DE102016100543B4

DE102016100543B4 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016100543B4
Application number: DE102016100543.6A
Authority: DE
Inventors: Yasufumi Tomida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-01-15
Also published as: JP2016138516A; DE102016100543A1; JP6387842B2

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung wird in einem Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt, das eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, welche auf die Haupteinspritzung folgt, in einem Verbrennungszyklus einer Verbrennungsmaschine aus einem Kraftstoffeinspritzventil durchführt. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung umfasst einen Bereichseinschätzabschnitt (S412) und einen Einspritzsteuerabschnitt (S416). Der Bereichseinschätzabschnitt schätzt einen Verbrennungsbereich des Sprühnebels ein, der aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird. Der Einspritzsteuerabschnitt passt Einspritzbedingungen von zumindest der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung basierend auf dem Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und dem Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung ein, die durch den Bereichseinschätzabschnitt eingeschätzt werden. Als die Einspritzbedingung wird berücksichtigt, die Nacheinspritzung in mehreren Stufen durchzuführen, indem die Einspritzmenge und die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen erhöht werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie, die Einspritzbedingungen einer Haupteinspritzung, die in einem Verbrennungszyklus einer Verbrennungsmaschine durchgeführt wird, und einer Nacheinspritzung, die auf die Haupteinspritzung folgt, anpasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der verwandten Technik ist ein Kraftstoffeinspritzsystem vom mehrstufigen Einspritztyp bekannt, das eine Einspritzung mit einer kleineren Menge als derjenigen einer Haupteinspritzung vor und nach der Haupteinspritzung, durch die ein Hauptdrehmoment erzeugt wird, durchführt, um eine Abgasluft zu reinigen und eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern (vgl. beispielsweise JP 2012-145042 A ). Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem vom mehrstufigen Einspritztyp wird beispielsweise zum Verbrennen von Rauch, der als eine unverbrannte Komponente zurückbleibt, die durch eine unzureichende Verbrennung des bei der Haupteinspritzung eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wird, eine Nacheinspritzung durchgeführt, die auf die Haupteinspritzung folgt.
Bei der Technologie, die in der JP 2012-145042 A offenbart ist, wird basierend auf einer zylinderinneren Sauerstoffkonzentration in einer vorbestimmten Zeitdauer während der Verbrennung ab dem Start der Zündung des Sprühnebels der Nacheinspritzung bis zum Ende der Verbrennung ein Verbrauchszustand des Sauerstoffs innerhalb des Zylinders eingeschätzt und es wird ein Erzeugungszustand des Rauchs eingeschätzt. Durch Anpassen einer Einspritzmenge von zumindest der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung, wird der Innenraum des Zylinders so gesteuert, dass ein angemessener Verbrennungszustand eingenommen wird, und die Erzeugungsmenge des Rauchs verringert wird.
In der JP 2012-145042 A wird die zylinderinnere Sauerstoffkonzentration basierend auf einer Einlasssauerstoffkonzentration, einer Abgassauerstoffkonzentration und einer Wärmeerzeugungsmenge in dem Zylinder berechnet. Allerdings ist die zylinderinnere Sauerstoffkonzentration, die auf diese Weise berechnet wird, eine durchschnittliche Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders. Da der Sprühnebel des Kraftstoffs, der in den Zylinder eingespritzt wird, nicht in dem gesamten Zylinder sondern lokal verbrennt, ist es schwierig, einen Zustand des lokal verbrauchten Sauerstoffs innerhalb des Zylinders basierend auf der durchschnittlichen Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders einzuschätzen.
Genauer genommen ist es in einem Übergangsfahrzustand, wie einem Beschleunigungszustand, der durch ein Drücken auf ein Gaspedal vorgenommen wird, wahrscheinlich, dass die berechnete zylinderinnere Sauerstoffkonzentration und die tatsächliche zylinderinnere Sauerstoffkonzentration voneinander abweichen. Daher ist es schwierig, den lokal verbrauchten Zustand des Sauerstoffs innerhalb des Zylinders basierend auf der zylinderinneren Sauerstoffkonzentration einzuschätzen.
Daher ist es selbst dann, wenn zumindest die Haupteinspritzung oder die Nacheinspritzung basierend auf der zylinderinneren Sauerstoffkonzentration angepasst wird, schwierig, den Innenraum des Zylinders derart zu steuern, dass ungeachtet von einem Fahrzustand ein angemessener Verbrennungszustand eingenommen wird.
Weiterer Stand der Technik ist aus der JP 2010 - 180 761 A , der US 2012/0 143 479 A1 , der JP H11- 82 139 A , der US 2010/0312 454 A1 , der EP 2 522 841 A1 , der EP 2 615 285 A1 , der US 2011 / 0 056 459 A1 , der DE 10 2015 000 590 A1 und der DE 10 2014 119 518 A1 bekannt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine zugrundeliegende Aufgabe, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung zu schaffen, die den Innenraum eines Zylinders derart steuert, dass ungeachtet eines Fahrzustands ein angemessener Verbrennungszustand eingenommen wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorgeschlagen, die in einem Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt wird, das eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, welche auf die Haupteinspritzung folgt, in einem Verbrennungszyklus einer Verbrennungsmaschine aus einem Kraftstoffeinspritzventil durchführt, und die einen Bereichseinschätzabschnitt und einen Einspritzsteuerabschnitt umfasst.
Der Bereichseinschätzabschnitt schätzt einen Verbrennungsbereich des Sprühnebels ein, der aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird. Der Einspritzsteuerabschnitt passt Einspritzbedingungen zumindest von der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung basierend auf dem Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und dem Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung an, die durch den Bereichseinschätzabschnitt eingeschätzt werden.
Auf diese Weise können durch Einschätzung des Verbrennungsbereichs der Haupteinspritzung und des Verbrennungsbereichs der Nacheinspritzung, ein Bereich, in dem Sauerstoff durch die Verbrennung der Haupteinspritzung verbraucht wird, und ein Bereich, in dem Sauerstoff durch die Verbrennung der Nacheinspritzung verbraucht wird, eingeschätzt werden.
Es ist wünschenswert, dass Sauerstoff innerhalb des Zylinders durch die Verbrennung der Haupteinspritzung und die Verbrennung der Nacheinspritzung ohne eine extreme Übermäßigkeit oder Unzulänglichkeit angemessen verbraucht wird. Demnach können der Verbrauchsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrauchsbereich der Nacheinspritzung eingeschätzt werden, und durch ein Anpassen der Einspritzbedingungen von zumindest der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung basierend auf dem Einschätzergebnis, kann Sauerstoff innerhalb des Zylinders angemessen verbraucht werden. Demzufolge kann der Innenraum des Zylinders derart gesteuert werden, dass ein angemessener Verbrennungszustand eingenommen wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem darstellt, indem eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung einer ersten Ausführungsform eingesetzt ist.
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsbereich einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung darstellt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Verzögerung der Zündung darstellt.
4 ist eine schematische Ansicht, die eine erreichbare Strecke des Sprühnebels darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Kraftstoffeinspritzsteuerablauf darstellt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das den Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung darstellt.
7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Zündzeitvorgabe des Sprühnebels und einer Einspritzbeendigungszeitvorgabe darstellt.
8 ist ein anderes Zeitdiagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Zündzeitvorgabe des Sprühnebels und einer Einspritzbeendigungszeitvorgabe darstellt.
9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Verbrennungsbereich einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Zeitdiagramm, das den Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung darstellt.
11 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beendigungszeitvorgabe der Nacheinspritzung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
(Aufbau)
Eine Dieselverbrennungsmaschine vom Drucksammeltyp (nachstehend als eine „Maschine“ bezeichnet) 10 mit vier Zylindern, die in 1 dargestellt ist, weist einen Kolben 16 auf, der in einem Zylinder 14 untergebracht ist, der in einem Zylinderblock 12 ausgebildet ist, und eine Bewegung des Kolbens 16, die innerhalb des Zylinders 14 hin und her verläuft, wird als eine Drehbewegung einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) der Maschine 10 über einen Pleuel 18 übertragen.
Auf einer oberen Endoberfläche des Zylinderblocks 12 ist ein Zylinderkopf 22, der eine Brennkammer 20 bildet, an einem oberen Bereich des Kolbens 16 fixiert. In dem Zylinderkopf 22 sind ein Einlasskanal 24 und ein Auslasskanal 26 ausgebildet, die zu der Brennkammer 20 geöffnet sind.
Der Einlasskanal 24 und der Auslasskanal 26 werden durch ein Einlassventil 28 und ein Auslassventil 30, die jeweils durch eine Nockenwelle (nicht dargestellt) angetrieben bzw. angesteuert werden, geöffnet und geschlossen.
Eine Einlassleitung 32 zum Ansaugen einer äußeren Luft ist mit dem Einlasskanal 24 verbunden, und eine Auslassleitung 34 zum Ausstoßen von Abgasluft aus dem Zylinder 14 ist mit dem Auslasskanal 26 verbunden. Die Auslassleitung 34 und die Einlassleitung 32 sind durch eine EGR-Leitung 36 miteinander verbunden. Wenn ein EGR-Ventil 38, das in der EGR-Leitung 36 angeordnet ist, das Ventil öffnet, wird eine EGR-Menge der Abgasluft gesteuert, die aus der Abgasleitung 34 in die Einlassleitung 32 zirkuliert.
Während des Ansaugtakts, bei dem das Einlassventil 28 den Einlasskanal 24 öffnet, strömt, wenn sich der Kolben 16 in den Zylinder 14 absenkt und ein negativer Druck in dem Zylinder 14 erzeugt wird, die äußere Luft, die aus der Ansaugleitung 32 angesaugt wird, und das EGR-Gas, das durch die EGR-Leitung 36 zirkuliert, durch den Einlasskanal 24 in den Zylinder 14.
Während des Auslasstakts, in dem das Auslassventil 30 den Auslasskanal 26 öffnet, wird Abgasluft, die aus dem Innenraum des Zylinders 14 gedrückt wird wenn der Kolben 16 heraufsteigt, durch den Auslasskanal 26 zu der Auslassleitung 34 ausgestoßen.
Ein Kraftstoffeinspritzsystem 2 umfasst ein Common Rail bzw. eine Sammelschiene 40, die einen unter Hochdruck stehenden Kraftstoff sammelt, eine Kraftstoffzufuhrpumpe (nicht dargestellt), die den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zu der Sammelschiene 40 anzieht, mehrere Kraftstoffeinspritzventile 42, die jeweils den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der in der Sammelschiene 40 gespeichert ist, jeweils in den Innenraum von jedem der Zylinder der Maschine 10 einspritzt, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50.
Die Sammelschiene 40 sammelt den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der von der Kraftstoffzufuhrpumpe zugeführt wird, bis ein Sollschienendruck erreicht ist, und der gesammelte unter Hochdruck stehende Kraftstoff wird über eine Kraftstoffleitung 100 den Kraftstoffeinspritzventilen 42 zugeführt. Der Sollschienendruck der Sammelschiene 40 wird durch die ECU 50 eingestellt. Insbesondere wird der Fahrzustand bzw. Antriebszustand der Maschine 10 aus einer Gaspedalstellung und einer Drehzahl erfasst, und der Sollschienendruck, der dem Fahrzustand bzw. Antriebszustand angemessen ist, wird eingestellt.
Die Kraftstoffeinspritzventile 42 sind in jedem der Zylinder der Maschine 10 angebracht und spritzen den Kraftstoff in die Zylinder ein, der durch die Sammelschiene 40 gesammelt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 42 ist beispielsweise eine bekannte Vorrichtung, die das Anheben einer Düsennadel, die ein Einspritzloch öffnet und schließt, durch einen Druck einer Steuerkammer steuert. Der Druck der Steuerkammer des Kraftstoffeinspritzventils 42 wird durch ein elektromagnetisches Ventil gesteuert, das einen Solenoid oder ein piezoelektrisches Stellglied verwendet.
Die ECU 50 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, der eine CPU 52, einen RAM 54, einen ROM 56, einen Flash-Speicher, der nicht dargestellt ist, und eine Eingangs- und Ausgangsschnittstelle aufweist, und dient als eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung. Die ECU 50 gibt Ausgangssignale ein, die von einem Kurbelwinkelsensor 60, einem Gaspedalstellungssensor 62, einem Kraftstoffdrucksensor 63, einem zylinderinneren Drucksensor 66, einem Einlassluftdrucksensor 68, einem Einlasslufttemperatursensor 70, einem Luftmengensensor 72, Sauerstoffkonzentrationssensoren 74 und 76 und einem Wassertemperatursensor 78 ausgegeben werden, und erfasst den Fahrzustand bzw. Antriebszustand der Maschine 10 basierend auf den ausgegebenen Signalen.
Die ECU 50 führt verschiedene Typen von Maschinensteuerabläufen durch, wenn die CPU 52 ein Steuerprogramm ausführt, das in einer Speichervorrichtung, wie dem ROM 56 oder dem Flash-Speicher gespeichert ist.
Der Kurbelwinkelsensor 60 ist an dem Umfang eines Pulsgebers 44 angeordnet, der sich in Synchronisierung mit der Kurbelwelle der Maschine 10 dreht, und gibt mehrfach Pulssignale aus (Drehwinkelsignale), die der Anzahl von Zahnabschnitten entsprechen, die an einem äußeren Umfangsabschnitt des Pulsgebers 44 bereitgestellt sind, während sich der Pulsgeber 44 eine Umdrehung dreht. Die ECU 50 erfasst eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (NE) der Maschine 10 und eine Drehwinkelposition (Kurbelwinkel θ) basierend auf dem Drehwinkelsignal, das von dem Kurbelwinkelsensor 60 ausgegeben wird.
Der Gaspedalstellungssensor 62 gibt ein Signal aus, das der Gaspedalstellung entspricht, die einem Betätigungsbetrag (durchgedrückten Betrag) eines Gaspedals (nicht dargestellt) entspricht, das durch einen Fahrer betätigt wird.
Der Kraftstoffdrucksensor 64 ist an die Sammelschiene 40 angefügt, und gibt ein Signal aus, das dem Kraftstoffdruck (Schienendruck), der sich in der Sammelschiene 40 angesammelt hat, entspricht. Der zylinderinnere Drucksensor 66 ist an den Zylinderkopf 22 von zumindest einem Zylinder der Maschine 10 angefügt und gibt ein Signal aus, das dem zylinderinneren Druck entspricht. Das Ausgangssignal des zylinderinneren Drucksensors 66 wird in die ECU 50 eingegeben nachdem ein Rauschen durch einen niedrigen Pulsfilter (LPF) 80 beseitigt ist.
Der Einlassluftdrucksensor 68 ist an die Einlassleitung 32 angefügt und gibt ein Signal aus, das einem Einlassluftdruck (Pim) innerhalb der Einlassleitung 32 entspricht. Der Einlasslufttemperatursensor 70 ist an die Einlassleitung 32 angefügt und gibt ein Signal aus, das der Einlasslufttemperatur (Tim) entspricht, die den Innenraum der Einlassleitung 32 durchläuft. Der Luftmengensensor 72 ist an die Einlassleitung 32 angefügt und gibt ein Signal aus, das einer Luftmenge (Ga) entspricht, die den Innenraum der Einlassleitung 32 durchläuft.
In den Sauerstoffkonzentrationssensoren 74 und 76 wird beispielsweise ein A/F-Sensor verwendet, der ein Luftkraftstoffverhältnis erfasst. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 74 ist von einer Position aus, an der die EGR-Leitung 36 mit der Einlassleitung 32 verbunden ist, auf einer weiter stromabwärts liegenden Seite einer Einlassluftströmung angeordnet und gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft entspricht, die durch die Einlassleitung 32 und die EGR-Leitung 36 in den Zylinder 14 strömt. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 76 ist in der Auslassleitung 34 angeordnet und gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration der Abgasluft entspricht, die aus dem Innenraum des Zylinders 14 zu der Auslassleitung 34 ausgestoßen wird.
Der Wassertemperatursensor 78 ist an den Zylinderblock 12 angefügt und gibt ein Signal aus, das der Temperatur (Wassertemperatur) des Kühlmittels innerhalb des Zylinderblocks 12 entspricht.
Die ECU 50 führt eine Einspritzdrucksteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und dergleichen als Antriebssteuerung der Maschine 10 durch. Die Einspritzdrucksteuerung steuert den Kraftstoffdruck, der in der Sammelleitung 40 gesammelt wird, und steuert rückgekoppelt bzw. regelt eine Auslassmenge (Pumpenauslassmenge) der Kraftstoffzufuhrpumpe derart, dass ein tatsächlicher Schienendruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 64 erfasst wird, zu dem Sollschienendruck passt.
Die Kraftstoffeinspritzsteuerung steuert die Einspritzmenge aus dem Kraftstoffeinspritzventil 42 und die Einspritzzeitvorgabe, sie berechnet die angemessene Einspritzmenge und die Einspritzzeitvorgabe, die dem Antriebszustand der Maschine 10 entsprechen, und sie steuert die Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzventile 42 übereinstimmend mit dem berechneten Ergebnis. Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird basierend auf dem Antriebszustand der Maschine 10 eine mehrfache Einspritzung, wie eine Piloteinspritzung und eine Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung und eine Posteinspritzung nach der Haupteinspritzung ebenso durchgeführt.
Die Piloteinspritzung wird durch Mischen der Luft und des Kraftstoffs vorab vor der Zündung durch die Haupteinspritzung, die ein Hauptdrehmoment erzeugt, durchgeführt. Die Voreinspritzung begrenzt eine plötzliche Verbrennung während der Haupteinspritzung durch ein Einspritzen des Kraftstoffs vor der Haupteinspritzung und dadurch, dass Kraftstoff innerhalb des Zylinders vor der Haupteinspritzung verbrannt wird. Demzufolge werden ein Verbrennungsgeräusch und Vibrationen verringert.
Die Nacheinspritzung reinigt die Abgasluft durch ein Einspritzen des Kraftstoffs nach der Haupteinspritzung und ein Entstehen von Rauch, der eine unverbrannte Komponente ist, die in dem Zylinder während der Haupteinspritzung erzeugt wird. Die Posteinspritzung wird durchgeführt, um Feinstaub, der durch einen Dieselfeinstaubfilter (DPF), der nicht dargestellt ist, eingefangen wird, zu verbrennen, indem der Kraftstoff eingespritzt wird.
Unter der Piloteinspritzung, der Voreinspritzung, der Haupteinspritzung, der Nacheinspritzung und der Posteinspritzung erzeugen hauptsächlich die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 10.
(Verbrennungsbereich)
Als Nächstes wird der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung beschrieben. Ein Bereich, der durch schraffierte Linien dargestellt ist und in 2 mit einer Bezugsziffer 200 versehen ist, ist ein Verbrennungsbereich 200 des Sprühnebels der Haupteinspritzung. Der Sprühnebel, der aus dem Kraftstoffeinspritzventil 42 eingespritzt wird, verzögert sich bis die Verbrennung nach der Einspritzung und der Zündung gestartet wird, wie in 3 dargestellt ist.
Bis die Einspritzung beendet ist und die Verbrennung beendet ist nachdem der Sprühnebel gezündet ist und eine Verbrennung gestartet ist, weitet sich der Verbrennungsbereich des Sprühnebels auf die maximal erreichbare Strecke des Sprühnebels ab einer Zündungsposition zu einer Innenwandoberfläche 14a des Zylinders 14 aus.
Da die Einspritzmenge der Haupteinspritzung, die das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 hauptsächlich erzeugt, groß ist, und eine Durchdringungskraft des Sprühnebels stark ist, besteht ein Fall, bei dem der Sprühnebel der Haupteinspritzung die Innenwandoberfläche 14a des Zylinders 14 erreicht. In diesem Fall kann der Verbrennungsbereich 200 der Haupteinspritzung so berücksichtigt werden, dass er zwischen einem Innenumfangsende 202 und der Innenwandoberfläche 14a der Zündungsposition des Sprühnebels liegt, da die maximal erreichbare Strecke nicht länger als dieser wird.
Wenn die maximal erreichbare Strecke von dem Einspritzloch des Sprühnebels 210 der Nacheinspritzung, die nach der Haupteinspritzung durchgeführt wird, eine Position erreicht, die durch eine einfach gepunktete Linie 212 dargestellt ist, überschneiden sich der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung und der Verbrennungsbereich 200 der Haupteinspritzung miteinander. Infolgedessen verbrennt ein Teil des Sprühnebels der Nacheinspritzung in dem Verbrennungsbereich 200, indem Sauerstoff durch die Verbrennung des Sprühnebels der Haupteinspritzung verbraucht wird.
Wenn der Sprühnebel der Nacheinspritzung in dem Verbrennungsbereich 200 der Haupteinspritzung verbrennt, wird aufgrund von unzureichendem Sauerstoff eine Verbrennung nicht vollständig durchgeführt. Infolgedessen besteht nicht nur ein Fall, bei dem der Rauch, der nach der Verbrennung des Sprühnebels der Haupteinspritzung verbleibt, nicht ausreichend reoxidiert und verbrannt wird, sondern ebenso ein Fall, bei dem durch die Verbrennung des Sprühnebels der Nacheinspritzung Rauch erzeugt wird.
In 2 werden die Sprühnebel 210 und 220, die aus einem Einspritzloch eingespritzt werden, als der Sprühnebel der Nacheinspritzung dargestellt, in der Realität weiten sich jedoch die Sprühnebel 210 und 220 in der gesamten Umfangsrichtung in dem Zylinder 14 aus den mehreren Einspritzlöchern aus.
Damit sich ein Verbrennungsbereich 222 des Sprühnebels 220 der Nacheinspritzung und der Verbrennungsbereich 200 des Sprühnebels 220 der Haupteinspritzung, die in 2 dargestellt sind, nicht überschneiden, kann zumindest die Einspritzbedingung der Haupteinspritzung oder die Einspritzbedingung der Nacheinspritzung derart angepasst werden, dass die maximal erreichbare Strecke des Sprühnebels der Nacheinspritzung dieselbe wie das innere Umfangsende 202 des Verbrennungsbereichs 200 wird, der bei der Zündungsposition der Haupteinspritzung vorliegt, oder weiter zur inneren Umfangsseite als das innere Umfangsende 202 liegt.
Bei der ersten Ausführungsform wird unter einer Bedingung, dass die gesamte Einspritzmenge aus der Haupteinspritzmenge und der Nacheinspritzmenge in einem Verbrennungszyklus konstant ist, so dass das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 sich nicht verändert, beispielsweise die Einspritzmenge als die Einspritzbedingung der Haupteinspritzung und die Einspritzbedingung der Nacheinspritzung angepasst.
Da die Durchdringungskraft des Sprühnebels stärker wird wenn die Einspritzmenge zunimmt, nimmt die Strecke zwischen der Zündung des Sprühnebels und der maximal erreichbaren Strecke des Sprühnebels zu. Da die Durchdringungskraft des Sprühnebels schwächer wird wenn die Einspritzmenge abnimmt, nimmt die Strecke zwischen der Zündung des Sprühnebels und der maximal erreichbaren Strecke des Sprühnebels ab.
(Verbrennungsbereichseinschätzung)
Basierend auf 4 wird eine Einschätzung des Verbrennungsbereichs des Sprühnebels aus der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung beschrieben. Der Verbrennungsbereich des Sprühnebels wird durch die Zündungsposition des Sprühnebels bestimmt, die das innere Umfangsende des Verbrennungsbereichs darstellt, und durch eine am weitesten außen liegenden erreichbaren Umfangsposition des Sprühnebels, die ein äußeres Umfangsende des Verbrennungsbereichs darstellt. Wenn die abgelaufene Zeit ab dem Start der Einspritzung „t“ ist, ist hinsichtlich des Kraftstoffs durch das Gesetz der Erhaltung der Bewegung die folgende Formel (1) gegeben, wenn die Einspritzung gestartet wird und wenn die Zeit „t“ ab dem Start der Einspritzung abläuft. $ρ f \cdot π \cdot {(d/ 2)}^{2} \cdot {vo}^{2} = ρ a \cdot π \cdot {x (t) \cdot tan θ sp}^{2} \cdot w {(t)}^{2}$
In Formel (1) ist ρf eine Kraftstoffdichte, pa ist eine zylinderinnere Gasdichte, θsp ist ein Sprühnebelwinkel/2, x(t) ist die erreichbare Strecke des Sprühnebels 230 nachdem die Zeit t ab der Einspritzung des Kraftstoffs abgelaufen ist, w(t) ist eine Spitzenendgeschwindigkeit des Sprühnebels 230 nachdem die Zeit t ab der Einspritzung des Kraftstoffs abgelaufen ist, v0 ist eine Anfangsgeschwindigkeit des Sprühnebels 230, und d ist ein Durchmesser des Einspritzlochs 42a.
Die Kraftstoffdichte pf wird durch den verwendeten Kraftstoff bestimmt. Der θsp, der ½ von dem Sprühnebelwinkel beträgt, der einen Ausbreitungswinkel des Sprühnebels darstellt, ist als ein Kennfeld gespeichert, da der θsp mit dem Durchmesser d und der Länge des Einspritzlochs 42a, der zylinderinneren Gasdichte und dem Sammelschienendruck variiert.
Die zylinderinnere Gasdichte pa ist durch die nachfolgende Formel (2) dargestellt. $ρ a (θ) = {mcyl/V (θ)} \cdot 10^{6}$
In Formel (2) ist mcyl eine Zylindereinlassgasmenge, θ ist ein Kurbelwinkel und V(θ) ist eine Zylinderkapazität.
In Formel (2) ist die Zylindereinlassgasmenge mcyl durch die nachfolgende Formel (3) dargestellt. $mcyl = Pim \cdot V (θΙ close) \cdot Mair/ {R \cdot (Tim + 273.15)}$
In Formel (3) ist Pim ein Einlassluftdruck, θIclose ist eine Einlassluftventilschließzeitvorgabe, Mair ist ein molekulares Gewicht der Luft, R ist eine Gaskonstante und Tim ist eine Einlasslufttemperatur.
Aus der Formel des Fluids, das eine Mündung durchläuft, wird v0 als Formel (1) durch die nachfolgende Formel (4) dargestellt. $v 0 = c 0 \cdot {2 \cdot (Pc-Pcyl) / ρ f}^{1 / 2}$
In Formel (4) ist c0 ein Konzentrationskoeffizient, Pc ist ein Einspritzdruck, und Pcyl ist ein zylinderinnerer Druck. Aus Formel (1) bis Formel (4) wird die Spitzenendgeschwindigkeit w(t) des Sprühnebels 230 nachdem die Zeit t ab der Einspritzung des Kraftstoffs abgelaufen ist, durch die nachfolgende Formel (5) dargestellt. $w (t) = {(ρ f/ ρ a)}^{1 / 2} \cdot d \cdot v 0 / {2 \cdot x (t) \cdot tan θ sp}$
Da w(t) ein Zeitdifferenzial aus x(t) ist, und w(t)=dx/dt. Wenn die Formel (5) mit w(t) aus dt=dx/w(t) substituiert wird und beide Seiten der Formel integriert werden, wird x(t) durch die nachfolgende Formel (6) dargestellt. $x (t) = {(ρ f/ ρ a)}^{1 / 4} * {(d \cdot v 0 \cdot t/tan θ sp)}^{1 / 2}$
Durch Substituieren von v0 aus Formel (4) durch Formel (6) wird die nachfolgende Formel (7) erlangt. $x (t) = {(ρ f/ ρ a)}^{1 / 4} \cdot {(d \cdot t/tan θ sp)}^{1 / 2} \cdot {[c 0 \cdot {2 \cdot (Pc-Pcyl) / ρ f}^{1 / 2}]}^{1 / 2}$
Durch Anordnen der Formel (7) wird die nachfolgende Formel (8) erlangt. In Formel (8) ist c1 =c0^1/2. $x (t) = c 1 \cdot {2 \cdot (Pc-Pcyl) / ρ a}^{1 / 4} \cdot {(d \cdot t/tan θ sp)}^{1 / 2}$
Falls eine erreichbare Strecke x1 des Sprühnebels wenn der Sprühnebel gezündet wird nachdem die Einspritzung begonnen hat, und die maximal erreichbare Strecke x2, die von dem Sprühnebel erreicht werden kann wenn die Einspritzung beendet ist, bekannt sind, können der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzmenge und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzmenge erlangt werden.
Eine Zündverzögerungszeit t1 ab der Einspritzung des Kraftstoffs bis zur Zündung des Sprühnebels kann basierend auf einem erfassten Druck des zylinderinneren Drucksensors 66 berechnet werden. Eine Erreichungszeit t2 bis zum Erreichen der maximal erreichbaren Strecke kann übereinstimmend mit der Einspritzzeit erlangt werden. Falls t1 und t2 zu t der Formel (8) substituiert werden, und jede von x1 und x2 berechnet wird, können der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung eingeschätzt werden.
Da die maximal erreichbare Strecke x2 nicht länger als die Strecke zu der Innenwandoberfläche 14a des Zylinders 14 wird, wird die maximal erreichbare Strecke x2 eine Strecke zu der Innenwandoberfläche 14a des Zylinders 14, wenn die erreichbare Strecke, die durch x(t2) dargestellt ist, länger als die Strecke zu der Innenwandoberfläche 14a des Zylinders 14 wird.
Da die Durchdringungskraft des Sprühnebels stärker wird wenn die Einspritzmenge zunimmt, nehmen t1 und t2 zu. In Folge dessen nehmen x(t1) und x(t2) zu. Da die Durchdringungskraft des Sprühnebels schwächer wird wenn die Einspritzmenge abnimmt, werden t1 und t2 kürzer. In Folge dessen nehmen x(t1) und x(t2) ab.
(Ablauf)
Der Kraftstoffeinspritzsteuerablauf, bei dem sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht überschneiden, wird nachstehend basierend auf dem Flussdiagramm aus 5 beschrieben.
In S400 bestimmt die ECU 50, ob die Kraftstoffeinspritzsteuerung erforderlich ist oder nicht, um zu verhindern, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung überschneiden. In einem normalen Maschinenantriebszustand werden die Einspritzmenge der Haupteinspritzung und die Einspritzmenge der Nacheinspritzung derart gesteuert, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander überschneiden. Aus diesem Grund ist die Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Verhindern, dass sich die Verbrennungsbereiche überschneiden, nicht erforderlich (S400: NEIN).
Wenn sich der Einlassluftdruck ändert oder in Bezug zu dem normalen Maschinenantriebszustand, der mit demjenigen des vorübergehenden Antriebszustands ähnlich ist wenn die Beschleunigung durch ein Durchdrücken des Gaspedals durchgeführt wird, die Sauerstoffkonzentration ändert, können sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung bei der normalen Kraftstoffeinspritzsteuerung überschneiden. Die Änderungen des Einlassluftdrucks und der Sauerstoffkonzentration umfassen die Änderungen in beiden Richtungen, der Zunahme und Abnahme.
Wenn sich der Einlassluftdruck, der durch den Einlassluftdrucksensor 68 erfasst wird, oder die Sauerstoffkonzentration, die durch den Sauerstoffkonzentrationssensor 74 erfasst wird, ändert und einen vorbestimmten Bereich überschreitet, bestimmt die ECU 50, dass die Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Verhindern, dass sich die Verbrennungsbereiche überschneiden, erforderlich ist (S400: JA). In diesem Fall führt die ECU 50 zunächst die Kraftstoffeinspritzung von einem Verbrennungszyklus in der normalen Kraftstoffeinspritzsteuerung durch (S402), und der zylinderinnere Druck wird von der Ausgabe des zylinderinneren Drucksensors 66 erfasst (S404, S406).
Die ECU 50 berechnet eine Rate der Wärmefreisetzung ROHR (θ) basierend auf der nachfolgenden Formel (9) aus dem zylinderinneren Druck (S408). $ROHR (θ) = (C_{v} /R) \cdot V (θ) \cdot dPcyl (θ) /d θ + {(Cv/R) + 1} \cdot Pcyl (θ) \cdot dV (θ) /d θ$
In Formel (9) ist C_v eine molare Wärme bei konstantem Volumen. Basierend auf der Rate der Wärmefreisetzung, die durch Formel (9) berechnet wird, wird die Zündverzögerungszeit t1 sowohl von der Haupteinspritzung als auch der Nacheinspritzung berechnet (S410).
Die ECU 50 schätzt den Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und den Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung durch Berechnung von x(t) ein, indem die Zündverzögerungszeit t1, die in S410 berechnet wird, und die Zeit t2 bis der Sprühnebel, der durch jede von der Einspritzmenge der Haupteinspritzung und der Einspritzmenge der Nacheinspritzung bestimmt wird, die maximal erreichbare Strecke erreicht, in Formel (8) substituiert werden (S412). Zudem bestimmt die ECU 50, ob sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden oder nicht (S414).
Ob sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden oder nicht, kann durch ein Größenverhältnis zwischen einer erreichbaren Strecke xlmain zu der Zündung des Sprühnebels der Haupteinspritzung und der maximal erreichbaren Strecke x2after des Sprühnebels der Nacheinspritzung bestimmt werden.
Wie in 6 dargestellt ist, überschneiden sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander, falls x1main≥x2after (S414: NEIN). In diesem Fall beendet die ECU 50 den Ablauf. Mit anderen Worten wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Verhindern, dass sich die Verbrennungsbereiche überschneiden, nicht durchgeführt, und die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung werden mit derselben Einspritzmenge wie derjenigen der normalen Steuerung durchgeführt.
Falls xlmain<x2after, überschneiden sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander (S414: JA). In diesem Fall passt die ECU 50 zumindest die Einspritzbedingung der Haupteinspritzung oder die Einspritzbedingung der Nacheinspritzung an (S416). In der ersten Ausführungsform wird als die Einspritzbedingung die Einspritzmenge angepasst.
Beispielsweise erhöht die ECU 50 die Einspritzmenge der Haupteinspritzung und verringert die Einspritzmenge der Nacheinspritzung unter einer Bedingung, dass die Gesamteinspritzmenge aus der Haupteinspritzmenge und der Nacheinspritzmenge in einem Verbrennungszyklus konstant sind. Demzufolge nimmt die erreichbare Strecke xlmain der Zündung des Sprühnebels der Haupteinspritzung zu, und die maximal erreichbare Strecke x2after des Sprühnebels der Nacheinspritzung nimmt ab.
Die ECU 50 wiederholt den Ablauf aus S402 bis S414 basierend auf der Einspritzmenge der Haupteinspritzung und der Einspritzmenge der Nacheinspritzung, die in S416 eingestellt werden, bis sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander überlappen (S414: NEIN).
Allerdings wird normalerweise der Sprühnebel in der Mitte der Einspritzung gezündet und die Verbrennungsreichweite dehnt sich aus bis die Einspritzung beendet ist. Wie jedoch in den 7 und 8 dargestellt ist, besteht ebenso ein Fall, bei dem sich der Sprühnebel nicht in der Mitte der Einspritzung entzündet, und sich entzündet nachdem die Einspritzung beendet ist. 7 stellt ein Beispiel dar, bei dem sich der Sprühnebel nicht weiter ausdehnt nachdem die Einspritzung beendet ist, und die maximal erreichbare Strecke konstant wird.
In diesem Fall wird bei der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung die Bestimmung aus S414 aus 5 unter Berücksichtigung der erreichbaren Strecke x1 und der maximal erreichbaren Strecke x2 durchgeführt bis die Zündung von jedem Sprühnebel dieselbe untereinander ist.
8 stellt ein Beispiel dar, bei dem sich der Sprühnebel durch ein Trägheitsmoment ausdehnt nachdem die Einspritzung beendet ist, und eine Zündung in der Mitte der Ausdehnung der erreichbaren Strecke zu der maximal erreichbaren Strecke xmax verursacht, die länger als x(t2) ist, die aus Formel (8) berechnet wird. In diesem Fall werden xmax und tmax beispielsweise aus einem Kennfeld der maximal erreichbaren Strecke xmax, die dem Einspritzdruck und der Einspritzmenge entspricht, und der erreichbaren Zeit tmax bis zum Erreichen der maximal erreichbaren Streck xmax erhalten. Zudem wird die erreichbare Strecke x1 bis zur Zündung des Sprühnebels durch eine lineare Interpolation zwischen x(t2) und xmax erhalten.
(Wirkungen)
Gemäß der oben beschrieben ersten Ausführungsform werden die nachfolgenden Wirkungen erlangt.
Da der Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Nacheinspritzung aus der erreichbaren Strecke zur Zündung des Sprühnebels und der maximal erreichbaren Strecke des Sprühnebels eingeschätzt werden, kann die Überschneidung zwischen dem Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Haupteinspritzung und dem Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Nacheinspritzung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Die Einspritzmenge der Haupteinspritzung und die Einspritzmenge der Nacheinspritzung werden als die Einspritzbedingung angepasst, sodass sich der Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Nacheinspritzung nicht miteinander überschneiden. Demzufolge kann ungeachtet von dem Antriebszustand, wie dem normalen Antriebszustand oder dem vorrübergehenden Antriebszustand eine Unzulänglichkeit von Sauerstoff in dem Verbrennungsbereich des Sprühnebels der Nacheinspritzung beseitigt werden, und der Innenraum des Zylinders kann derart gesteuert werden, dass ein angemessener Verbrennungszustand eingenommen wird. In Folge dessen kann eine Erzeugung von Rauch extrem verringert werden.
(Zweite Ausführungsform)
(Aufbau)
Ein Aufbau einer ECU 50 einer zweiten Ausführungsform ist praktisch derselbe wie derjenige der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Nacheinspritzung mehrstufig durchgeführt wird und die Einspritzbedingung der Nacheinspritzung in S416 aus 5 angepasst wird, wenn die Bestimmung aus S414 aus 5 in „JA“ ist.
Wenn die Nacheinspritzung von der einstufigen Einspritzung geändert wird, um in mehreren Stufen durchgeführt zu werden, werden Einspritzpulsweiten der jeweiligen Stufen angepasst, sodass die Gesamteinspritzmenge der Nacheinspritzung nicht geändert wird. Wie in den 9 und 10 dargestellt ist, wird darüber hinaus die Einspritzmenge einer vorhergehenden Stufe derart eingestellt, dass sie größer als die Einspritzmenge der nachfolgenden Stufe ist, sodass sich ein Verbrennungsbereich 242 des Sprühnebels 240 einer ersten Nacheinspritzung der vorhergehenden Stufe und ein Verbrennungsbereich 252 des Sprühnebels 250 aus einer zweiten Nacheinspritzung der nachfolgenden Stufe nicht miteinander überschneiden wenn die Nacheinspritzung in mehreren Stufen durchgeführt wird.
Wenn die Nacheinspritzung in mehreren Stufen durchgeführt wird und sich eine Einspritzbeendigungszeitvorgabe der gesamten Nacheinspritzung verzögert, wird es unwahrscheinlich, dass sich der Sprühnebel entzündet, da sie zylinderinnere Temperatur abnimmt, wenn die Nacheinspritzung der nachfolgenden Stufe durchgeführt wird. Wenn sich ein Teil des Sprühnebels der mehrstufigen Nacheinspritzung nicht entzündet, werden unverbrannte Komponenten, HC oder CO erzeugt und die Kraftstoffeffizienz nimmt ab.
Wie in 11 dargestellt ist, ist es wünschenswert, dass die Einspritzbeendigungszeitvorgabe der Nacheinspritzung der letzten Stufe dieselbe einnimmt wie diejenige der einstufigen Einspritzung, indem die Einspritzzeitvorgabe und das Einspritzintervall von jeder Stufe oder dergleichen angepasst werden.
Wenn die Nacheinspritzung in mehreren Stufen durchgeführt wird, oder wenn die Nacheinspritzung dazu gedacht ist, in mehreren Stufen durchgeführt zu werden, wird die mehrstufige Nacheinspritzung der nachfolgenden Stufe gestoppt, oder das Durchführen der Nacheinspritzung in mehreren Stufen gestoppt, falls die ECU 50 bestimmt, dass die zylinderinnere Temperatur in der Nacheinspritzung der nachfolgenden Stufe niedriger als die zylinderinneren Temperatur wird, die eine Zündung verursachen kann, wie die Zündung, die durch eine gepunktete Linie in 11 dargestellt ist. Mit anderen Worten nimmt innerhalb des Bereichs der Zeitvorgabe, zu welcher der Sprühnebel durch die Nacheinspritzung gezündet wird, die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzung zu und die Nacheinspritzung wird in mehreren Stufen durchgeführt.
Eine zylinderinnere Temperatur Tcyl (θ) wird beispielsweise aus der nachfolgenden Formel (10) berechnet. $Tcyl (θ) = Pcyl (θ) \cdot V (θ) / (R \cdot n) \dots$
In Formel (10) wird n aus der nachfolgenden Formel (11) berechnet. $n = Pcyl (θΙ close) \cdot V (θΙ close) / (R \cdot Tim) \dots$
Selbst wenn die Nacheinspritzung in mehreren Stufen durchgeführt wird, kann in einem Fall, bei dem sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung der ersten Stufe miteinander überschneiden, anstatt einer weiteren Zunahme der Anzahl der Stufen der Nacheinspritzung, die Einspritzmenge der Haupteinspritzung erhöht werden, und die Gesamteinspritzmenge der mehrstufigen Nacheinspritzung kann verringert werden.
(Wirkungen)
Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform können ähnliche Wirkungen wie diejenigen der ersten Ausführungsform erlangt werden.
(Andere Ausführungsform)
Obenstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und die nachfolgenden verschiedenen Aspekte können eingesetzt werden.

(1) Wenn die Einspritzbedingungen zumindest von der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung angepasst wird, kann der Einspritzdruck angepasst werden. Beispielsweise können zwei Sammelschienen vorbereitet sein, die unterschiedliche Krafstoffdrücke zueinander aufweisen, und der Einspritzdruck kann durch Umschalten der verwendeten Sammelschien angepasst werden. Die Durchdringungskraft des Sprühnebels verschlechtert sich, falls die Sammelschiene mit niedrigem Kraftstoffdruck verwendet wird, und die Durchdringungskraft des Sprühnebels erhöht sich, falls die Sammelschiene mit hohem Kraftstoffdruck verwendet wird.
(2) In einem Fall, in dem das Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt wird, bei dem der zylinderinnere Drucksensor 66 nicht angebracht ist, können die erreichbare Strecke aus dem Kennfeld der erreichbaren Strecke des Sprühnebels und die Einspritzmenge, die durch die Einspritzpulsweite dargestellt ist, eingeschätzt werden.
(3) Die Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Verhindern, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden, kann nicht nur dann durchgeführt werden, wenn der Einlassluftdruck oder die Sauerstoffkonzentration den vorbestimmten Bereich überschreiten und sich ändern, sondern ebenso während eines normalen Betriebs. Demzufolge kann beispielsweise in dem normalen Antriebszustand, wenn sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung aus einem beliebigen Grund miteinander überschneiden, die Einspritzbedingungen zumindest von der Haupteinspritzung oder Nacheinspritzung angepasst werden, und das Überschneiden der Verbrennungsbereiche kann verhindert werden.
(4) In der ersten Ausführungsform kann lediglich die Einspritzmenge der Haupteinspritzung oder die Einspritzmenge der Nacheinspritzung angepasst werden, so dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander überschneiden. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass nicht die Haupteinspritzung, die das Hauptausgangsdrehmoment der Maschine 10 erzeugt, sondern die Einspritzmenge der Nacheinspritzung angepasst wird.
(5) Die Funktion eines Aufbauelements in den oben beschriebenen Ausführungsformen kann in mehrere Aufbauelemente aufgeteilt werden, oder die Funktion der mehreren Aufbauelemente kann in einem Aufbauelement integriert werden. Zudem kann zumindest ein Teil des Aufbaus der oben beschriebenen Ausführungsformen auf einen bekannten Aufbau mit ähnlichen Wirkungen umgestellt werden. Ein Teil des Aufbaus der oben beschriebenen Ausführungsformen kann ausgelassen werden. Zumindest ein Teil des Aufbaus der oben beschriebenen Ausführungsformen kann hinzugefügt oder durch den Aufbau einer anderen Ausführungsform, die obenstehend beschrieben ist, ersetzt werden.
(6) Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Aspekten realisiert werden, wie einem Kraftstoffeinspritzsystem, das die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung als ein Aufbauelement aufweist, einem Programm, das einen Computer als die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung funktionalisiert, ein Speichermedium, auf dem das Programm gespeichert ist, oder ein Kraftstoffeinspritzsteuerverfahren, zusätzlich zu der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50), die in einem Kraftstoffeinspritzsystem (2) eingesetzt wird, das eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, welche auf die Haupteinspritzung folgt, in einem Verbrennungszyklus einer Verbrennungsmaschine (10) aus einem Kraftstoffeinspritzventil (42) durchführt, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Bereichseinschätzabschnitt (S412) zum Einschätzen von Verbrennungsbereichen (200, 222, 242, 252) von Sprühnebeln (210,220,240,250), die aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt werden; einen Einspritzsteuerabschnitt (S416) zum Anpassen von Einspritzbedingungen zumindest von der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung basierend auf dem Verbrennungsbereich (200) der Haupteinspritzung und den Verbrennungsbereichen (222, 242, 252) der Nacheinspritzung, die durch den Bereichseinschätzabschnitt (S412) eingeschätzt werden. einen Bereichsbestimmungsabschnitt (S414) zum Bestimmen, ob sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass, wenn der Bereichsbestimmungsabschnitt (S414) bestimmt, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden, der Einspritzsteuerabschnitt (S416) die Einspritzbedingungen zumindest von der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung anpasst, um zu bewirken, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander überschneiden; und wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass, wenn der Bereichsbestimmungsabschnitt (S414) bestimmt, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden, der Einspritzsteuerabschnitt (S416) die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen als die Einspritzbedingung erhöht; und wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass, wenn die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen erhöht ist, der Einspritzsteuerabschnitt (S416) die Einspritzmengen der ersten Teil-Nacheinspritzungen so erhöht, dass diese größer als die der nachfolgenden Teil-Nacheinspritzungen sind.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass, wenn der Bereichsbestimmungsabschnitt (S414) bestimmt, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung miteinander überschneiden, der Einspritzsteuerabschnitt (S416) zumindest die Einspritzmenge der Haupteinspritzung oder die Einspritzmenge der Nacheinspritzung als die Einspritzbedingung anpasst, um zu bewirken, dass sich der Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und der Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung nicht miteinander überschneiden.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass der Einspritzsteuerabschnitt (S416) die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen erhöht ohne die gesamte Einspritzmenge der Nacheinspritzung zu ändern.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass, wenn die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen zunimmt, der Einspritzsteuerabschnitt (S416) eine Einspritz-Beendigungszeitvorgabe der letzten Teil-Nacheinspritzungen von den Nacheinspritzungen vor und nach einem Erhöhen der Anzahl der Wiederholungen der Einspritzungen miteinander gleichsetzt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass der Einspritzsteuerabschnitt (S416) die Anzahl der Wiederholungen der Nacheinspritzungen innerhalb des Bereichs der Zeitvorgabe, während welcher der Sprühnebel durch die Nacheinspritzung gezündet werden kann, erhöht.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (50) derart eingerichtet ist, dass der Bereichseinschätzabschnitt (S412) den Verbrennungsbereich der Haupteinspritzung und den Verbrennungsbereich der Nacheinspritzung basierend auf zumindest einem Sprühnebelwinkel, einer zylinderinneren Gasdichte, einem zylinderinneren Druck, einem Einspritzdruck und einer Kraftstoffdichte einschätzt.