DE102016101288A1

DE102016101288A1 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016101288A1
Application number: DE102016101288.2A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Nanjyo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: JP2016148289A; JP6332071B2; DE102016101288B4

Abstract

Eine ECU (= electronic control unit = elektronische Steuereinheit) (36) ist konfiguriert, um einen Einspritzzustand eines Kraftstoffs in eine Maschine (10) zu steuern. Die ECU (36) weist eine Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit (80), die einen zeitlichen Übergang einer Zielwärmeerzeugungsrate, bei der ein Verbrennungsgeräusch der Maschine (10) einen Zielgeräuschpegel nicht überschreitet, bestimmt, eine Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit (90), die basierend auf einer Einlasssauerstoffkonzentration, mit der die Maschine (10) bei einem Einlasstakt zu versorgen ist, und einem Sauerstoffverbrauch zu jeder Zeit während eines Verbrennungstakts einen zeitlichen Übergang einer zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bei dem Verbrennungstakt schätzt, wenn angenommen wird, dass eine Verbrennung, die die Zielwärmeerzeugungsrate erfüllt, durchgeführt wird, eine Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit (100), die basierend auf dem geschätzten zeitlichen Übergang der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration einen zeitlichen Übergang einer Zieleinspritzrate bestimmt, und eine Ansteuerungsschaltung (130) auf, die die Einspritzung steuert, um zu ermöglichen, dass der zeitliche Übergang der Einspritzrate der Maschine (10) mit dem zeitlichen Übergang der Zieleinspritzrate übereinstimmt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffeispritzsteuervorrichtung, die einen Einspritzzustand von Kraftstoff in eine interne Verbrennungsmaschine steuert.
HINTERGRUNDTECHNIK
Bei einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die in der JP2011-99344A offenbart ist, wird eine Sauerstoffkonzentration zu der Zeit eines Einlassens gemessen, und ein Einspritzzeitpunkt wird nach früh verstellt, um einen unverbrannten Kraftstoff und einen Rauch zu unterdrücken, wenn die Sauerstoffkonzentration niedriger als eine vorbestimmte Bezugskonzentration ist.
Im Allgemeinen ist ein Verbrennungsgeräusch, das bei einem Verbrennungsverfahren einer internen Verbrennungsmaschine bzw. einer Maschine mit einer internen Verbrennung erzeugt wird, mit einer Neigung einer Wärmeerzeugungsrate korreliert, und das Verbrennungsgeräusch kann mit einer Reduzierung der Neigung der Wärmeerzeugungsrate reduziert werden. Wenn der Einspritzzeitpunkt für den Zweck eines Unterdrückens der Verschlechterung des unverbrannten Kraftstoffs und des Rauchs nach früh verstellt wird, gibt es eine Tendenz, die Neigung der Wärmeerzeugungsrate bei der Verbrennung zu erhöhen. Bei einem Verfahren, das in der JP2011-99344A offenbart ist, wird jedoch die Neigung der Wärmeerzeugungsrate nicht gesteuert. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass verglichen mit einem Zielgeräuschpegel ein großes Verbrennungsgeräusch erzeugt wird.
KURZFASSUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung zu schaffen, die fähig ist, sowohl die Verschlechterung eines unverbrannten Kraftstoffs und eines Rauchs als auch die Verschlechterung eines Verbrennungsgeräuschs zu unterdrücken.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung konfiguriert, um einen Einspritzzustand eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine zu steuern. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung weist eine Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit, die einen zeitlichen Übergang einer Zielwärmeerzeugungsrate, bei der ein Verbrennungsgeräusch der internen Verbrennungsmaschine einen Zielgeräuschpegel nicht überschreitet, bestimmt, eine Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit, die auf der Basis von zeitlichen Übergängen einer Einlasssauerstoffkonzentration, mit der die interne Verbrennungsmaschine bei einem Einlasstakt zu versorgen ist, und einem Sauerstoffverbrauch während eines Verbrennungstakts einen zeitlichen Übergang einer zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bei dem Verbrennungstakt, schätzt, wenn angenommen wird, dass eine Verbrennung, die die Zielwärmeerzeugungsrate erfüllt, durchgeführt wird, eine Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit, die auf der Basis des geschätzten zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration einen zeitlichen Übergang einer Zieleinspritzrate bestimmt, und eine Steuereinheit auf, die die Einspritzung steuert, um zu ermöglichen, dass der zeitliche Übergang der Einspritzrate des Kraftstoffs in die interne Verbrennungsmaschine mit dem zeitlichen Übergang der Zieleinspritzrate übereinstimmt.
Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung wird der zeitliche Übergang der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration, der den zeitlichen Übergang der Zielwärmeerzeugungsrate erfüllt, die nicht den Zielgeräuschpegel überschreitet, geschätzt. Der zeitliche Übergang der Zieleinspritzrate wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bestimmt, und die Einspritzsteuerung wird ausgeführt, sodass der zeitliche Übergang der Einspritzrate mit dem zeitlichen Übergang der Zieleinspritzrate übereinstimmt. Aus diesem Grund kann die Einspritzsteuerung durchgeführt werden, sodass das Verbrennungsgeräusch nicht den Zielgeräuschpegel überschreitet. Die Einspritzsteuerung wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration während des Verbrennungstakts ausgeführt. Aus diesem Grund kann die Einspritzung, die mit der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration während des Verbrennungstakts in jedem Moment im Einklang ist, ausgeführt werden, eine Situation, in der die zylinderinterne Restoxidmenge relativ zu der eingespritzten Kraftstoffmenge auffallend klein ist, kann vermieden werden, und die Verschlechterung des unverbrauchten Kraftstoffs und des Rauchs kann unterdrückt werden. Mit der vorhergehenden Konfiguration können gemäß der vorliegenden Offenbarung sowohl die Verschlechterung des unverbrannten Kraftstoffs und des Rauchs als auch die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschs unterdrückt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen ist, offensichtlicher.
1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems;
2 ist eine darstellende Ansicht eines Einspritzbefehlssignals und einer Wärmeerzeugungsrate;
3 ist ein Verarbeitungsfluss einer ECU gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Abbildung einer Maschinendrehgeschwindigkeit, einer Beschleunigeröffnung und einer Zielwärmeerzeugungsratenneigung;
5 ist eine darstellende Ansicht einer Definition der Wärmeerzeugungsratenneigung;
6 ist eine darstellende Ansicht einer Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit;
7 ist eine Abbildung einer Sauerstoffkonzentration und einer Verbrennungsgeschwindigkeit; und
8 ist ein Diagramm, das zeitliche Übergänge von verschiedenen Parametern in einer beliebigen Betriebssituation darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, stellt dieses Ausführungsbeispiel ein Kraftstoffeinspritzsystem 11 dar, bei dem eine Mehrzylinderdieselmaschine 10 (auf die im Folgenden als eine „Maschine 10” Bezug genommen ist) als eine interne Verbrennungsmaschine genutzt wird, und eine ECU 36 auf die Maschine 10 angewendet wird. Die Maschine 10 entspricht einer „internen Verbrennungsmaschine”.
Wie in 1 dargestellt ist, ist die Maschine 10 auf eine solche Art und Weise konfiguriert, dass Kolben (nicht dargestellt) in einem Zylinderblock 12 hin und her bewegbar gehaust sind. Zylinderköpfe, die nicht gezeigt sind, sind an einer oberen Endoberfläche (nahe Papieroberflächenseite) des Zylinderblocks 12 angeordnet. Einlasspforten 20 und Auslasspforten 22, die in jeweiligen Verbrennungskammern 16 geöffnet sind, sind in den jeweiligen Zylinderköpfen definiert. Die Einlasspforten 20 und die Auslasspforten 22 sind mit Einlassventilen bzw. Auslassventilen, die nicht gezeigt sind, ausgestattet. Die Auslassventile und die Einlassventile sind zum Anpassen der Menge einer Einlassluft bzw. der Menge eines Abgases bzw. Auslassgases verantwortlich.
Die Einlasspforten 20 sind mit einem Einlassrohr 28 zum Saugen von Außenluft verbunden. Bei einem Einlasstakt, bei dem jedes Einlassventil die entsprechende Einlasspforte 20 öffnet, senkt sich ein Kolben in einem Zylinder, um einen Unterdruck zu erzeugen. Als ein Resultat fließt die Außenluft, die von dem Einlassrohr 28 gesaugt wird, durch die Einlasspforte 20 in den Zylinder.
Die Auslasspforten 22 sind mit einem Auslassrohr 30 zum Auslassen eines Verbrennungsgases verbunden. Bei einem Auslasstakt, bei dem jedes Auslassventil eine entsprechende Auslasspforte 22 öffnet, wird das Abgas, das von den Verbrennungskammern 16 aufgrund eines Steigens des Kolbens ausgestoßen wird, durch die Auslasspforten 22 in das Auslassrohr 30 entladen.
Ein Einspritzdruck, eine Einspritzmenge und ein Einspritzzeitpunkt eines Kraftstoffs (Leichtöls), mit dem die Maschine 10 zu versorgen ist, werden durch die ECU 36 gesteuert.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 11 weist eine gemeinsame Druckleitung 32, die fähig ist, einen Druck des Kraftstoffs anzusammeln und zu halten, mehrere Kraftstoffeinspritzventile 34 zum Einspritzen des Kraftstoffs, der von der gemeinsamen Druckleitung 32 gepumpt wird, in die Verbrennungskammern 16 der jeweiligen Zylinder der Maschine 10 und eine ECU 36 auf, die die gemeinsame Druckleitung 32 und die Kraftstoffeinspritzventile 34 steuert.
Die Kraftstoffeinspritzventile 34 sind in Entsprechung zu den jeweiligen Zylindern angeordnet und werden durch die ECU 36 elektrisch gesteuert. Mit dem Öffnungsbetrieb der Kraftstoffeinspritzventile 34 wird der Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder eingespritzt.
Die gemeinsame Druckleitung 32 ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 34 der jeweiligen Zylinder durch Kraftstoffrohre, die nicht gezeigt sind, verbunden. Der Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 32 wird durch die jeweiligen Kraftstoffrohre zu den Kraftstoffeinspritzventilen 34 verteilt und dieselben werden damit versorgt.
Die ECU 36 weist einen Mikrocomputer 361, der eine CPU, einen RAM und einen ROM hat, auf. Die ECU 36 empfängt Erfassungssignale, die von verschiedenen Sensoren ausgegeben werden, und erfasst auf der Basis dieser Erfassungssignale einen Betriebszustand der Maschine 10. Der Mikrocomputer 361 führt ein Steuerprogramm, das in einem Speicherungsmedium, wie zum Beispiel einem ROM, gespeichert ist, aus, um als eine Zielwärmeerzeugungsratenneigungs-Bestimmungseinheit 60, eine Zielwärmeerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit 70, eine Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80, eine Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit 90, eine Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit 100, eine Einspritzbefehlssignal-Einstelleinheit 110 und eine Verbrennungsgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 120, die später beschrieben sind, zu funktionieren.
Ein Kurbelwinkelsensor 46 gibt mehrere Drehungswinkelsignale, die Pulssignale sind, zu der ECU 36 aus. Die ECU 36 erfasst auf der Basis der Drehungswinkelsignale eine Drehgeschwindigkeit NE und einen Kurbelwinkel der Maschine 10. Ein Gaspedal- bzw. Beschleunigeröffnungspegelsensor 47 gibt ein Gaspedal- bzw. Beschleunigeröffnungssignal zu der ECU 36 aus. Ein zylinderinterner Drucksensor 55 ist an einem Zylinder der Maschine 10 befestigt und gibt ein Ausgangssignal, das einem zylinderinternen Druck Pin in der entsprechenden Verbrennungskammer 16 entspricht, zu der ECU 36 aus.
Das Einlassrohr 28 und das Auslassrohr 30 sind mit einem Auflader 50 ausgestattet. Der Auflader 50 gewinnt eine Energie von dem Abgas der Maschine 10 wieder und wandelt die Energie in eine Leistung und setzt eine Einlassluft, die in das Einlassrohr 28 der Maschine 10 fließt, mit Hilfe der wiedergewonnenen Leistung unter Druck. Die Menge von Luft, mit der die Maschine 10 zu versorgen ist, kann durch den Auflader 50 erhöht werden, und die Menge von verbrennbarem Kraftstoff kann zusammen mit der erhöhten Menge von Luft erhöht werden, um eine Ausgabe der Maschine 10 zu erhöhen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Turbolader, der ein Turbinenrad 51, das in dem Auslassrohr 30 angeordnet ist und durch eine Energie des Abgases angetrieben wird, und ein Verdichterrad 52, das in dem Einlassrohr 28 der Maschine 10 angeordnet ist und durch ein Drehmoment des Turbinenrads 51 angetrieben wird, hat, als der Auflader 50 genutzt. Das Turbinenrad 51 und das Verdichterrad 52 sind durch eine Turbinenwelle 53 miteinander gekoppelt.
Ein Aufladedrucksensor 54 ist auf einer Stromabwärtsseite des Einlassrohrs 28 angeordnet, erfasst einen tatsächlichen Aufladedruck Pb und gibt ein Ausgangssignal, das dem erfassten tatsächlichen Aufladedruck Pb entspricht, zu der ECU 36 aus.
Ein Drosselventil 7 ist auf einer Stromaufwärtsseite des Einlassrohrs 28 angeordnet, und das Drosselventil 7 ist mit einem Aktuator 8 zum Antreiben des Drosselventils 7 gekoppelt. Der Aktuator 8 weist einen Motor und eine Getriebeeinrichtung (beide nicht gezeigt) auf, und der Betrieb des Aktuators 8 wird gemäß einem Steuersignal von der ECU 36 gesteuert, um eine Öffnung TH des Drosselventils 7 zu ändern. Eine Einlasssauerstoffkonzentration Vo, die in die Verbrennungskammern 16 zu saugen ist, wird gemäß einer Änderung der Öffnung TH gesteuert. Die Öffnung TH und die Einlasssauerstoffkonzentration Vo, die der Öffnung TH entspricht, werden durch einen Drosselventilöffnungssensor 23 erfasst.
Eine Beschreibung der Einspritzsteuerung des Kraftstoffs von den Kraftstoffeinspritzventilen 34 durch die ECU 36 ist im Folgenden angegeben. Die ECU 36 entspricht einer „Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung”.
Die Einspritzsteuerung durch die ECU 36 wird durch Steuern einer Einspritzmenge und eines Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs von den Kraftstoffeinspritzventilen 34 durchgeführt. Die ECU 36 berechnet auf der Basis des Betriebszustands der Maschine 10 eine optimale Einspritzmenge und einen optimalen Einspritzzeitpunkt und steuert auf der Basis des Berechnungsresultats die Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzventile 34. Die Einspritzsteuerung wird genauer gesagt durch Steuern der Leistung, mit der die Kraftstoffeinspritzventile 34 zu versorgen sind, gemäß einem Pulssignal (Einspritzpuls), das die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs definiert, durchgeführt.
Die Einspritzsteuerung, die bei diesem Ausführungsbeispiel implementiert ist, ist in 2 dargestellt. Ein oberer Teil von 2 stellt ein Zeitdiagramm des Einspritzpulses dar, und ein unterer Teil von 2 stellt eine Wärmeerzeugungsrate in den Verbrennungskammern 16 dar. Die Abszissenachse stellt den Kurbelwinkel dar. Wie in 2 dargestellt ist, ermöglicht die ECU 36, dass die Kraftstoffeinspritzventile 34 eine Piloteinspritzung mit einer Einspritzmenge, die kleiner als dieselbe einer Haupteinspritzung ist, vor der Haupteinspritzung, die für eine Erzeugung eines Moments gedacht ist, ausführen. Die ECU 36 ermöglicht mit anderen Worten, dass die Kraftstoffeinspritzventile 34 mehrstufige Einspritzungen der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung während des Verbrennungstakts eines Verbrennungszyklus ausführen. Wie in 2 dargestellt ist, ist, da die Piloteinspritzung hinsichtlich der Kraftstoffmenge kleiner als die Haupteinspritzung ist, ein Spitzenwert der Wärmeerzeugungsrate der Piloteinspritzung ebenfalls kleiner. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Einspritzmenge (Einspritzmenge basierend auf dem erforderlichen Moment), die bei der Haupteinspritzung erforderlich ist, auf mehrere Male aufgeteilt, und die Einspritzungen werden in kurzen Intervallen durchgeführt. Bei einem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, ist beispielsweise die Einspritzmenge, die bei der Haupteinspritzung erforderlich ist, auf drei Male aufgeteilt, ein Einspritzungsmengenverhältnis von ersten, zweiten und dritten Einspritzungen ist auf 2:3:5 eingestellt, und die Intervalle zwischen den jeweiligen drei Einspritzungen sind für eine Einspritzung extrem verkürzt. Ein Aufteilungsverhältnis der Einspritzmenge wird gemäß einer gewünschten Einspritzbedingung bestimmt.
Die ECU 36 führt die Einspritzsteuerung an den Kraftstoffeinspritzventilen 34 aus, sodass ein Verbrennungsgeräusch, das in den Verbrennungskammern 16 erzeugt wird, auf einem Zielgeräuschpegel gehalten wird. Eine spezifische Verarbeitung ist unter Bezugnahme auf 3 im Folgenden beschrieben.
Bei S101 werden zuerst die gegenwärtigen Betriebsbedingungen (eine Drehgeschwindigkeit NE, eine Beschleunigeröffnung etc.) gewonnen. Wenn die Betriebsbedingungen bei S101 gewonnen wurden, schreitet die Steuerung zu S102 fort.
Bei S102 wird eine Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt, die den gewonnenen Betriebsbedingungen genügt, auf der Basis einer Abbildung, die in der ECU 36 im Voraus gespeichert wird, bestimmt. Eine Abbildung der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt mit der Drehgeschwindigkeit NE und der Beschleunigeröffnung, die in 4 als Parameter dargestellt sind, wird in der Zielwärmeerzeugungsratenneigungs-Bestimmungseinheit 60 in dem Mikrocomputer 361 im Voraus gespeichert. Die Abbildung wird ansprechend auf den Zielgeräuschpegel des Verbrennungsgeräuschs mit der Drehgeschwindigkeit NE und der Beschleunigeröffnung als Parameter erzeugt. Wenn eine Verbrennung, die bewirkt, dass die Zielwärmeerzeugungsratenneigung größer als die Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt ist, durchgeführt wird, wird ein Verbrennungsgeräusch, das größer als der Zielgeräuschpegel ist, erzeugt. Wenn mit anderen Worten eine Verbrennung, mit der die Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt erhalten wird, durchgeführt wird, kann das Verbrennungsgeräusch auf dem Zielgeräuschpegel gehalten werden. Wenn die Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt bei S102 bestimmt wird, überträgt die Zielwärmeerzeugungsratenneigungs-Bestimmungseinheit 60 ein Signal, das sich auf die bestimmte Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt bezieht, zu der Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf die Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt bezieht, schreitet die Steuerung zu S103 fort.
Die Definition der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt ist nun beschrieben. Wie in 5 dargestellt ist, stellt eine Neigung eines Liniensegments L1, das einen Punkt (auf den im Folgenden als ein „Nullpunkt” Bezug genommen ist) einer Wärmeerzeugungsrate HRRO zu der Zeit eines Verbrennungsstarts, der der ersten Einspritzung zugeordnet ist, und einen Punkt einer maximalen Wärmeerzeugungsrate HRRmax bei der Verbrennung, die der dritten Einspritzung, die eine letzte Einspritzung ist, zugeordnet ist, verbindet, die Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt dar.
Bei S103 wird eine Zielwärmeerzeugungsmenge Qt gemäß den Betriebsbedingungen, die bei S101 gewonnen werden, berechnet. Bei der Zielwärmeerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit 70 in dem Mikrocomputer 361 wird genauer gesagt die Zielwärmeerzeugungsmenge Qt durch einen folgenden Ausdruck 1 berechnet. Qt = α × Qinj (1)
Ein Symbol α ist die Wärmeerzeugungsmenge pro Kraftstoffeinheit, und Qinj ist eine Zieleinspritzmenge, die auf der Basis der Betriebsbedingungen bestimmt wird. Wenn die Zielwärmeerzeugungsmenge Qt bei S103 berechnet wird, überträgt die Zielwärmeerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit 70 ein Signal, das sich auf die bestimmte Zielwärmeerzeugungsmenge Qt bezieht, zu der Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf die Zielwärmeerzeugungsmenge Qt bezieht, schreitet die Steuerung zu S104 fort.
Bei S104 wird auf der Basis der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt, die bei S102 bestimmt wird, und der Zielwärmeerzeugungsmenge Qt, die bei S103 berechnet wird, ein zeitlicher Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate bestimmt. Ein Verfahren bei S104 wird durch die Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80 ausgeführt. Ein spezifisches Bestimmungsverfahren ist unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Ein zeitlicher Übergang der Zielwärmeerzeugungsrate während eines Verbrennungszeitraums ist durch ein Liniensegment in 6 dargestellt. Das Liniensegment wird gemäß der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt, die eine Neigung des Liniensegments ist, und der Zielwärmeerzeugungsmenge Qt, die durch einen Bereich eines Abschnitts, der durch die Abszissenachse und das Liniensegment umgeben ist, dargestellt ist, eindeutig bestimmt. Der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate zu jeder Zeit während des Verbrennungshubs wird mit anderen Worten gemäß der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt bestimmt, und eine Zeit tmax und HRRtmax, der ein maximaler Wert des zeitlichen Übergangs HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate während des Verbrennungstakts ist, werden gemäß der Zielwärmeerzeugungsmenge Qt erhalten. Als ein Resultat wird der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate während des Verbrennungstakts bestimmt. Wenn der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate bei S104 bestimmt wird, überträgt die Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80 das Signal, das sich auf den bestimmten zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate bezieht, zu der Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit 90. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf den zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate bezieht, schreitet die Steuerung zu S105 fort.
Bei S105 wird auf der Basis der Einlasssauerstoffkonzentration Vo, die durch den Drosselventilöffnungssensor 23 erfasst wird, und dem zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate, die durch die Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit 80 bestimmt wird, der zeitliche Übergang der Sauerstoffkonzentration, die in dem Zylinder während des Verbrennungstakts verbleibt, geschätzt. Ein zeitlicher Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration während des Verbrennungstakts wird genauer gesagt aus einem zeitlichen Übergang Ouse(t) einer momentanen Sauerstoffverbrauchsmenge, die in dem Zylinder verbraucht wird, wenn angenommen wird, dass die Verbrennung, mit der der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erhalten wird, mit der Einlasssauerstoffkonzentration Vo als ein Anfangswert durchgeführt wird, geschätzt. Ein Verfahren von S105 wird durch die Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit 90 ausgeführt.
Eine Beschreibung ist im Folgenden über ein spezifisches Schätzungsprinzip des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration angegeben. Wenn angenommen wird, dass der Kraftstoff, der in die Verbrennungskammern 16 eingespritzt wird, vollständig verbrannt wird, werden CO₂ (Kohlenstoffdioxid) und H₂O (Wasser) gemäß einem Verhältnis von Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H), die Elemente in dem Kraftstoff sind, durch die Verbrennung erzeugt. Wenn in diesem Fall die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre verglichen mit der Konzentration von CO₂, das durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, niedrig ist und ignoriert werden kann, ist es denkbar, dass CO₂, das das Abgas in sich aufweist, durch Verbrauchen von 02 in der Einlassluft durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird. Es ist mit anderen Worten denkbar, dass eine Abnahme von O₂ von der O₂-Konzentration in der Einlassluft und eine Zunahme von CO₂ eine proportionale Beziehung besitzen. Für H₂O, das durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, ist dies auf die gleiche Art und Weise denkbar. Eine chemische Reaktionsformel kann, wenn angenommen wird, dass der eingespritzte Kraftstoff vollständig verbrannt wird, durch einen folgenden Ausdruck 2 dargestellt werden. CmHn + (m + n/4)O₂ → mCO₂ + (n/2)H₂O (2)
In dem Ausdruck ist „m” eine Konstante, die auf der Basis einer Rate von „C” zu dem Kraftstoff bestimmt wird, und „n” ist eine Konstante, die auf der Basis einer Rate von „H” zu dem Kraftstoff bestimmt wird. Eine Kraftstoffmolzahl „A” und eine Sauerstoffmolzahl „B”, die für die vollständige Verbrennung eines Mols des Kraftstoffs erforderlich sind, werden durch einen folgenden Ausdruck 3 bzw. Ausdruck 4 berechnet. Kraftstoffmolzahl „A” = (12 Kohlenstoffmol) × m + (ein Sauerstoffmol) × n (3) Sauerstoffmolzahl „B”, die für eine vollständige Verbrennung eines Mols in dem Kraftstoff erforderlich ist = (16 Sauerstoffmol) × (m + n/4) (4)
In diesem Ausdruck ist ein Verhältnis der Menge von Sauerstoff (Sauerstoffverbrauchsmenge), die erforderlich ist, um die gesamte eingespritzte Kraftstoffmenge zu verbrennen, zu der eingespritzten Kraftstoffmenge durch B/A dargestellt. Die momentane Zieleinspritzmenge Qinj(t) wird durch Qt(t)/α aus dem Ausdruck 1 ausgedrückt. Der zeitliche Übergang Ouse(t) der momentanen Sauerstoffverbrauchsmenge, die die Sauerstoffmenge ist, die durch die Verbrennung in dem Zylinder zu jeder Zeit verbraucht wird, wird daher auf der Basis des zeitlichen Übergangs Qt(t) der Zielwärmeerzeugungsmenge durch einen folgenden Ausdruck 5 erhalten. Der zeitliche Übergang Ouse(t) der momentanen Sauerstoffverbrauchsmenge entspricht der „Sauerstoffverbrauchsmenge”. Ouse(t) = (Qt(t)/α) × (B/A) (5)
Die Zylinderrestoxidmenge O₂(t) zu jeder Zeit wird daher durch einen folgenden Ausdruck 6 erhalten. O₂(t) = O₂(t – 1) – Ouse(t) (6)
Der zeitliche Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration wird auf der Basis der zylinderinternen Restoxidmenge O₂(t) zu jeder Zeit, die durch den Ausdruck 6 erhalten wird, berechnet.
Wenn der zeitliche Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bei S105 geschätzt wird, überträgt die Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit 90 ein Signal, das sich auf den geschätzten zeitlichen Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bezieht, zu der Verbrennungsgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 120. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf den zeitlichen Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bezieht, schreitet die Steuerung zu S106 fort.
Bei S106 wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration, die bei S105 geschätzt wird, ein zeitlicher Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit bestimmt. Eine Abbildung der Verbrennungsgeschwindigkeit mit der Sauerstoffkonzentration als ein Parameter, wie es in 7 gezeigt ist, wird genauer gesagt im Voraus in der Verbrennungsgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 120 in dem Mikrocomputer 361 gespeichert. Der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit, der dem zeitlichen Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration zu jeder Zeit entspricht, wird auf der Basis dieser Abbildung eindeutig bestimmt. Wenn der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit bei S106 geschätzt wird, überträgt die Verbrennungsgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 120 ein Signal, das sich auf den bestimmten zeitlichen Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit bezieht, zu der Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit 100. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf den zeitlichen Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit bezieht, schreitet die Steuerung zu S107 fort.
Bei S107 wird auf der Basis der momentanen Zieleinspritzmenge Qinj(t) zu jeder Zeit, die durch den zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate und den zeitlichen Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit erhalten wird, ein zeitlicher Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate bestimmt. Ein Verfahren von S107 wird durch die Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit 100 ausgeführt. Die momentane Zieleinspritzmenge Qinj(t) wird durch den Ausdruck 1 erhalten. Der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate wird genauer gesagt auf der Basis eines folgenden Ausdrucks 7 berechnet. Rinj(t) = Qinj(t)/K(t) (7)
Der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit durch den Ausdruck 7 für jeden Verbrennungszyklus berechnet. Ein Einspritzendzeitpunkt wird gemäß der Zieleinspritzmenge Qinj, die auf der Basis der Betriebssituation bestimmt wird, eindeutig bestimmt.
8 stellt Verarbeitungsresultate bei S104 bis S107 dar. Wenn angenommen wird, dass die Verbrennung zum Realisieren des zeitlichen Übergangs HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate in einer beliebigen Betriebssituation (Muster 1) durchgeführt wird, wird die zylinderinterne Restsauerstoffkonzentration mit der Zeit mehr reduziert. Der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit wird ferner mit der Zeit gemäß dem zeitlichen Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration mehr reduziert. Eine Lücke zwischen einer Endzeit t1 des zeitlichen Übergangs Rinj(t) der Zieleinspritzrate und einer Endzeit t2 des zeitlichen Übergangs HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate wird einem Zündverzögerungszeitraum von der Einspritzung zu der Verbrennung zugeschrieben.
Bei diesem Beispiel, wie es in 8 dargestellt ist, wird, wenn verglichen mit einer ersten Einlasssauerstoffkonzentration Voref1, die eine Einlasssauerstoffkonzentration (ein Anfangswert des zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Sauerstoffkonzentration) in der beliebigen Betriebssituation (erstes Muster) ist, eine zweite Einlasssauerstoffkonzentration Voref2 in einer anderen Betriebssituation (zweites Muster) reduziert wird, der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate gesteuert, um auf einer Frühverstellungsseite nach einer vorbestimmten Zeit t3 während des Verbrennungszeitraums zu sein. Der Frühverstellungsgrad wird mit einer Zeit nach der vorbestimmten Zeit t3 größer. Der Grund dafür ist der folgende. Wenn die Sauerstoffkonzentration gleich einem vorbestimmten oder niedriger als ein vorbestimmter Wert „C” wird, erhöht sich eine Reduzierungsrate der Verbrennungsgeschwindigkeit mehr als dieselbe, wenn die Sauerstoffkonzentration gleich dem vorbestimmten oder größer als der vorbestimmte Wert „C” ist (bezugnehmend auf 7). Aufgrund dieses Phänomens wird in einer zweiten Hälfte des Verbrennungstakts in dem Muster 2, das heißt in einem Zeitraum, während dessen die zylinderinterne Restsauerstoffkonzentration niedriger als der vorbestimmte Wert „C” ist, die Reduzierungsrate der Verbrennungsgeschwindigkeit zu einer Reduzierungsrate der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration mit der Zeit größer, und eine Zeit, die, seit der Kraftstoff eingespritzt wurde, bis der Kraftstoff verbraucht wird, erforderlich ist, wird länger. Das erste Muster und das zweite Muster entsprechen einer „ersten Betriebsbedingung” bzw. einer „zweiten Betriebsbedingung”, und die erste Einlasssauerstoffkonzentration Voref1 und die zweite Einlasssauerstoffkonzentration Vroef2 entsprechen einer „ersten Einlasssauerstoffkonzentration” bzw. einer „zweiten Einlasssauerstoffkonzentration”. Die Zieleinspritzrate des ersten Musters und die Zieleinspritzrate des zweiten Musters entsprechen einer „ersten Zieleinspritzrate” bzw. einer „zweiten Zieleinspritzrate”.
Wenn der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate bei S107 geschätzt wird, überträgt die Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit 100 ein Signal, das sich auf den bestimmten zeitlichen Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate bezieht, zu der Einspritzbefehlssignal-Einstelleinheit 110. Nach der Übertragung des Signals, das sich auf den zeitlichen Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate bezieht, schreitet die Steuerung zu S108 fort.
Bei S108 wird die Zieleinspritzbedingung durch die Einspritzbefehlssignal-Einstelleinheit 110 bestimmt, sodass der zeitliche Übergang der Einspritzrate bei der Hauptverbrennung, die der Haupteinspritzung zugeordnet ist, mit dem zeitlichen Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate, die bei S107 bestimmt wird, übereinstimmt. Bei diesem Beispiel kann die Zieleinspritzbedingung entweder ein Zieleinspritzdruck bei jeder der Einspritzungen, in die die Hauptverbrennung aufgeteilt ist, ein Zielaufteilungsverhältnis, das das Aufteilungsverhältnis der Einspritzmenge bei jeder Einspritzung ist, oder ein Einspritzintervall von jeder Einspritzung sein.
Die Bestimmung der verschiedenen Einspritzbedingungen kann durch die Verwendung einer Abbildung, die in der ECU 36 im Voraus gespeichert wird, durchgeführt werden, oder kann durch eine Berechnung durch einen Ausdruck jedes Mal durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die Einspritzung gesteuert wird, sodass die Einspritzmenge der ersten Einspritzung um eine vorbestimmte Menge ohne eine Änderung der Einspritzmenge der Haupteinspritzung erhöht wird, wird die Einspritzmenge bei der dritten Einspritzung gesteuert, um genauso viel reduziert zu werden. Ein maximaler Wert der Wärmeerzeugungsrate bei der Verbrennung, die der dritten Einspritzung zugeordnet ist, wird daher kleiner. Die Wärmeerzeugungsratenneigung zu der Zeit der Hauptverbrennung kann mit anderen Worten reduziert werden. Wenn andererseits die Einspritzung gesteuert wird, sodass sich die Einspritzmenge bei der dritten Einspritzung erhöht, wird der maximale Wert der Wärmeerzeugungsrate bei der Verbrennung, die der dritten Einspritzung zugeordnet ist, größer. Die Wärmeerzeugungsratenneigung zu der Zeit der Hauptverbrennung kann mit anderen Worten erhöht werden. Wenn die Einspritzsteuerung bei S108 bestimmt wird, überträgt die Einspritzbefehlssignal-Einstelleinheit 110 basierend auf der bestimmten Einspritzsteuerung ein Einspritzbefehlssignal zu einer Ansteuerungsschaltung 130 und steuert die Ansteuerungsschaltung 130 an (S109). Die Ansteuerungsschaltung 130 steuert die Kraftstoffeinspritzventile 34 und ermöglicht, dass die Kraftstoffeinspritzventile 34 die Einspritzung im Einklang mit der Zieleinspritzbedingung ausführen. Nach der Übertragung des Einspritzbefehlssignals zu der Ansteuerungsschaltung 130 wird das Verfahren in 3 abgeschlossen.
Die Vorteile dieses Ausführungsbeispiels sind im Folgenden beschrieben.

(1) Ein zeitlicher Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration während des Verbrennungstakts wird aus einem zeitlichen Übergang Ouse(t) einer momentanen Sauerstoffverbrauchsmenge, die in dem Zylinder verbraucht wird, geschätzt, wenn angenommen wird, dass die Verbrennung, durch die der zeitliche Überhang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erhalten wird, mit der Einlasssauerstoffkonzentration Vo als ein Anfangswert durchgeführt wird. Der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate des Kraftstoffs, der einzuspritzen ist, wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bestimmt, und die Einspritzbedingung von den Kraftstoffeinspritzventilen 34 wird bestimmt, sodass der zeitliche Übergang der Einspritzrate mit dem zeitlichen Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate übereinstimmt. Um die Verbrennung, bei der der zeitliche Übergang der Wärmeerzeugungsrate mit dem zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate übereinstimmt, zu realisieren, kann mit anderen Worten die Einspritzbedingung (die Einspritzmenge, der Einspritzzeitpunkt etc.), die der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration in jedem Moment entspricht, bestimmt werden. Aus diesem Grund kann eine Verbrennung, durch die der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erhalten wird, realisiert werden, und das Verbrennungsgeräusch kann auf dem Zielgeräuschpegel gehalten werden. Da die Einspritzbedingung auf der Basis der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration in jedem Moment bestimmt wird, kann Kraftstoff einer Kraftstoffmenge im Einklang mit der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration eingespritzt werden. Eine Situation, in der der eingespritzte Kraftstoff nicht vollständig verbrannt wird, kann daher vermieden werden, und eine Reduzierung des unverbrannten Kraftstoffs und des Rauchs kann durchgeführt werden. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Verbrennungsgeräusch auf dem Zielgeräuschpegel gehalten, und die Reduzierung von sowohl dem unverbrauchten Kraftstoff als auch des Rauchs kann realisiert werden.
(2) Der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate wird auf der Basis von zwei Parametern der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt und der Zielwärmeerzeugungsmenge eindeutig bestimmt. Aus diesem Grund kann verglichen mit einem Fall, in dem die Zielwärmeerzeugungsrate zu jeder Zeit einzeln nacheinander berechnet wird, eine Berechnungslast der ECU 36 reduziert werden.
(3) Der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate wird nicht gemäß der Abbildung, die in der ECU 36 im Voraus gespeichert wird, bestimmt, sondern wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit durch einen Ausdruck für jeden Verbrennungszyklus berechnet. Da die Zahl von Muster des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit von der Zahl von Muster des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration, schließlich der Zahl von Kombinationen der Parameter, wie zum Beispiel der Maschinendrehgeschwindigkeit NE und der Beschleunigeröffnung, abhängig ist, ist die Zahl von Muster unendlich. Unter diesen Umständen gibt es allgemein als ein Verfahren eines Bestimmens der Steuermenge durch die Abbildung viele Fälle, bei denen lediglich einige der darstellenden Muster in der ECU im Voraus gespeichert werden, und die Steuermenge wird gemäß einem Eingabeparameter näherungsweise bestimmt. Aus diesem Grund ist es, wenn der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate gemäß der Abbildung mit der Verbrennungsgeschwindigkeit als der Eingabeparameter bestimmt wird, schwierig, zu sagen, dass der optimale zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate gemäß dem zeitlichen Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erhalten wird. Verglichen mit einem Fall, in dem der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate gemäß der Abbildung bestimmt wird, kann andererseits durch eine Berechnung des zeitlichen Übergangs Rinj(t) der Zieleinspritzrate auf der Basis des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit durch einen Ausdruck für jeden Verbrennungszyklus wie bei diesem Ausführungsbeispiel der optimale zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate berechnet werden. Die Verbrennung, durch die der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erhalten wird, kann daher mit einer hohen Präzision realisiert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Verbrennungsgeschwindigkeit gemäß der zylinderinternen Sauerstoffkonzentration bestimmt wird, die Verbrennungsgeschwindigkeit auf der Basis der Abbildung bestimmt. Da jedoch die Verbrennungsgeschwindigkeit für die zylinderinterne Sauerstoffkonzentration eindeutig bestimmt wird, wird der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate durch die Berechnung berechnet.
(4) Wenn verglichen mit einer ersten Einlasssauerstoffkonzentration Voref1, die eine Einlasssauerstoffkonzentration (ein Anfangswert des zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Sauerstoffkonzentration) in der beliebigen Betriebssituation ist (erstes Muster), eine zweite Einlasssauerstoffkonzentration Voref2 in einer anderen Betriebssituation (zweites Muster) reduziert wird, wird der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate gesteuert, um nach einer vorbestimmten Zeit t3 während des Verbrennungszeitraum auf einer Vorverstellungsseite zu sein. Aus diesem Grund kann, selbst wenn eine Zeit, die erforderlich ist, seit dem der Kraftstoff eingespritzt wurde, bis der Kraftstoff verbrannt ist, mit der Reduzierung der Verbrennungsgeschwindigkeit mit der Zeit verlängert wird, der Einspritzzeitpunkt genauso viel früh eingestellt werden. Aus diesem Grund kann die Verbrennung zum sicheren Realisieren des zeitlichen Übergangs HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate erzeugt werden.

(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel begrenzt, kann jedoch wie folgt modifiziert sein, ohne von dem technischen Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Einlasssauerstoffkonzentration Vo durch den Drosselventilöffnungssensor 23 erfasst, kann jedoch durch einen Druck Po in einem Einlassverteiler und eine Temperatur To in dem Einlassverteiler, die durch beispielsweise einen Einlassluftdrucksensor und einen Einlasslufttemperatursensor, die nicht gezeigt sind, erfasst werden, berechnet oder bestimmt werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Übergang Qt der Zielwärmeerzeugungsmenge durch einen Ausdruck berechnet, kann jedoch durch die Verwendung einer Abbildung basierend auf der Maschinendrehgeschwindigkeit NE und der Beschleunigeröffnung wie bei der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt bestimmt werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit auf der Basis des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bestimmt, und der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate wird auf der Basis des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit bestimmt. Der zeitliche Übergang Rinj(t) der Zieleinspritzrate muss jedoch nicht durch ein Verfahren eines Bestimmens des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit auf der Basis eines relationalen Ausdrucks des zeitlichen Übergangs Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration und des zeitlichen Übergangs Rinj(t) der Zieleinspritzrate oder einer Abbildung, die in der ECU 36 im Voraus gespeichert wird, bestimmt werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Übergang Vrem(t) der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration durch die Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit 90 geschätzt, die geschätzte physikalische Größe muss jedoch nicht die Sauerstoffkonzentration sein, kann jedoch eine physikalische Größe, die mit der Sauerstoffkonzentration, wie zum Beispiel eine Sauerstoffmenge, korreliert ist, sein. Der Text „zylinderinterne Restsauerstoffkonzentration” ist ferner als der Einschluss jener physikalischen Größen definiert. Der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit wird durch die Verbrennungsgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 120 bestimmt, die zu bestimmende physikalische Größe kann jedoch eine physikalische Größe sein, die mit der Verbrennungsgeschwindigkeit korreliert ist, wie zum Beispiel ein Verbrennungsgeschwindigkeitskoeffizient.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird das System, bei dem die Einspritzmenge, die für die Haupteinspritzung erforderlich ist, auf mehrere Male aufgeteilt und eingespritzt wird, angewendet, es kann jedoch eine einzelne Einspritzung zum Einspritzen der erforderlichen Einspritzmenge auf einmal angewendet werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate auf der Basis der Zielwärmeerzeugungsratenneigung θt und der Zielwärmeerzeugungsmenge Qt bestimmt. Der zeitliche Übergang HRRt(t) der Zielwärmeerzeugungsrate kann alternativ durch Berechnen der Zielwärmeerzeugungsrate zu jeder Zeit während des Verbrennungstakts einzeln nacheinander bestimmt werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Zielwärmeerzeugungsmenge Qt durch die Verwendung des Ausdrucks 1 durch eine Berechnung berechnet, kann jedoch durch die Verwendung einer Abbildung, die den Betriebssituationen entspricht, und die in der ECU 36 im Voraus gespeichert wird, bestimmt werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit gemäß der Abbildung mit der Sauerstoffkonzentration als der Eingabeparameter bestimmt, kann jedoch durch die Berechnung bestimmt werden. Als ein Verfahren eines Berechnens des zeitlichen Übergangs K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit durch die Berechnung ist es denkbar, dass der zeitliche Übergang K(t) der Verbrennungsgeschwindigkeit aus einem relationalen Ausdruck einer Zeit und eines äquivalenten Verhältnisses basierend auf einer Impulstheorie abgeleitet wird. Wenn das spezifische Berechnungsverfahren im Detail beschrieben wird, wird eine von der Einspritzung bis zu einem bestimmten äquivalenten Verhältnis ϕ verstrichene Zeit t(ϕ) zuerst durch einen folgenden Ausdruck 8 bis zu einem Ausdruck 10 berechnet.
Ein Symbol t(ϕ) ist eine von der Einspritzung bis zu dem bestimmten äquivalenten Verhältnis ϕ verstrichene Zeit, ϕth ist ein theoretisches äquivalentes Verhältnis, ρa ist eine zylinderinterne Gasdichte, ρf ist eine Kraftstoffdichte, θsp ist ein Sprühwinkel, „d” ist ein Einspritzlochdurchmesser, Pc ist ein Einspritzdruck, Pcyl ist ein zylinderinterner Druck und „c” ist eine Kontraktionsziffer. Theoretisches äquivalentes Verhältnis φth(C_O2) = (molekulare Sauerstoffmolmasse × (m + n/4))/((Kohlenstoffatommolarmasse × m + Wasserstoffatommolarmasse × n) × (molekulare Sauerstoffmolarmasse × C_O2/zylinderinterne Gasmolarmasse)) (9)
Es sei bemerkt, dass „Co₂” eine Sauerstoffkonzentration in der vorhergehenden Formel ist. Zylinderinterne Gasmolarmasse = Co₂ × molekulare Sauerstoffmolarmasse + (1 – Co₂) × molekulare Stickstoffmolarmasse (10)
Eine Zeit tcmb, zu der ϕ gleich „1” ist, wird dann bei einer von der Einspritzung verstrichenen Zeit t(ϕ) erhalten, und der Reziprokwert 1/tcmb wird als die Verbrennungsgeschwindigkeit auf eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration bestimmt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben beschrieben ist, versteht es sich von selbst, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und den Aufbau begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Trotz der verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen sind zusätzlich andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element aufweisen, ebenfalls innerhalb des Geists und des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-99344 A [0002, 0003]

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die konfiguriert, um einen Einspritzzustand eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine (10) zu steuern, mit: einer Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit (80), die einen zeitlichen Übergang einer Zielwärmeerzeugungsrate, bei der ein Verbrennungsgeräusch der internen Verbrennungsmaschine einen Zielgeräuschpegel nicht überschreitet, bestimmt; einer Restsauerstoffkonzentrations-Schätzungseinheit (90), die auf der Basis von zeitlichen Übergängen einer Einlasssauerstoffkonzentration, mit der die interne Verbrennungsmaschine bei einem Einlasstakt zu versorgen ist, und einem Sauerstoffverbrauch während eines Verbrennungstakts einen zeitlichen Übergang einer zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration bei dem Verbrennungstakt schätzt, wenn angenommen wird, dass eine Verbrennung, die die Zielwärmeerzeugungsrate erfüllt, durchgeführt wird; einer Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit (100), die auf der Basis des geschätzten zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration einen zeitlichen Übergang einer Zieleinspritzrate bestimmt; und einer Steuereinheit (130), die die Einspritzung steuert, um zu ermöglichen, dass der zeitliche Übergang der Einspritzrate des Kraftstoffs in die interne Verbrennungsmaschine mit dem zeitlichen Übergang der Zieleinspritzrate übereinstimmt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit auf der Basis des geschätzten zeitlichen Übergangs der zylinderinternen Restsauerstoffkonzentration den zeitlichen Übergang der Zieleinspritzrate berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der, wenn eine zweite Einlasssauerstoffkonzentration, die die Einlasssauerstoffkonzentration bei einer anderen zweiten Betriebsbedingung ist, kleiner als eine erste Einlasssauerstoffkonzentration, die die Einlasssauerstoffkonzentration bei einer beliebigen ersten Betriebsbedingung ist, ist, die Zieleinspritzraten-Bestimmungseinheit eine zweite Zieleinspritzrate bei der zweiten Betriebsbedingung bestimmt, um auf einer Frühverstellungsseite einer ersten Zieleinspritzrate bei der ersten Betriebsbedingung zu sein, und um zu ermöglichen, dass sich ein Frühverstellungsgrad mit der Zeit nach einer vorbestimmten Zeit während des Verbrennungstakts allmählich erhöht.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit ferner: einer Zielwärmeerzeugungsratenneigungs-Bestimmungseinheit (60), die auf der Basis des Betriebszustands der internen Verbrennungsmaschine eine Zielwärmeerzeugungsratenneigung, bei der das Verbrennungsgeräusch den Zielgeräuschpegel nicht überschreitet, bestimmt; und einer Zielwärmeerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit (70), die auf der Basis des Betriebszustands der internen Verbrennungsmaschine eine Zielwärmeerzeugungsmenge, bei der ein gewünschtes Moment erhalten wird, bestimmt, wobei die Zielwärmeerzeugungsraten-Bestimmungseinheit auf der Basis der Zielwärmeerzeugungsratenneigung und der Zielwärmeerzeugungsmenge den zeitlichen Übergang der Zielwärmeerzeugungsrate bestimmt.