Klopfgeräusch abgestrahlt.
In 8 stellt der Verlauf G11 eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel und einem Zylinderinnendruck (Verbrennungsdruck) dar, und der Verlauf G12 stellt eine Frequenzkennlinie eines CPL äquivalent zu der durch Verbrennung erzeugten Schwingungsanregungskraft dar, die erhalten wird, indem der Zylinderinnendruck in dem Verlauf G11 FFT-Verarbeitung (Fast-Fourier-Transformation) unterzogen wird (CPL ist eine hochfrequente Energie in einem Frequenzbereich von etwa 1 bis 4 kHz, die gewonnen wird, indem eine Wellenform des Zylinderinnendrucks als Index der durch Verbrennung erzeugten Schwingungsanregungskraft FFT-Verarbeitung (Fast-Fourier-Transformation) unterzogen wird. Der Verlauf G13 stellt ferner die vorstehend erwähnte Strukturschwingungsübertragungseigenschaft (im Einzelnen eine Strukturschwingungsdämpfungs-Frequenzeigenschaft) eines Motorkörpers dar, und der Verlauf G14 stellt eine Wellenform dar, die eine zeitliche Änderung von Geräusch nahe dem Motorkörper anzeigt. Eine Eigenschaft, die durch Verwenden der durch der Verlauf G13 dargestellten Strukturschwingungsübertragungseigenschaft bei der durch der Verlauf G12 dargestellten CPL-Frequenzkennlinie erhaltbar ist, stimmt in etwa mit einer Eigenschaft überein, die erhaltbar ist, indem die Wellenform, die die zeitliche Änderung des nahen Geräusches anzeigt, die durch der Verlauf G13 dargestellt ist, FFT-Verarbeitung unterzogen wird, und ist als Kurve ausgedrückt, die eine Eigenschaft von Klopfgeräusch anzeigt (siehe der Verlauf G15).
In dem Verlauf G14 ist ein Teil der Wellenform mit einer großen zeitlichen Schwankung, etwa der Bereich R11, der von der Strichlinie umgeben ist, von einer Person als Klopfgeräusch wahrnehmbar. In dem Verlauf G15 wird eine Summe von Energien in einem Frequenzbereich von 1 bis 4 kHz, der durch den von der Strichlinie umgebenen Bereich R12 angedeutet ist, als repräsentativer Wert des Klopfgeräusches verwendet.
Wie vorstehend erwähnt gelangt das Klopfgeräusch unter einen Einfluss einer CPL-Frequenzkennlinie. In dieser Ausführungsform wird somit eine CPL-Frequenzkennlinie gesteuert, um eine Reduzierung eines Klopfgeräusches zu erreichen. Unter Verweis auf 9 wird hier in dieser Ausführungsform eine grundlegende Idee einer Technik zum Reduzieren von Geräusch durch Steuern einer CPL-Frequenzkennlinie beschrieben. Der Begriff „CPL-Frequenzkennlinie“ ist äquivalent zu einer Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle, die durch Verbrennung von Kraftstoff in dem Motorkörper erzeugt wird.
In 9 stellt der Verlauf G21 eine Referenz-CPL-Frequenzkennlinie dar (z.B. eine CPL-Frequenzkennlinie in dem Fall, da Kraftstoffeinspritzungen unter Verwenden eines Grundkraftstoffeinspritzzeitpunkts, der beruhend auf einer geforderten Ausgangsleistung, die von einer Position eines von einem Fahrer betätigten Gaspedals, einem Motorbetriebszustand (Motordrehzahl und Motorlast) etc. abhängt, eingestellt wird, durchgeführt werden), und die Verläufe G23, G24 und G25 stellen jeweilige Strukturresonanzfrequenzkennlinien von verschiedenen Komponenten eines Motorkörpers dar. Zum Beispiel stellt der Verlauf G23 eine Strukturresonanzfrequenzkennlinie einer Pleuelstange des Motorkörpers dar, und der Verlauf G24 stellt eine Strukturresonanzfrequenzkennlinie einer Kurbelwellenstange des Motorkörpers dar. Ferner stellt der Verlauf G25 eine Strukturresonanzfrequenzkennlinie des Motorblocks dar. Nehmen wir hier an, dass die durch der Verlauf G23 dargestellte Strukturresonanz einen größeren Einfluss auf Klopfgeräusch hat als die der Strukturresonanzen, die durch die Verläufe G24 und G25 dargestellt sind. In diesem Fall wird aus der durch den Verlauf G21 dargestellten CPL-Frequenzkennlinie und den Strukturresonanzen der Komponenten des Motorkörpers, die durch die Verläufe G23 bis G25 dargestellt sind, ein Klopfgeräusch mit einer durch den Verlauf G26 dargestellten Frequenzkennlinie erzeugt. Der Verlauf G26 zeigt, dass das Klopfgeräusch in einem Frequenzband FB1 größer wird. Im Einzelnen tritt in dem Frequenzband FB1 in einer Kurve, die das Klopfgeräusch anzeigt, ein großer Gipfel auf. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass in dem Frequenzband FB1 ein Gipfel in einer Kurve, die den CPL in dem Verlauf G21 anzeigt, auftritt und ein Gipfel auch in einer Kurve auftritt, die die Strukturresonanz der Komponente des Motorkörpers (mit einem großen Einfluss auf Klopfgeräusch) in dem Verlauf G23 anzeigt.
In dieser Ausführungsform wird eine CPL-Frequenzkennlinie so gesteuert, dass sich ein Talbereich einer Kurve, der die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, in dem Frequenzband FB1 befindet, in dem ein Gipfel in einer Kurve auftritt, die die Strukturresonanz der Komponente des Motorkörpers (mit einem großen Einfluss auf Klopfgeräusch) in dem Verlauf G23 anzeigt, d.h. die Talregion der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, ist in dem Frequenzband FB1 enthalten. Die Steuerung wird im Einzelnen durchgeführt, um eine CPL-Frequenzkennlinie zu verwirklichen, in der die Talregion der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, wie durch der Verlauf G22 dargestellt in dem Frequenzband FB1 enthalten ist. Wenn die durch der Verlauf G22 dargestellte CPL-Frequenzkennlinie eingesetzt wird, wird wie durch der Verlauf G27 dargestellt Klopfgeräusch in dem Frequenzband FB1 signifikant reduziert. In diesem Fall wird ein Wert des gesamten CPL nie geändert, so dass es möglich wird, Klopfgeräusch adäquat zu reduzieren, während eine geforderte Motorausgangsleistung sichergestellt wird, ohne eine Verschlechterung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Abgasemissionen hervorzurufen.
Als Nächstes wird eine Technik zum Steuern einer CPL-Frequenzkennlinie, die in dieser Ausführungsform zu einer Solleigenschaft geändert werden soll (z.B. der durch den Verlauf G22 dargestellten Frequenzkennlinie), beschrieben.
10A und 10B sind erläuternde Diagramme eines Einflusses der Häufigkeit von Kraftstoffeinspritzung (der Häufigkeit von Wärmefreisetzung, die in dem Motorkörper erzeugt werden soll) auf eine CPL-Frequenzkennlinie. In 10A stellt der Verlauf G31 eine Wellenform einer Wärmefreisetzungsrate bezüglich des Kurbelwinkels in dem Fall dar, in dem Kraftstoffeinspritzung nur einmal ausgeführt wird (z.B. in dem Fall, in dem nur die Haupteinspritzung ausgeführt wird). Der Verlauf G32 stellt eine Wellenform der Wärmefreisetzungsrate bezüglich des Kurbelwinkels in dem Fall dar, in dem Kraftstoffeinspritzung zweimal ausgeführt wird (z.B. in dem Fall, in dem die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung durchgeführt werden), und der Verlauf G33 stellt eine Wellenform der Wärmefreisetzungsrate bezüglich des Kurbelwinkels in dem Fall dar, in dem Kraftstoffeinspritzung dreimal ausgeführt wird (z.B. in dem Fall, in dem die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung ausgeführt werden).
In dem Fall, in dem Kraftstoffeinspritzung nur einmal ausgeführt wird, wird eine Frequenzkennlinie erhalten, bei der wie durch der Verlauf G34 dargestellt der CPL zusammen mit einer Zunahme der Frequenz allmählich niedriger wird. In diesem Fall ist ersichtlich, dass in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, weder ein Gipfel noch ein Tal auftreten. In dem Fall dagegen, in dem Kraftstoffeinspritzung zwei- oder dreimal ausgeführt wird, treten wie durch den Verlauf G35 oder G36 dargestellt ein Gipfel und ein Tal in der Kurve auf, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt. Diese Daten zeigen, dass bei zwei- oder mehrfachem Ausführen von Kraftstoffeinspritzung, d.h. zwei- oder mehrfachem Induzieren von Verbrennung (Wärmefreisetzung) in dem Motorkörper, in der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, ein Gipfel und ein Tal auftreten. Ferner zeigen die Verläufe G35 und G36, dass bei dreifachem Ausführen von Kraftstoffeinspritzung der Teil der Gipfel und Täler, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigen, verglichen mit zweifachem Ausführen von Kraftstoffeinspritzung zunimmt.
11A und 11B sind erläuternde Diagramme eines Einflusses von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten (Zeitpunkten, die Wärmefreisetzung hervorrufen) in dem Fall, in dem eine zwei- oder mehrfache Verbrennung induziert wird, auf eine CPL-Frequenzkennlinie. Hier wird ein Ergebnis einer Simulation (nicht ein Ergebnis eines tatsächlichen Experiments) beschrieben, das unter der Bedingung durchgeführt wurde, dass bei Ausführen von zwei Kraftstoffeinspritzungen (Voreinspritzung und Haupteinspritzung) ein Zeitpunkt der ersten Stufe, Voreinspritzung, fest ist und ein Zeitpunkt der zweiten Stufe, Haupteinspritzung, geändert wird.
In 11A und 11B stellt der Verlauf G41 eine Wärmefreisetzungsrate in dem Fall dar, in dem ein vorab geänderter Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung) bei der Haupteinspritzung verwendet wird, und der Verlauf G43 ist eine CPL-Frequenzkennlinie, die beruhend auf der durch der Verlauf G41 dargestellten Wärmefreisetzungsrate simuliert ist. Der Verlauf G42 stellt dagegen eine Wärmefreisetzungsrate in dem Fall dar, in dem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung gegenüber dem Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung geändert (im Einzelnen verzögert) wird. Im Einzeln wird hinsichtlich eines Zeitpunkts, bei dem ein Spitzenwert (Höchstwert) der Wärmefreisetzungsrate infolge der Haupteinspritzung erscheint, der Verlauf G42 bezüglich des Verlaufs G41 um die Zeit T1 (z.B. 0,5 ms) verzögert. Beruhend auf der durch den Verlauf G41 dargestellten Wärmefreisetzungsrate wird die durch den Verlauf G44 dargestellte CPL-Frequenzkennlinie erhalten.
Die Verläufe G43 und G44 zeigen, dass in dem Fall, in dem Kraftstoffeinspritzung zweimal ausgeführt wird, d.h. Verbrennung (Wärmefreisetzung) zweimal induziert wird, die CPL-Frequenzkennlinie durch Ändern eines Zeitpunkts, bei dem Wärmefreisetzung hervorgerufen wird, geändert wird. Sie zeigen im Einzelnen, dass die Anzahl von Gipfeln und Tälern in einer Kurve, die den CPL anzeigt, geändert ist und die Frequenzen, die den jeweiligen Positionen der Gipfel und Täler in der Kurve entsprechen, die den CPL anzeigt, geändert sind. Man meint, dass der Zeitpunkt, bei dem Wärmefreisetzung hervorgerufen wird, insbesondere ein Intervall, bei dem jeweilige Spitzenwerte der Wärmefreisetzungsrate, die zu den zwei Verbrennungen gehören, auftreten (nachstehend entsprechend als „Wärmefreisetzungsintervall“ bezeichnet), einen Einfluss auf Frequenzen ausübt, die den jeweiligen Positionen der Gipfel und Täler in der Kurve entsprechen, die den CPL anzeigt.
12A und 12B sind erläuternde Diagramme eines Erzeugungsmechanismus eines Gipfels und eines Tals in einer Kurve, die einen CPL anzeigt. 12A zeigt eine zeitliche Änderung einer Verbrennungsdruckwelle, die durch die Vorspritzung hervorgerufen wird, eine zeitliche Änderung einer Verbrennungsdruckwelle, die durch die Haupteinspritzung hervorgerufen wird, und eine zeitliche Änderung einer synthetischen Druckwelle, die durch Synthetisieren der zwei Verbrennungsdruckwellen miteinander bei einer Frequenz F41 erhalten wird, die einem Gipfel in der Kurve entspricht, die den CPL in dem in 11B gezeigten Verlauf G44 anzeigt. In diesem Fall sei angenommen, dass ein Intervall, bei dem zwei Spitzenwerte in einer Wellenform auftreten, die die Wärmefreisetzungsrate in Verbindung mit jeweiligen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung anzeigt (Wärmefreisetzungsintervall), T21 ist (dies wird auch im Folgenden verwendet). Ferner sei angenommen, dass ein Zeitraum T22 (=1/F41 x 1000) der Verbrennungsdruckwellen, die durch die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung hervorgerufen werden, in etwa identisch zu dem Wärmefreisetzungsintervall T21 ist.
Bei der Frequenz F41 stimmt ein Erzeugungszeitpunkt der Verbrennungsdruckwelle, die durch die Haupteinspritzung hervorgerufen wird, in etwa mit einem Zeitpunkt überein, der dem Zeitraum T21 der Verbrennungsdruckwelle entspricht, die durch die Voreinspritzung hervorgerufen wird, so dass die durch die Voreinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle und die durch die Haupteinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle einander in der gleichen Phase stören. Somit überschneiden sich eine Gipfelregion der durch die Vorspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle und eine Gipfelregion der durch die Haupteinspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle (siehe die von der Strichlinie umgebene Region R21), und eine Talregion der durch die Vorspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle und eine Talregion der durch die Haupteinspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle überschneiden sich (siehe die durch die Strichlinie umgebene Region R22). Aus diesem Grund werden die durch die Voreinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle und die durch die Haupteinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwellen miteinander synthetisiert, um in einer verstärkten Weise eine synthetische Druckwelle zu bilden (siehe die durch die Pfeillinie A21 gekennzeichnete Kurve). Dadurch tritt in der Kurve, die den CPL anzeigt, ein Gipfel bei der Frequenz F41 auf, wie in 11B durch den Verlauf G44 dargestellt ist.
12B zeigt dagegen eine zeitliche Änderung einer Verbrennungsdruckwelle, die durch die Vorspritzung hervorgerufen wird, eine zeitliche Änderung einer Verbrennungsdruckwelle, die durch die Haupteinspritzung hervorgerufen wird, und eine zeitliche Änderung einer synthetischen Druckwelle, die durch Synthetisieren der zwei Verbrennungsdruckwellen miteinander bei einer Frequenz F42 erhalten wird, die einem Tal in der Kurve entspricht, die den CPL in dem in 11B gezeigten Verlauf G44 anzeigt. Es sei angenommen, dass ein Zeitraum T23 (=1/F42 x 1000) der Verbrennungsdruckwellen, die durch die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung hervorgerufen werden, in etwa gleich dem Zweifachen des Wärmefreisetzungsintervalls T21 ist.
Bei der Frequenz F42 wir die Verbrennungsdruckwelle, die durch die Haupteinspritzung hervorgerufen wird, bei einem Zeitpunkt erzeugt, der in etwa einem mittleren Punkt des Zeitraums T23 der Verbrennungsdruckwelle entspricht, die durch die Voreinspritzung hervorgerufen wird, so dass die durch die Voreinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle und die durch die Haupteinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle einander in der entgegengesetzten Phase stören. Somit überschneiden sich eine Talregion der durch die Vorspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle und eine Gipfelregion der durch die Haupteinspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle (siehe die von der Strichlinie umgebene Region R23), und eine Gipfelregion der durch die Vorspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle und eine Talregion der durch die Haupteinspritzung hervorgerufenen Verbrennungsdruckwelle überschneiden sich (siehe die durch die Strichlinie umgebene Region R24). Aus diesem Grund werden die durch die Voreinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle und die durch die Haupteinspritzung hervorgerufene Verbrennungsdruckwelle miteinander synthetisiert, um in einer gedämpften Weise eine synthetische Verbrennungsdruckwelle zu bilden (siehe die durch die Pfeillinie A22 gekennzeichnete Kurve). Dadurch tritt in der Kurve, die den CPL anzeigt, ein Tal bei der Frequenz F42 auf, wie in 11B durch den Verlauf G44 dargestellt ist.
In diesem Fall kann eine Beziehung zwischen dem Wärmefreisetzungsintervall und Positionen, bei denen in der CPL-Frequenzkennlinie ein Gipfel und ein Tal auftreten, durch die folgenden Formeln (1) und (2) ausgedrückt werden: $Frequenz fn, bei der ein Gipfel auftritt = n / Δ t \times 1000$
$Frequenz fn, bei der ein Tal auftritt = (n - 0,5) / Δ t \times 1000$
wobei Δt das Wärmefreisetzungsintervall bezeichnet und n eine positive ganze Zahl (1, 2, 3, ---) bezeichnet.
Auch wenn in 11A und 11B ein durch Ausführen von zwei Einspritzungen (Voreinspritzung und Haupteinspritzung) erhaltenes Ergebnis gezeigt ist, wurde ebenfalls festgestellt, dass in einem Fall, in dem drei Kraftstoffeinspritzungen (Voreinspritzung, Haupteinspritzung und Nacheinspritzung) ausgeführt werden, ein ähnliches Ergebnis erhalten werden kann. Im Einzelnen wurde festgestellt, dass in dem Fall, in dem drei Kraftstoffeinspritzungen ausgeführt werden, Frequenzen, die jeweiligen Positionen von Frequenzen entsprechen, die jeweiligen Positionen von Gipfeln und Tälern in einer Kurve entsprechen, die den CPL anzeigt, abhängig von einem Intervall geändert werden, bei dem jeweilige Spitzenwerte der Wärmefreisetzungsrate auftreten, die zu benachbarten zwei von drei Verbrennungen (Wärmefreisetzungsintervall) gehören. Auch wenn in 11A und 11B ein Ergebnis einer Simulation unter Verwenden eines vorgegebenen Modells (etwa eines Verbrennungsmodells) gezeigt wurde, wurde ferner festgestellt, dass ein solches Ergebnis auch durch ein Experiment unter Verwenden eines tatsächlichen Motors erhalten werden kann. In der vorstehenden Beschreibung wurde durch Änderung eines Wärmefreisetzungsintervalls während mehreren Kraftstoffeinspritzungen der Einfluss des Wärmefreisetzungsintervalls auf die CPL-Frequenzkennlinie geprüft. Zusätzlich zu dem Wärmefreisetzungsintervall hat der Erfinder durch Ändern einer Höhe und Steigung einer Wellenform auch einen Einfluss einer Höhe und Neigung der Wellenform der Wärmefreisetzungsrate auf die CPL-Frequenzkennlinie geprüft. Infolge wurde festgestellt, dass selbst bei Ändern der Höhe und Steigung der Wellenform der Wärmefreisetzungsrate nur die Amplitude des CPL geändert wird, die Anzahl an Gipfeln und Tälern in der Kurve, die den CPL anzeigt, und die Frequenzen bei den Gipfeln und Tälern aber nahezu unverändert sind.
Anhand des Vorstehenden wurde festgestellt, dass das Wärmefreisetzungsintervall während mehreren Kraftstoffeinspritzungen einen Einfluss auf die CPL-Frequenzkennlinie ausübt. Als Reaktion auf dieses Ergebnis wird in dieser Ausführungsform das Wärmefreisetzungsintervall während mehreren Kraftstoffeinspritzungen so gesteuert, dass die CPL-Frequenzkennlinie eine Sollkennlinie werden kann (z.B. die durch den Verlauf G22 dargestellte Frequenzkennlinie). In dieser Ausführunsform ist im Einzelnen das PCM 70 betreibbar, um ein Intervall zwischen benachbarten zwei von mehreren Kraftstoffeinspritzungen so einzustellen, dass ein Wärmefreisetzungsintervall zum Ermöglichen, dass die CPL-Frequenzkennlinie eine Sollkennlinie wird, realisiert wird. Im Einzelnen ist das PCM 70 betreibbar, um eine CPL-Frequenzkennlinie zu realisieren, bei der Talregionen einer Kurve, die diese anzeigt, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur des Motorkörpers fallen (siehe zum Beispiel 9), um beruhend auf einem Wärmefreisetzungsintervall zum Erhalten der vorstehenden CPL-Frequenzkennlinie zwischen benachbarten zwei von mehreren Kraftstoffeinspritzungen ein Intervall festzulegen.
13 ist ein erläuterndes Diagramm eines Grundkonzepts eines Steuerverfahrens für ein Wärmefreisetzungsintervall in dieser Ausführungsform. 13 zeigt schematisch eine Wärmefreisetzungsrate, die zur Voreinspritzung gehört, eine Wärmefreisetzungsrate, die zur Haupteinspritzung gehört, und eine Wärmefreisetzungsrate, die zur Nacheinspritzung gehört, die in dieser Reihenfolge von der rechten Seite des Graphen erscheinen. In dieser Ausführungsform ist das PCM 70 betreibbar, um Intervalle festzulegen, bei denen die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung einzeln so durchgeführt werden, dass ein Wärmefreisetzungsintervall T31 zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung und ein Wärmefreisetzungsintervall T32 zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung verwirklicht werden, um eine CPL-Frequenzkennlinie zu einer Sollkennlinie werden zu lassen. Dann ist das PCM 70 betreibbar, um den Injektor 20 zu steuern, um gemäß den festgelegten Intervallen die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung bei jeweiligen Kraftstoffeinspritzzeitpunkten durchzuführen.
Als Nächstes wird unter Verweis auf 14 bis 18 eine bestimmte Verarbeitung der Kraftstoffeinspritzsteuerung, die von dem PCM 70 auszuführen ist, beschrieben.
14 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung, die von dem PCM 70 auszuführen ist. Diese Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung wird aktiviert, wenn ein Zündschalter eines Fahrzeugs eingeschaltet und somit das PCM 70 eingeschaltet wird, und wird wiederholt ausgeführt.
Bei Start der Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung arbeitet das PCM 70, wie in 14 dargestellt, um verschiedene Informationen über einen Fahrzeugbetriebszustand zu erfassen. Das PCM 70 arbeitet im Einzelnen, um Informationen, einschließlich einer durch einen Gaspedalstellungssensor detektierten Gaspedalstellung, einer durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit und einer aktuell in einem Getriebe des Fahrzeugs eingestellten Fahrstufe zusätzlich zu Detektionssignalen, die von den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren SN1 bis SN5 ausgegeben werden, zu erfassen.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S2, um beruhend auf den in Schritt S1 erfassten Informationen eine Sollbeschleunigung einzustellen. Das PCM 70 arbeitet im Einzelnen, um ein Beschleunigungskennfeld, das einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer aktuellen Fahrstufe entspricht, aus mehreren Beschleunigungskennfeldern (die in einem Speicher oder dergleichen vorläufig erzeugt und gespeichert werden), die bezüglich verschiedener Fahrzeuggeschwindigkeiten und verschiedener Fahrstufen festgelegt sind, zu wählen und durch Heranziehen des gewählten Beschleunigungskennfelds eine Sollbeschleunigung festzusetzen, die einer aktuellen Gaspedalstellung entspricht.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S3, um ein Solldrehmoment (Motorsolldrehmoment) zum Verwirklichen der in Schritt S3 festgesetzten Sollbeschleunigung festzusetzen. Im Einzelnen arbeitet das PCM 70, um beruhend auf einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrstufe, Straßensteigung, Straßenoberfläche mu (µ) etc. ein Solldrehmoment in einem von dem Motor ausgebbaren Solldrehmomentbereich festzusetzen.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S4, um eine geforderte Kraftstoffeinspritzmenge (im Einzelnen eine geforderte Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung), die von dem Injektor 20 einzuspritzen ist, um das Solldrehmoment zu erhalten, beruhend auf dem in Schritt S3 festgesetzten Solldrehmoment und einer Motordrehzahl, die beruhend auf einem Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor SN1 gewonnen wird, einzustellen
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S5, um eine einen Kraftstoffeinspritzmodus festsetzende Verarbeitung zum Festsetzen eines Kraftstoffeinspritzmodus auszuführen (im Einzelnen eine Kraftstofgfeinspritzmenge und ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt). Einzelheiten der den Kraftstoffeinspritzmodus festsetzenden Verarbeitung werden später beschrieben.
Nach Beenden der Verarbeitung in Schritt S5 arbeitet das PCM 70, um den Injektor 20 beruhend auf der geforderten Kraftstoffeinspritzmenge, die in Schritt S4 festgesetzt wurde, und dem Kraftstoffeinspritzmodus, der in Schritt S5 festgesetzt wurde, zu steuern. Nach Schritt S6 kehrt die Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung zu Schritt S1 zurück.
Hier unter Verweis auf 15 die den Kraftstoffeinspritzmodus festsetzende Verarbeitung, die in Schritt S5 der Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung auszuführen ist.
Bei Start der den Kraftstoffeinspritzmodus festsetzenden Verarbeitung arbeitet das PCM 70, wie in 15, Schritt S21, dargestellt, um verschiedene Informationen über einen Motorbetriebszustand zu erfassen. Im Einzelnen arbeitet das PCM 70, um Informationen, einschließlich eines Ladedrucks, eines geschätzten Zylinderwandtemperaturwerts, einer Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration, des in Schritt S3 der Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung festgesetzten Solldrehmoments etc. zusätzlich zu Detektionssignalen, die von den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren SN1 bis SN5 ausgegeben werden, zu erfassen.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S22, um beruhend auf den in Schritt S21 erfassten Informationen einen Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung zu lesen. Das PCM 70 arbeitet im Einzelnen, um einen Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung, der dem Solldrehmoment und einer aktuellen Motordrehzahl entspricht, die in Schritt S21 erfasst werden, durch Heranziehen eines Kennfelds zu lesen, in dem ein Referenzzeitpunkt der Hauteinspritzung, der einem vorgegebenen Kurbelwinkel entspricht, vorläufig bezüglich Solldrehmoment und Motordrehzahl als Parameter eingestellt ist.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S23, um ein Zeitgrundintervall zwischen einem Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt der Voreinspritzung und einem Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt der Haupteinspritzung (nachstehend als „Referenzzeitintervall Vor-Haupt“ bezeichnet), ein Zeitgrundintervall zwischen einem Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt der Haupteinspritzung und einem Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt der Nacheinspritzung (nachstehend als „Referenzzeitintervall Haupt-Nach“ bezeichnet), eine Kraftstoffeinspritzgrundmenge der Voreinspritzung (nachstehend als „Referenzmenge der Voreinspritzung“ bezeichnet) und eine Kraftstoffeinspritzgrundmenge der Nacheinspritzung (nachstehend als „Referenzmenge der Nacheinspritzung“ bezeichnet) zu lesen.
Das Referenzzeitintervall Vor-Haupt und das Referenzzeitintervall Haupt-Nach werden vorläufig festgelegt, um in einem Motorbetriebszustand, der gute Kraftstoffzündfähigkeit erlaubt, Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie eines resultierenden CPL anzeigt, in jeweilige Bereiche von Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen.
Bezüglich jeweils der Referenzmenge der Voreinspritzung und der Referenzmenge der Nacheinspritzung werden dagegen Grundwerte derselben, die dem Motorbetriebszustand entsprechen, vorläufig in Form eines Kennfelds festgelegt.
Dann werden die Referenzmenge der Voreinspritzung und die Referenzmenge der Nacheinspritzung aus den jeweiligen Kennfeldern ausgelesen.
Anschließend arbeitet das PCM 70 in Schritt S24, um zu ermitteln, ob ein aktueller Motorbetriebszustand ein transienter Zustand ist oder nicht. Zum Beispiel arbeitet das PCM 70, um beruhend auf der durch den Gaspedalstellungssensor detektierten Gaspedalstellung und einer Änderungsrate der Gaspedalstellung zu ermitteln, ob ein aktueller Motorbetriebszustand ein transienter Zustand ist oder nicht.
Wenn infolge der aktuelle Motorbetriebszustand als transienter Zustand ermittelt wird, rückt die Verarbeitungssubroutine zu Schritt S25 vor. In Schritt S25 arbeitet das PCM 70, um die aktuelle Kraftstoffzündfähigkeit in dem Brennraum 9 (nachstehend als „Zündumgebung“ bezeichnet) beruhend auf einem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert, Ladedruck und Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration zu ermitteln. Bezüglich des geschätzten Zylinderwandtemperaturwerts werden im Einzelnen ein erster Schwellenwert T1, ein zweiter Schwellenwert T2, ein dritter Schwellenwert T3 und ein vierter Schwellenwert T4, die in absteigender Reihenfolge des Werts angeordnet sind, vorläufig festgelegt. Wenn dann der in Schritt S21 erfasste aktuelle geschätzte Zylinderwandtemperaturwert größer oder gleich T1 ist, wird die auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert beruhende Zündumgebung als beste Zündumgebung ermittelt (nachstehend als „Zündumgebung I“ bezeichnet); wenn der aktuelle geschätzte Zylinderwandtemperaturwert größer oder gleich T2 und kleiner T1 ist, wird die auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert beruhende Zündumgebung als zweitbeste Zündumgebung ermittelt (nachstehend als „Zündumgebung II“ bezeichnet); wenn der aktuelle geschätzte Zylinderwandtemperaturwert größer oder gleich T3 und kleiner T2 ist, wird die auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert beruhende Zündumgebung als drittbeste Zündumgebung ermittelt (nachstehend als „Zündumgebung III“ bezeichnet); wenn der aktuelle geschätzte Zylinderwandtemperaturwert größer oder gleich T4 und kleiner T3 ist, wird die auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert beruhende Zündumgebung als viertbeste Zündumgebung ermittelt (nachstehend als „Zündumgebung IV“ bezeichnet); und wenn der aktuelle geschätzte Zylinderwandtemperaturwert kleiner als T4 ist, wird die auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert beruhende Zündumgebung als schlechteste Zündumgebung ermittelt (nachstehend als „Zündumgebung V“ bezeichnet).
Analog zu dem geschätzten Zylinderwandtemperaturwert werden bezüglich des Ladedrucks ein erster Schwellenwert P1, ein zweiter Schwellenwert P2, ein dritter Schwellenwert P3 und ein vierter Schwellenwert P4, die in absteigender Reihenfolge des Werts angeordnet sind, vorläufig festgelegt. Wenn dann der in Schritt S21 erfasste aktuelle Ladedruck größer oder gleich P1 ist, wird die auf dem aktuellen Ladedruck beruhende Zündumgebung als Zündumgebung I ermittelt; wenn der aktuelle Ladedruck größer oder gleich P2 und kleiner P1 ist, wird die auf dem aktuellen Ladedruck beruhende Zündumgebung als Zündumgebung II ermittelt; wenn der aktuelle Ladedruck größer oder gleich P3 und kleiner P2 ist, wird die auf dem aktuellen Ladedruck beruhende Zündumgebung als Zündumgebung III ermittelt; wenn der aktuelle Ladedruck größer oder gleich P4 und kleiner P3 ist, wird die auf dem aktuellen Ladedruck beruhende Zündumgebung als Zündumgebung IV ermittelt; und wenn der aktuelle Ladedruck kleiner P4 ist, wird die auf dem aktuellen Ladedruck beruhende Zündumgebung als Zündumgebung V ermittelt.
Analog zu dem geschätzten Zylinderwandtemperaturwert und dem Ladedruck werden bezüglich der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ein erster Schwellenwert C1, ein zweiter Schwellenwert C2, ein dritter Schwellenwert C3 und ein vierter Schwellenwert C4, die in absteigender Reihenfolge des Werts angeordnet sind, vorläufig festgelegt. Wenn dann die in Schritt S21 erfasste aktuelle Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration größer oder gleich C1 ist, wird die auf dem aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beruhende Zündumgebung als Zündumgebung I ermittelt; wenn die aktuelle Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration größer oder gleich C2 und kleiner als C1 ist, wird die auf der aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beruhende Zündumgebung als Zündumgebung II ermittelt; wenn die aktuelle Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration größer oder gleich C3 und kleiner als C2 ist, wird die auf der aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beruhende Zündumgebung als Zündumgebung III ermittelt; wenn die aktuelle Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration größer oder gleich C4 und kleiner als C3 ist, wird die auf der aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beruhende Zündumgebung als Zündumgebung IV ermittelt; und wenn die aktuelle Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration kleiner als C4 ist, wird die auf der aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beruhende Zündumgebung als Zündumgebung V ermittelt.
Dann arbeitet das PCM 70, um als aktuelle Zündumgebung des Motors die schlechteste der Zündumgebungen, die beruhend auf dem aktuellen geschätzten Zylinderwandtemperaturwert, dem aktuellen Ladedruck und der aktuellen Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ermittelt werden, zu ermitteln.
In Schritt S24 rückt dagegen, wenn der aktuelle Motorbetriebszustand als nicht transienter Zustand ermittelt wird, die Verarbeitungssubroutine zu Schritt S26 vor. In Schritt S26 arbeitet das PCM 70, um beruhend auf aktueller Motorlast (im Einzelnen geforderter Kraftstoffeinspritzmenge) und Motordrehzahl eine aktuelle Zündumgebung zu ermitteln. In diesem Fall arbeitet das PCM 70, um eine Zündumgebung, die der aktuellen Motorlast und Motordrehzahl entspricht, die in Schritt S21 erfasst werden, durch Heranziehen eines in 16 gezeigten Kennfelds zu ermitteln. In dem in 16 gezeigten Kennfeld ist ein Bereich hoher Last, in dem die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl am höchsten ist, als Zündumgebung I festgelegt; ein Bereich mäßig hoher Last, in dem die Motorlast nach der Zündumgebung I am höchsten ist, ist als Zündumgebung II festgelegt; und ein Bereich mittlerer Last, in dem die Motorlast nach der Zündumgebung II am höchsten ist, ist als Zündumgebung III festgelegt; und ein Bereich niedriger Last, in dem die Motorlast am niedrigsten ist, ist als Zündumgebung IV festgelegt.
Nach Schritt S25 oder S26 rückt die Verarbeitungssubroutine zu Schritt S27 vor. In Schritt S27 arbeitet das PCM 70, um das Referenzintervall Vor-Haupt und die Referenzmenge der Voreinspritzung, die in Schritt S23 ausgelesen wurden, und den Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung, der in Schritt S22 ausgelesen wurde, gemäß der in Schritt S25 oder S26 ermittelten Zündumgebung zu korrigieren, um ein Zeitintervall zwischen dem Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt der Voreinspritzung und dem Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt der Haupteinspritzung (nachstehend als „Zeitintervall Vor-Haupt“ bezeichnet), eine Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung (nachstehend als „Einspritzmenge Vor“ bezeichnet) und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung (nachstehend als „Zeitpunkt der Haupteinspritzung‟ bezeichnet) zu erhalten.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das verschiedene Kraftstoffeinspritzmuster abhängig von Zündumgebungen und Wellenformen von jeweiligen Wärmefreisetzungsraten, die von den Kraftstoffeinspritzmustern verwirklicht werden, darstellt.
Das Referenzzeitintervall Vor-Haupt und das Referenzzeitintervall Haupt-Nach werden wie vorstehend erwähnt vorläufig festgelegt, um in einem Motorbetriebszustand, der gute Kraftstoffzündfähigkeit erlaubt, d.h. in der Zündumgebung I, Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie eines resultierenden CPL anzeigt, in jeweilige Bereiche von Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers fallen zu lassen. D.h. wenn die in Schritt S25 oder S26 ermittelte Zündumgebung die Zündumgebung I mit der besten Zündfähigkeit ist, arbeitet das PCM 70, um das Referenzintervall Vor-Haupt ohne Korrigieren des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt als endgültiges Zeitintervall Vor-Haupt festzulegen. Ferner arbeitet das PCM 70, um die Referenzmenge der Voreinspritzung und den Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung ohne Korrigieren der Referenzmenge der Voreinspritzung und des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung als endgültige Menge der Voreinspritzung und als endgültigen Zeitpunkt der Haupteinspritzung festzulegen.
Wenn die in Schritt S25 oder S26 ermittelte Zündumgebung die Zündumgebung II ist, ist die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter als in der Zündumgebung I. Wenn somit gemäß dem Referenzzeitintervall Vor-Haupt, das beruhend auf der Zündumgebung I festgelegt ist, ein Zeitpunkt der Voreinspritzung festgesetzt wird, wird ein Zeitpunkt eines Auftretens eines Spitzenwerts der Wärmefreisetzungsrate, der zu der Voreinspritzung gehört, bezüglich dem in der Zündumgebung I verzögert. D.h. bei der Voreinspritzung kommt es zu einer Zündverzögerung. Dadurch wird, wie durch die Strichlinie angedeutet, eine Wellenform der Wärmefreisetzungsrate in der in 17 dargestellten Zündumgebung II, ein Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung unerwünschterweise kleiner als ein Wärmefreisetzungsintervall, das eine erwünschte CPL-Frequenzkennlinie verwirklichen kann (d.h. „Sollintervall“ in den Wellenformen der in 17 dargestellten Wärmefreisetzungsrate). In der Zündumgebung II, wie sie in dem in 17 dargestellten Einspritzmuster gezeigt ist, wird daher ein endgültiges Zeitintervall Vor-Haupt durch Korrigieren des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt, so dass es durch Frühverstellen eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts der Voreinspritzung (Zeitpunkt der Voreinspritzung) bezüglich des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung vergrößert wird, festgelegt, um dadurch zu verhindern, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit reduziert wird, wie in der Wellenform der in 17 dargestellten Wärmefreisetzungsrate durch die durchgehende Linie gezeigt ist.
Wenn die in Schritt S25 oder S26 ermittelte Zündumgebung die Zündumgebung III ist, ist die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter als in der Zündumgebung II. Der Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts der zu der Voreinspritzung gehörenden Wärmefreisetzungsrate wird bezüglich der in der Zündumgebung II verzögert. Daher ist es erforderlich, das Referenzintervall Vor-Haupt zu korrigieren, um ein endgültiges Zeitintervall Vor-Haupt festzulegen, das größer als das in der Zündumgebung II ist. Wenn aber das endgültige Zeitintervall Vor-Haupt zu stark angehoben wird, wird es unmöglich, eine ursprüngliche Funktion der Voreinspritzung, d.h. eine Funktion des Verbesserns der Zündfähigkeit in der Haupteinspritzung, zu erreichen. Wenn zudem der Zeitpunkt der Voreinspritzung in gewissem Maße auf früh verstellt wird, um das endgültige Zeitintervall Vor-Haupt zu vergrößern, kann der Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts der zu der Voreinspritzung gehörenden Wärmefreisetzungsrate nicht weiter auf früh verstellt werden, auch wenn der Zeitpunkt der Voreinspritzung weiter auf früh verstellt wird. D.h. die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund von schlechter Zündfähigkeit kann nicht allein durch Vergrößern des endgültigen Zeitintervalls Vor-Haupt verhindert werden. In der Zündumgebung III, wie sie durch das in 17 dargestellte Einspritzmuster gezeigt ist, wird daher das endgültige Zeitintervall Vor-Haupt durch Korrigieren des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt, so dass es durch Frühverstellen des Zeitpunkts der Voreinspritzung bezüglich des Zeitpunkts der Haupteinspritzung vergrößert wird, festgelegt, und eine endgültige Menge der Voreinspritzung wird durch Korrigieren der Referenzmenge der Voreinspritzung, so dass sie vergrößert wird, festgelegt, um die zur Voreinspritzung gehörende Wärmefreisetzungsrate steil steigen zu lassen und somit den Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts auf früh zu verstellen, um dadurch zu verhindern, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund von schlechter Zündfähigkeit reduziert wird, wie durch die durchgehende Linie in der Wellenform der in 17 dargestellten Wärmefreisetzungsrate gezeigt ist.
Wenn die in Schritt S25 oder S26 ermittelte Zündumgebung die Zündumgebung IV ist, ist die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter als in der Zündumgebung III. Der Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts der zu der Voreinspritzung gehörenden Wärmefreisetzungsrate wird bezüglich der in der Zündumgebung III verzögert. Somit ist es erforderlich, die Referenzmenge der Voreinspritzung zu korrigieren, um eine endgültige Menge der Voreinspritzung festzulegen, die größer als die in der Zündumgebung III ist. Wenn aber die endgültige Menge der Voreinspritzung übermäßig erhöht ist, werden Abgasemissionen und Kraftstoffwirtschaftlichkeit verschlechtert. In der Zündumgebung IV mit einer relativ schlechten Zündfähigkeit kann zudem ein einfaches Vergrößern der endgültigen Menge der Voreinspritzung die Zündverzögerung in der Voreinspritzung nicht ausreichend unterbinden. In der Zündumgebung IV, wie sie durch das in 17 dargestellte Einspritzmuster gezeigt ist, wird daher ein endgültiger Zeitpunkt der Haupteinspritzung durch Spätverstellen des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung festgelegt, um dadurch zu verhindern, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit reduziert wird, wie durch die durchgehende Linie in der Wellenform der in 17 dargestellten Wärmefreisetzungsrate gezeigt ist. Ferner arbeitet das PCM 70, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der Nacheinspritzung (Zeitpunkt der Nacheinspritzung) um einen Betrag auf spät zu verstellen, der einem Spätverstellbetrag (Korrekturbetrag) des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung entspricht, um das Referenzzeitintervall Vor-Nach beizubehalten, so dass es auch nach Spätverstellen des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung zum Festlegen des endgültigen Zeitpunkts der Haupteinspritzung als endgültiges Zeitintervall Vor-Nach dient.
Wenn die in Schritt S25 oder S26 ermittelte Zündumgebung die Zündumgebung V ist, die spezifisch einem Zeitraum eines Motorkaltstarts entspricht, ist die Kraftstoffzündfähigkeit schlechter als in der Zündumgebung IV. Der Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts der zu der Voreinspritzung gehörenden Wärmefreisetzungsrate wird bezüglich der in der Zündumgebung IV verzögert. Selbst wenn der Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung verzögert wird, um das Referenzzeitintervall Vor-Haupt so zu korrigieren, dass es in der Zündumgebung IV vergrößert wird, ist es somit schwierig, das Reduzieren der Zündverzögerung in der Voreinspritzung ausreichend zu unterbinden und das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung auf das Sollintervall zu vergrößern. In der Zündumgebung V, wie sie durch das in 17 dargestellte Zündmuster gezeigt ist, wird daher wie bei der Zündumgebung IV der endgültige Zeitpunkt der Haupteinspritzung durch Spätverstellen des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung festgelegt und die Häufigkeit der Voreinspritzung um eins, um den Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwerts der zu der Voreinspritzung gehörenden Wärmefreisetzungsrate auf früh zu verstellen, um dadurch zu verhindern, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit reduziert wird, wie in der Wellenform der in 17 dargestellten Wärmefreisetzungsrate durch die durchgehende Linie gezeigt wird.
Unter Verweis auf 18A, 18B und 18C wird beschrieben, wie das Referenzzeitintervall Vor-Haupt, die Referenzmenge der Voreinspritzung und der Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung abhängig von den Zündumgebungen korrigiert werden. 18A, 18B und 18C sind Graphen, die eine Beziehung zwischen jedem Parameter des Kraftstoffeinspritzmodus und den Zündumgebungen darstellen.
18A ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem endgültigen Zeitintervall Vor-Haupt und den Zündumgebungen darstellt, wobei die horizontale Achse die Zündumgebungen kennzeichnet und die vertikale Achse das endgültige Zeitintervall Vor-Haupt kennzeichnet. Wie in 18A dargestellt wird bei Verschlechtern der Zündfähigkeit in der Reihenfolge der Zündumgebung I, der Zündumgebung II und der Zündumgebung III das Referenzzeitintervall Vor-Haupt korrigiert, um ein größeres endgültiges Zeitintervall Vor-Haupt vorzusehen, um die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu verhindern. In der Zündumgebung III wird ferner der Zeitpunkt der Voreinspritzung bis zu dessen Grenzwert auf früh verstellt, um das endgültige Zeitintervall Vor-Haupt zu vergrößern, so dass das Referenzzeitintervall Vor-Haupt nicht mehr korrigiert werden kann. In der Zündumgebung IV somit das endgültige Vor-Haupt.
18B ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der endgültigen Menge der Voreinspritzung und den Zündumgebungen darstellt, wobei die horizontale Achse die Zündumgebungen kennzeichnet und die vertikale Achse die endgültige Menge der Voreinspritzung kennzeichnet. Wie in 18B gezeigt kann in der Zündumgebung II mit guter Zündfähigkeit nach der Zündumgebung I die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung verhindert werden, indem das Referenzzeitintervall Vor-Haupt so korrigiert wird, dass es größer ist. Somit wird die Referenzmenge der Voreinspritzung nicht korrigiert. In den Zündumgebungen III und IV mit einer Zündfähigkeit, die schlechter als in der Zündumgebung II ist, kann dagegen die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung allein durch die Korrektur des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt nicht ausreichend verhindert werden. Um die Zündverzögerung in der Voreinspritzung zu unterbinden, wird somit die Referenzmenge der Voreinspritzung so korrigiert, dass sie weiter vergrößert wird, wenn die Zündfähigkeit schlechter wird.
18C ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem endgültigen Zeitpunkt der Haupteinspritzung und den Zündumgebungen darstellt, wobei die horizontale Achse die Zündumgebungen kennzeichnet und die vertikale Achse den endgültigen Zeitpunkt der Haupteinspritzung kennzeichnet. In den Zündumgebungen II und III kann die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung durch Korrigieren des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt, so dass es nicht vergrößert wird, und durch Korrigieren der Referenzmenge der Voreinspritzung, so dass sie vergrößert wird, verhindert werden. Der Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung wird somit wie in 18C dargestellt nicht korrigiert. In der Zündumgebung IV mit einer Zündfähigkeit, die schlechter als in der Zündumgebung III ist, kann dagegen die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung allein durch die Korrekturen des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt und der Referenzmenge der Voreinspritzung nicht ausreichend verhindert werden. Um die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu verhindern, wird somit der Referenzzeitpunkt der Haupteinspritzung so korrigiert, dass er auf spät verstellt wird.
Um in der Zündumgebung II mit guter Zündfähigkeit nach der Zündumgebung I die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu verhindern, wird wie vorstehend die Korrektur des Vergrößerns des Referenzzeitintervalls Vor-Haupt mit einem kleinen Einfluss auf Abgasemissionsverhalten und Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors durchgeführt; in der Zündumgebung III mit einer Zündfähigkeit, die schlechter als die in der Zündumgebung II ist, wird die Korrektur des Vergrößerns der Referenzmenge der Voreinspritzung zusätzlich ausgeführt, ohne einen übermäßig großen Einfluss auf Abgasemissionsverhalten und Kraftstoffwirtschaftlichkeit auszuüben; und in der Zündumgebung IV mit einer viel schlechteren Zündfähigkeit wird die Korrektur des Spätverstellens des Referenzzeitpunkts der Haupteinspritzung zusätzlich ausgeführt, ohne einen übermäßig großen Einfluss auf das ausgegebene Drehmoment des Motors auszuüben. Somit wird es möglich, endgültige Kraftstoffeinspritzzeitpunkte der Voreinspritzung, der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung festzulegen, die ein Wärmefreisetzungsintervall verwirklichen können, das in einem breiten Bereich von Zündumgebungen eine CPL-Frequenzkennlinie zu einer Sollkennlinie werden lässt, während ein Einfluss auf Abgasemissionsverhalten, Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Ausgangsdrehmoment des Motors unterbunden wird.
Zurück zu 15 arbeitet das PCM 70 in Schritt S27, um das Referenzeitintervall Vor-Haupt, die Referenzmenge der Voreinspritzung und den Referenzeitpunkt der Haupteinspritzung abhängig von der in Schritt S25 oder S26 ermittelten Zündumgebung zu korrigieren. Dann rückt die Verarbeitungssubroutine zu Schritt S28 vor. In Schritt S28 arbeitet das PCM 70, um die endgültigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkte der Voreinspritzung, der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung beruhend auf dem korrigierten Zeitintervall Vor-Haupt, der korrigierten Menge der Voreinspritzung und dem korrigierten Zeitpunkt der Haupteinspritzung festzusetzen. Dann beendet das PCM 70 die den Kraftstoffeinspritzmodus festsetzende Verarbeitung, und die Verarbeitungssubroutine kehrt zur Hauptroutine zurück.
Als Nächstes werden unter Verweis auf 19 bis 21 bestimmte Werte des endgültigen Zeitintervalls Vor-Haupt und des endgültigen Zeitintervalls Haupt-Nach beschrieben.
19 ist ein Graph, der eine Frequenzkennlinie eines Schwingungspegels von Klopfgeräusch, der durch eine Hauptstrecke in einem Vierzylinderreihenmotor zu fünf Hauptlagern (MBC #1 bis #5) übertragen wird, zeigt. Wie in 19 gezeigt, weist der Schwingungspegel des Klopfgeräusches Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz, 2500 Hz und 3500 Hz auf. Diese Spitzenfrequenzen können als Anzeige von Resonanzfrequenzen in der Hauptstrecke gesehen werden. Die Resonanzfrequenzen in der Hauptstrecke werden hauptsächlich durch einen Ausgleich zwischen einer Masse des Kolbens 4 und Steifigkeit der Pleuelstange 8 ermittelt und weisen unabhängig von einer Art des Motors, etwa eines Benzinmotors und eines Dieselmotors, oder einer Motorgröße ähnliche Werte auf. Man meint mit anderen Worten, dass durch Reduzieren von Klopfgeräusch mit Frequenzbändern, die jeweilige Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz, 2500 Hz und 3500 Hz umfassen, in einem beliebigen Motor ein Klopfgeräusch in dem gesamten Motorkörper effektiv reduziert werden kann.
Von diesen Resonanzfrequenzbändern ist bezüglich des Frequenzbands mit einer Spitze um eine höchste Frequenz von 3500 Hz auch bei Vorsehen eines mechanischen Mechanismus zum Aufheben einer Strukturresonanz (im Einzelnen der Schwingungstilger 90 zum Unterbinden von Dehnungsresonanz der Pleuelstange 8 während eines Verdichtungstakts) eine Gewichtszunahme des Motorkörpers 1 klein. Somit wird ein Reduzieren von Klopfgeräusch mit einer Spitze um 3500 Hz durch den Schwingungstilger 90 verwirklicht, und um Klopfgeräusch mit Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz und 2500 Hz zu reduzieren, ist das PCM 70 ausgelegt, um das Zeitintervall Vor-Haupt und das Zeitintervall Haupt-Nach so zu steuern, dass Talregionen einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, in vorgegebenen Frequenzbändern, die jeweilige Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz und 2500 Hz umfassen, erscheinen können.
20 ist ein Graph, der eine Beziehung eines Wärmefreisetzungsintervalls und einer Frequenz an einem Tal in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, darstellt. In 20 bezeichnet die horizontale Achse das Wärmefreisetzungsintervall, und die vertikale Achse bezeichnet eine Frequenz einer Verbrennungsdruckwelle. In 20 stellt eine durch die durchgehende Linie gezeigte Kurve eine Frequenz dar, bei der infolge eines Phänomens, dass Verbrennungsdruckwellen, die durch zwei zeitlich benachbarte Kraftstoffeinspritzungen (d.h. die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung oder die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung) hervorgerufen werden, einander so stören, dass sie einander aufheben, ein Tal in der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, auftritt.
Wenn wie in 20 dargestellt das Wärmefreisetzungsintervall bei etwa 0,9 ms festgelegt ist, treten Täler in der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, in jeweiligen Frequenzbändern, die Spitzen um 1700 Hz und 2500 Hz umfassen, auf. Wenn dagegen das Wärmefreisetzungsintervall bei etwa 2,0 ms festgelegt ist, treten Täler in der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, in jeweiligen Frequenzbändern, die Spitzen um 1300 Hz und 1700 Hz umfassen, auf. Wie in 19 dargestellt ist von den Spitzen um 1300 Hz, 1700 H7 und 2500 Hz die Spitze um 1700 Hz die größte. Daher ist es wünschenswert, das Zeitintervall Vor-Haupt so festzulegen, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung etwa 0,9 ms wird, und das Zeitintervall Haupt-Nach so festzulegen, dass das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung etwa 2,0 ms wird. Bezüglich des Zeitintervalls Vor-Haupt ist es im Einzelnen unter der Berücksichtigung, dass es notwendig ist, den Zeitpunkt der Voreinspritzung im Hinblick auf die schlechte Kraftstoffzündfähigkeit auf früh zu verstellen, wünschenswert, das Zeitintervall Vor-Haupt auf etwa 1,7 ms festzulegen, was größer als das erwünschte Wärmefreisetzungsintervall 0,9 ms ist. Bezüglich des Zeitintervalls Haupt-Nach ist es dagegen im Hinblick auf gute Zündfähigkeit in der Nacheinspritzung wünschenswert, das Zeitintervall Haupt-Nach auf 2,0 ms zu setzen, was gleich dem erwünschten Wärmefreisetzungsintervall 2,0 ms ist.
Bezüglich des Frequenzbands, das die maximale Spitze um 1700 Hz umfasst, wird es somit möglich, Verbrennungsdruckwellen, die durch die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung hervorgerufen werden, und Verbrennungsdruckwellen, die durch die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung hervorgerufen werden, zueinander so in Interferenz zu bringen, dass sie einander aufheben, wodurch Abmessungen von Tälern in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, vergrößert werden. D.h. es wird möglich, Klopfgeräusch mit einem Frequenzband, das eine Spitze um 1700 Hz umfasst, effektiv zu reduzieren.
21 ist ein Graph, der eine Beziehung einer Frequenzabweichung zwischen zwei interferierenden Schwingungen und einen Betrag von Schalldruckpegelverstärkung, die durch Resonanz der Schwingungen hervorgerufen wird, darstellt. Wie in 21 dargestellt wird in dem Fall, in dem zwei Schwingungen einander so stören, dass Spitzen in jeweiligen Wellenformen derselben einander überlappen, ein Betrag einer Schalldruckpegelverstärkung, die durch Resonanz der Schwingungen hervorgerufen wird, drastisch erhöht, wenn eine Frequenzabweichung zwischen den zwei Schwingungen kleiner als 150 Hz wird. Dies bedeutet, dass durch Festlegen bis 150 Hz oder weniger eine Abweichung zwischen einer Spitzenresonanzfrequenz in der Hauptstrecke und einer Frequenz bei einem Tal in einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, eine Strukturresonanz in einem Resonanzfrequenzband signifikant unterbunden werden kann, um Klopfgeräusch adäquat zu reduzieren.
Im Einzelnen wird das Zeitintervall Vor-Haupt angepasst, um eine Frequenz in einer Talregion einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, 1700 Hz ± 150 Hz und 2500 Hz ± 150 Hz werden zu lassen. Gemäß der Formel 2 und 20 kann durch Festlegen des Zeitintervalls Vor-Haupt bei 1,7 ± 0,1 ms das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung so gesteuert werden, dass die Frequenz in der Talregion der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, 1700 Hz ± 150 Hz und 2500 Hz ± 150 Hz wird. Bei Festlegen des Zeitintervalls Haupt-Nach auf 2,0 ± 0,1 ms kann ferner das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung so gesteuert werden, dass die Frequenz in der Talregion der Kurve, die die CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, 1300 Hz ± 150 Hz und 1700 Hz ± 150 Hz wird.
Als Nächstes werden vorteilhafte Wirkungen des Verfahrens und der Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor gemäß der vorstehenden Ausführungsform beschrieben.
Wenn das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung auf 1,7 ± 0,1 ms gesetzt wird, kann zunächst das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung so gesteuert werden, dass eine Frequenz in einer Talregion einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung hervorgerufen wird, 1700 Hz ± 150 Hz und 2500 Hz ± 150 Hz wird, wodurch ein Klopfgeräusch, das 1700 Hz und 2500 Hz von wesentlichen Resonanzfrequenzen der Struktur des Motorkörpers entspricht, effektiv reduziert wird. Bei diesem Verfahren wird ein Niveau der Gesamtheit der Verbrennungsdruckwelle nie geändert, so dass kein Risiko des Hervorrufens einer Verschlechterung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Abgasemissionen besteht. Ferner ist es nicht erforderlich, zusätzlich einen Schalldämpfer oder dergleichen vorzusehen, so dass kein Risiko des Hervorrufens von Steigerungen von Kosten und Gewicht des Motors besteht.
Wenn ferner das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung auf 2,0 ± 0,1 ms gesetzt wird, kann das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung so gesteuert werden, dass eine Frequenz in einer Talregion einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung hervorgerufen wird, 1300 Hz ± 150 Hz und 1700 Hz ± 150 Hz wird, wodurch ein Klopfgeräusch, das 1300 Hz und 1700 Hz von wesentlichen Resonanzfrequenzen der Struktur des Motorkörpers entspricht, effektiv reduziert wird. Insbesondere werden sowohl das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung als auch das Wärmefreisetzungsintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung so gesteuert, dass eine Frequenz in einer Talregion einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch diese Kraftstoffeinspritzungen hervorgerufen wird, 1700 Hz ± 150 Hz wird. Somit wird es möglich, Abmessungen der Talregion, die in der Kurve, die die Frequenzkennlinie der Verbrennungsdruckwelle anzeigt, bei 1700 Hz ± 150 Hz auftreten, zu vergrößern, wodurch Klopfgeräusch, das einer besonders großen Spitze um 1700 Hz unter wesentlichen Resonanzfrequenzen der Struktur des Motorkörpers entspricht, effektiv reduziert wird.
Wenn in der vorstehenden Ausführungsform die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird, d.h. Kraftstoffzündfähigkeit schlechter wird, wird der Zeitpunkt der Voreinspritzung auf früh verstellt, um das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu vergrößern, so dass es möglich wird, ein Reduzieren des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit zu verhindern und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die 1700 Hz ± 150 Hz und 2500 Hz ± 150 Hz entsprechen, die Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers sind, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Wenn ferner die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird, d.h. Kraftstoffzündfähigkeit schlechter wird, wird die Menge der Voreinspritzung vergrößert, um die Zündfähigkeit zu verbessern, so dass es möglich wird, ein Reduzieren des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Kraftstoffzündfähigkeit zu verhindern und somit jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die 1700 Hz ± 150 Hz und 2500 Hz ± 150 Hz entsprechen, die Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers sind, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Wenn ferner die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird, d.h. Kraftstoffzündfähigkeit schlechter wird, wird der Zeitpunkt der Haupteinspritzung auf spät verstellt und der Zeitpunkt der Nacheinspritzung wird ebenfalls auf spät verstellt, um das Intervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung beizubehalten, so dass es selbst in einer Situation, in der der Zeitpunkt der Voreinspritzung nicht auf früh verstellt werden kann, möglich wird, ein Reduzieren des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Kraftstoffzündfähigkeit zu verhindern. Wenn ferner der Zeitpunkt der Haupteinspritzung gemäß dem Sinken der Motorlast auf spät verstellt wird, wird der Zeitpunkt der Nacheinspritzung ebenfalls auf spät verstellt, um das Intervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung beizubehalten, so dass selbst bei Spätverstellen des Zeitpunkts der Haupteinspritzung zum Verhindern eines Reduzierens des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Kraftstoffzündfähigkeit das Wärmefreisetzungsintervall gesteuert werden kann, um Frequenzen in Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie von Verbrennungsdruckwellen anzeigt, die durch die Haupteinspritzung und Nacheinspritzung hervorgerufen werden, in jeweilige Bereiche von 1300 Hz ± 150 Hz und 1700 Hz ± 150 Hz fallen können, die mehrere Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers sind, wodurch jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat reduziert werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wird in der Zündumgebung II mit guter Zündfähigkeit nach der Zündumgebung I nur die Steuerung des Zeitpunkts der Voreinspritzung mit geringem Einfluss auf Abgasemissionsverhalten und Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors ausgeführt, um die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu verhindern; in der Zündumgebung III mit einer Zündfähigkeit, die schlechter als die in der Zündumgebung II ist, wird die Menge der Voreinspritzung erhöht, um die Zündfähigkeit in der Voreinspritzung zu verbessern; und in der Zündumgebung IV mit viel schlechterer Zündfähigkeit wird der Zeitpunkt der Haupteinspritzung auf spät verstellt, um die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zuverlässig zu verhindern. Somit wird es möglich, die Reduzierung des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung aufgrund schlechter Zündfähigkeit zuverlässig zu verhindern, während ein Einfluss auf Abgasemissionsverhalten, Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Ausgangsdrehmoment des Motors unterbunden wird, um dadurch jeweilige Klopfgeräuschkomponeten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, in einem breiteren Bereich von Zündumgebungen adäquat zu reduzieren.
Wenn in der vorstehenden Ausführungsform eine Zylinderwandtemperatur, ein Ladedruck und/oder eine Einlasssauerstoffkonzentration niedriger wird, wird das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung vergrößert, so dass es selbst in einer Situation, in der die Zylinderwandtemperatur, der Ladedruck und/oder die Einlasssauerstoffkonzentration niedriger wird, d.h. die Zündfähigkeit schlechter wird, die Reduktion des Wärmefreisetzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zuverlässig vorzulegen, wodurch jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die 1300 Hz ± 150 Hz und 1700 Hz ± 150 Hz entsprechen, die die mehreren Resonanzfrequenzbänder der Struktur des Motorkörpers sind, in einem breiten Bereich von Zündumgebungen adäquat reduziert werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wird der Schwingungstilger 90 genutzt, um Resonanz bei einem Frequenzbond mit einer Spitze um eine höchste Frequenz von 3500 Hz unter den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers zu unterbinden, und das PCM 70 ist ausgelegt, um das Zeitintervall Vor-Haupt und das Zeitintervall Haupt-Nach zu steuern, um Talregionen einer Kurve, die eine CPL-Frequenzkennlinie anzeigt, in vorgegebenen Frequenzbändern, die Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz und 2500 Hz umfassen, erscheinen zu lassen, um Klopfgeräusch mit Spitzen um 1300 Hz, 1700 Hz und 2500 Hz in solchen von mehreren Resonanzfrequenzbändern, die sich an der Niederfrequenzseite befinden, zu reduzieren. D.h. Klopfgeräuschkomponenten, die einem Resonanzfrequenzband an einer Hochfrequenzseite entsprechen und die durch Vorsehen eines mechanischen Mechanismus mit einer geringen Gewichtszunahme des Motorkörpers gehandhabt werden können, können durch den Schwingungstilger reduziert werden, und Klopfgeräuschkomponenten, die einem Resonanzfrequenzband an einer Niederfrequenzseite entsprechen, das durch Vorsehen eines mechanischen Mechanismus gehandhabt werden muss, der eine Gewichtszunahme des Motorkörpers hervorruft, können durch die Steuerung der Intervalle zwischen Kraftstoffeinspritzungen reduziert werden. Dies ermöglicht es, jeweilige Klopfgeräuschkomponenten, die den mehreren Resonanzfrequenzbändern der Struktur des Motorkörpers entsprechen, adäquat zu reduzieren, während eine Gewichtszunahme des Motorkörpers minimiert wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor, das ausgelegt ist, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um mehrere Verbrennungen in einem Zylinder zu induzieren, umfassend: einen Schritt des Festlegens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur eines Motorkörpers des Motors fallen zu lassen, wobei der Schritt des Festlegens eines Intervalls zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung einen Unterschritt des stärkeren Vergrößerns des Intervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, wenn eine Motorlast bei einer gleichen Motordrehzahl niedriger wird, umfasst.
Verfahren zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Schritt des: Einstellens eines Einspritzzeitpunkts der Haupteinspritzung auf einen Zeitpunkt, der einem vorgegebenen Kurbelwinkel entspricht; Einstellens eines Einspritzzeitpunkts der Voreinspritzung und optional eines Einspritzzeitpunkts einer Nacheinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf dem festgelegten Kraftstoffeinspritzintervall; und Steuerns einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, um bei den eingestellten Einspritzzeitpunkten die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und optional die Nacheinspritzung jeweils durchzuführen, umfasst.
Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Selbstzündungsmotor, die ausgelegt ist, um während eines Verbrennungstakts mehrere Kraftstoffeinspritzungen durchzuführen, um mehrere Verbrennungen in einem Zylinder zu induzieren, umfassend: ein Steuergerät, das ausgelegt ist, um ein Intervall zwischen einer Voreinspritzung und einer Nacheinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen einzustellen, um Talregionen einer Kurve, die eine Frequenzkennlinie einer Verbrennungsdruckwelle anzeigt, die durch die mehreren Verbrennungen erzeugt wird, in jeweilige Bereiche von mehreren Resonanzfrequenzbändern einer Struktur eines Motorkörpers des Motors fallen zu lassen, wobei das Steuergerät betreibbar ist, um das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung stärker zu vergrößern, wenn eine Motorlast bei einer gleichen Motordrehzahl niedriger wird.
Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 3, wobei das Steuergerät betreibbar ist, um den Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung zu fixieren und einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung stärker auf früh zu verstellen, wenn die Motorlast bei der gleichen Motordrehzahl niedriger wird.
Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 3 oder 4, wobei unter einer Annahme, dass ein Motorbetriebszustand in einen Bereich hoher Last, in dem die Motorlast relativ hoch ist, einen Bereich mäßig hoher Last, in dem die Motorlast niedriger als die in dem Bereich hoher Last ist, und einen Bereich mittlerer Last, in dem die Motorlast niedriger als die in dem Bereich mäßig hoher Last ist, unterteilt ist, das Steuergerät betreibbar ist, um in dem Bereich mäßig hoher Last verglichen mit dem Bereich der hohen Last das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu vergrößern und um in dem Bereich mittlerer Last verglichen mit dem Bereich mäßig hoher Last das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu vergrößern und eine Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung verglichen mit dem Bereich hoher Last und dem Bereich mäßig hoher Last zu vergrößern.
Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Steuergerät betreibbar ist, um einen Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung auf einen Zeitpunkt, der einem vorgegebenen Kurbelwinkel entspricht, einzustellen; um einen Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung und optional einen Einspritzzeitpunkt einer Nacheinspritzung in den mehreren Kraftstoffeinspritzungen beruhend auf dem eingestellten Kraftstoffeinspritzintervall einzustellen; und um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu steuern, um bei den eingestellten Einspritzzeitpunkten die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und optional die Nacheinspritzung jeweils durchzuführen.