DE102016101366B4

DE102016101366B4 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016101366B4
Application number: DE102016101366.8A
Authority: DE
Inventors: Jun Kawamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: JP2016151258A; DE102016101366A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die Folgendes aufweist:
eine Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf-Erlangungseinheit (S12), welche einen Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf (WP), welcher eine Änderung in einem Zylinderinnendruck eines Referenzzylinders (11#1) mit der Zeit repräsentiert, von einem Zylinderinnendrucksensor (14) erlangt, welcher an dem Referenzzylinder (11#1) einer Mehrzahl von Zylindern (11#1, 11#2, 11#3, 11#4) angebracht ist, welche in einer internen Verbrennungsmaschine (E) vorgesehen sind;
eine Referenzzeitvorgabe-Berechnungseinheit (S16), welche eine Referenzzeitvorgabe (TP), welche eine Verbrennungsstartzeitvorgabe in dem Referenzzylinder (11#1) ist, auf der Basis des erlangten Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs (WP) berechnet;
eine Vibrationskurvenverlauf-Erlangungseinheit (S18, S20), welche einen Vibrationskurvenverlauf (WA), der eine Änderung in der Vibration der internen Verbrennungsmaschine (E), die durch eine Verbrennung verursacht wird, mit der Zeit repräsentiert, von dem Beschleunigungssensor (13) erlangt, welcher an der internen Verbrennungsmaschine (E) angebracht ist;
eine Phasendifferenz-Berechnungseinheit (S21), welche eine Phasendifferenz (τ#2, τ#3, τ#4) zwischen einem Referenzvibrationskurvenverlauf (WA#1) und anderen Vibrationskurvenverläufen (WA#2, WA#3, WA#4) berechnet, wenn ein Kurvenverlauf unter den Vibrationskurvenverläufen, der einer Verbrennungszeitdauer in dem Referenzzylinder (11#1) entspricht, der Referenzvibrationskurvenverlauf genannt wird, und Kurvenverläufe, die Verbrennungszeitdauern in den anderen Zylindern (11#2, 11#3, 11#4) anders als dem Referenzzylinder (11#1) entsprechen, die anderen Vibrationskurvenverläufe genannt werden; und
eine Steuereinheit (S23), welche eine Einspritzzeitvorgabe von Kraftstoff in den Referenzzylinder (11#1) auf der Basis der Referenzzeitvorgabe steuert, und Einspritzzeitvorgaben des Kraftstoffs in die anderen Zylinder (11#2, 11#3, 11#4) auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz steuert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, welche eine Einspritzzeitvorgabe beziehungsweise ein Einspritztiming von Kraftstoff in jeden Zylinder einer internen Verbrennungsmaschine steuert.
HINTERGRUND
In dem Fall einer internen Verbrennungsmaschine, welche eine SelbstzündungsVerbrennung durchführt, kann, im Vergleich zu einer internen Verbrennungsmaschine, welche eine Zündverbrennung durchführt, wenn eine Zeitvorgabe, bei welcher eine Verbrennung aktuell startet, mit hoher Präzision erfasst werden kann, eine Einspritzzeitvorgabe des Kraftstoffs einer Regelung unterworfen werden, sodass eine erfasste Verbrennungsstartzeitvorgabe eine Zielzeitvorgabe wird. Eine Technik zum Erfassen der Verbrennungsstartzeitvorgabe ist in dem japanischen Patent JP 5 182 157 B2 (Patentliteratur 1) und dem japanischen Patent JP 2 609 892 B2 (Patentliteratur 2) offenbart. Die Verwendung von Beschleunigungssensoren oder Zylinderinnendrucksensoren zur Ermittlung der Verbrennungsstartzeit ist als Stand der Technik bekannt durch die US-Patentanmeldung US 2010 / 0 224 168 A1 (Patentliteratur 3) sowie durch die US-Patentanmeldung US 2004/0 211 372 A1 (Patentliteratur 4).
In Patentliteratur 1 wird ein Vibrationskurvenverlauf, welcher eine Änderung in der Vibration der internen Verbrennungsmaschine mit der Zeit, welche durch die Verbrennung verursacht wird, durch einen Beschleunigungssensor erlangt, welcher an der internen Verbrennungsmaschine angebracht ist. In dem Vibrationskurvenverlauf dieses Typs wird, da solch eine Änderung, dass eine Amplitude zunimmt, wobei der Start der Verbrennung auftritt, eine Zeitvorgabe, zu welcher die Änderung auftritt, auf der Basis des Vibrationskurvenverlaufs erfasst, um die Verbrennungsstartzeitvorgabe zu erfassen.
In Patentliteratur 2 wird ein Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf, welcher eine Änderung im Zylinderinnendruck mit der Zeit repräsentiert, durch einen Zylinderinnendrucksensor, welcher an einem Zylinder der Verbrennungsmaschine angebracht ist, erlangt. Da der Zylinderinnendruck schnell mit dem Start der Verbrennung zunimmt, wird eine Zeitvorgabe, bei welcher der Zylinderinnendruck beginnt, rapide anzusteigen, auf der Basis des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs erfasst, um die Verbrennungsstartzeitvorgabe zu erfassen.
Patentliteratur 3 offenbart eine Steuervorrichtung eines Dieselmotors, umfassend einen Beschleunigungsdetektor mit einem Beschleunigungssensor, wobei der Beschleunigungssensor an einem Motorkörper angebracht ist, der eine Verbrennungskammer definiert, und der Beschleunigungsdetektor zum Ausgeben einer Schwingungsbeschleunigung ausgebildet ist, einen Integrator zum Integrieren entsprechender Werte Amplituden der Vibrationsbeschleunigung von einem vorbestimmten Integrationsstartzeitpunkt, der zumindest vor einem Zündzeitpunkt liegt, eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, einen Integrationswert des Integrators mit einem vorbestimmten Zündzeitpunktbeurteilungspegel zu vergleichen, und eine Beurteilungseinheit eines tatsächlichen Zündzeitpunkts, die konfiguriert ist, einen tatsächlichen Zündzeitpunkt auf der Basis eines Erreichungszeitpunkts zu beurteilen, zu dem der Integrationswert den Zündzeitpunkt-Entscheidungspegel erreicht hat.
Patentliteratur 4 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, in der in die Brennkammer eingespritzter Kraftstoff gezündet wird, nachdem eine Vormischperiode nach der Vollendung der Einspritzung des Kraftstoffs verstrichen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung eine Zielvormischperiodenbestimmungseinheit zum Bestimmen der Zielvormischperiode auf Basis der Motorbetriebsbedingungen enthält, sowie eine Erfassungseinheit der tatsächlichen Vormischperiode zum Erfassen der tatsächlichen Vormischperiode und eine Vormischperiodenanpassungseinrichtung zum Anpassen der Vormischperiode des Kraftstoffs, so dass sich die tatsächliche Vormischperiode Zielvormischperiode annähert. Mit dieser Vorrichtung kann die Vormischdauer des Kraftstoffs in geeigneter Weise gesteuert und das Abgas zuverlässig verbessert werden.
Im Falle jedoch des Verwendens des Beschleunigungssensors in Patentliteratur 1 kann, da die Änderung in dem Zylinderinnendruck, welche durch die Verbrennung verursacht wird, indirekt durch den Vibrationskurvenverlauf aufgenommen wird, die Verbrennungsstartzeitvorgabe nicht mit hoher Präzision erfasst werden. Beispielsweise wird ein Zeitpunkt, bei welchem die Amplitude des Vibrationskurvenverlaufs über einen Grenzwert zunimmt, als die Verbrennungsstartzeitvorgabe erfasst. Eine Form des Vibrationskurvenverlaufs jedoch ändert sich in großem Maße gemäß einem Verbrennungszustand, und ein optimaler Wert des Grenzwertes ist für jede Form unterschiedlich. Aus diesem Grund kann die Verbrennungsstartzeitvorgabe nicht mit hoher Präzision erfasst werden. Darüber hinaus ist es, da eine Ausbreitungszeit bis die Vibration, welche mit dem Start der Verbrennung erzeugt wird, sich von dem Zylinder zu dem Beschleunigungssensor ausbreitet, und die Vibrationsdämpfung, welche durch die Ausbreitung erzeugt wird, für jeden Zylinder unterschiedlich sind, extrem schwierig, die Verbrennungsstartzeitvorgabe auf der Basis des Vibrationskurvenverlaufs mit hoher Präzision zu erfassen. Demnach ist es schwierig, den Verbrennungszustand mit hoher Präzision zu steuern, sodass die Verbrennungsstartzeitvorgabe die Zielzeitvorgabe wird.
Andererseits kann in dem Fall des Verwendens des Zylinderinnendrucksensors in der Patentliteratur 2, da eine Änderung in dem Zylinderinnendruck, welche durch die Verbrennung verursacht wird, direkt durch den Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf aufgenommen wird, die Verbrennungsstartzeitvorgabe mit hoher Präzision erfasst werden. In dem Fall der Patentliteratur 1 jedoch kann ein Beschleunigungssensor für mehrere Zylinder vorgesehen sein, wohingegen es in dem Fall in der Patentliteratur 2 notwendig ist, einen teuren Zylinderinnendrucksensor für jeden Zylinder vorzusehen, was zu einer bemerkbaren Zunahme in den Kosten führt.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung hat zum Ziel, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, die Steuerung eines Verbrennungszustandes mit hoher Präzision zu realisieren, ohne eine merkliche Zunahme in den Kosten zu verursachen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung Folgendes auf: eine Zylinderinnendruck-Kurvenverlauferlangungseinheit, welche einen Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf, welcher eine Änderung in einem Zylinderinnendruck eines Referenzzylinders mit der Zeit repräsentiert, von einem Zylinderinnendrucksensor erlangt, welcher an dem Referenzzylinder einer Mehrzahl von Zylindern, welche in einer internen Verbrennungsmaschine vorgesehen sind, angebracht ist; eine Referenzzeitvorgabeberechnungseinheit, welche eine Referenzzeitvorgabe, welche eine Verbrennungsstartzeitvorgabe in dem Referenzzylinder ist, auf der Basis des erlangten Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs berechnet; eine Vibrationskurvenverlauferlangungseinheit, welche einen Vibrationskurvenverlauf, welcher eine Änderung in der Vibration der internen Verbrennungsmaschine repräsentiert, welche durch die Verbrennung mit einer Zeit verursacht wird, von einem Beschleunigungssensor erlangt, welcher an der internen Verbrennungsmaschine angebracht ist; eine Phasendifferenzberechnungseinheit, welche eine Phasendifferenz zwischen einem Referenzvibrationskurvenverlauf und anderen Vibrationskurvenverläufen berechnet, wenn ein Kurvenverlauf, welcher einer Verbrennungszeitdauer beziehungsweise Verbrennungsperiode in dem Referenzzylinder unter den Vibrationskurvenverläufen entspricht, als der Referenzvibrationskurvenverlauf bezeichnet wird, und Kurvenverläufe, welche Verbrennungszeitdauern in den anderen Zylindern, anders dem Referenzzylinder entsprechen, die anderen Vibrationskurvenverläufe genannt werden; und eine Steuereinheit, welche eine Einspritzzeitvorgabe von Kraftstoff in den Referenzzylinder auf der Basis der Referenzzeitvorgabe steuert und Einspritzzeitvorgaben des Kraftstoffs in die anderen Zylinder auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz steuert.
Gemäß der obigen Konfiguration kann die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe) des Referenzzylinders mit hoher Präzision auf der Basis des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs, welcher durch den Zylinderinnendrucksensor erlangt wird, erfasst werden. Aus diesem Grund kann, da die Einspritzzeitvorgabe des Kraftstoffs in den Referenzzylinder auf der Basis der Referenzzeitvorgabe, welche mit der hohen Präzision erfasst wird, gesteuert werden kann, die Verbrennungsstartzeitvorgabe mit hoher Präzision gesteuert werden.
Da die Änderung in dem Zylinderinnendruck, welche durch die Verbrennung verursacht wird, indirekt durch den Vibrationskurvenverlauf aufgenommen wird, welcher durch den Beschleunigungssensor erlangt wird, kann die Verbrennungsstartzeitvorgabe nicht mit hoher Präzision wie obenstehend beschrieben erfasst werden. Die Phasendifferenz jedoch zwischen dem Referenzvibrationskurvenverlauf und den anderen Vibrationskurvenverläufen repräsentiert eine Differenz zwischen der Verbrennungsstartzeitvorgabe des Referenzzylinders und den Verbrennungsstartzeitvorgaben der anderen Zylinder, und die Phasendifferenz kann mit hoher Präzision auch durch den Vibrationskurvenverlauf erfasst werden. Da die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe) des Referenzzylinders mit hoher Präzision erfasst werden kann, können die Verbrennungsstartzeitvorgaben der anderen Zylinder ebenso mit hoher Präzision auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz, welche demnach mit hoher Präzision erfasst wird, erfasst werden.
In der Konfiguration, welche das Obige in Betracht zieht, kann, da die Phasendifferenz für jeden der anderen Zylinder berechnet wird, und die Einspritzzeitvorgabe auf der Basis der Phasendifferenz und der Referenzzeitvorgabe gesteuert wird, die Verbrennungsstartzeitvorgabe für die anderen Zylinder mit hoher Präzision gesteuert werden.
Wie obenstehend beschrieben ist, können gemäß der obigen Konfiguration die Verbrennungsstartzeitvorgaben in sowohl dem Referenzzylinder als auch den anderen Zylindern erfasst werden, ohne das Vorsehen des Zylinderinnendrucksensors in jedem der Zylinder zu benötigen. Demnach kann die Steuerung des Verbrennungszustands mit hoher Präzision realisiert werden ohne eine bemerkenswerte Zunahme in den Kosten zu verursachen.
Figurenliste
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt ist.

1 ist eine schematische Ansicht, welche eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Vibrationskurvenverlaufs, welcher durch einen Beschleunigungssensor in 1 erfasst wird, veranschaulicht;
3 ist ein Graph, welcher ein Beispiel eines Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs veranschaulicht, welcher durch einen Zylinderinnendrucksensor in 1 erfasst wird, und ein Entsprechungsverhältnis zwischen dem Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf und dem Vibrationskurvenverlauf;
4A bis 4D sind vergrößerte Graphen der 3;
5 ist ein Graph, welcher eine Verbrennungsvibrationskomponente veranschaulicht, welche in dem Vibrationskurvenverlauf enthalten ist;
6 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einem Wert φ(τ) der Kreuzkorrelation und der Phasendifferenz τ veranschaulicht;
7 ist ein Graph, welcher Effekte veranschaulicht, welche durch ein Korrigieren der Einspritzzeitvorgabe auf der Basis der Phasendifferenz τ erlangt werden, wenn der Wert φ(τ) der Kreuzkorrelation maximal wird; und
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzzeitvorgabe veranschaulicht, welcher durch einen Mikrocomputer in 1 ausgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin nachstehend wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist durch eine elektronische Steuervorrichtung (ECU 90), welche in 1 veranschaulicht ist, vorgesehen. Die ECU 90 steuert den Betrieb eines Kraftstoffeinspritzventils 12, eines EGR-Ventils 42 und eines Drosselventils 22, welche in einer internen Verbrennungsmaschine E vorgesehen sind, um einen Verbrennungszustand der internen Verbrennungsmaschine E zu steuern. Die interne Verbrennungsmaschine E und die ECU 90 sind in einem Fahrzeug angebracht und das Fahrzeug bewegt sich mit einer Ausgabe der internen Verbrennungsmaschine E als einer Antriebsquelle.
Die interne Verbrennungsmaschine E ist eine Dieselmaschine eines kompressionsgezündeten Typs und weist mehrere Zylinder 11 auf. Jeder der Zylinder 11 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 12 ausgestattet, und Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffeinspritzventil 12 in den Zylinder 11 eingespritzt wird, wird durch einen Kolben, nicht gezeigt, verdichtet und selbstgezündet und verbrannt. In einem Beispiel der 1 ist eine Vier-Zylinder-Maschine vorgesehen, und in der folgenden Beschreibung kann auf einen ersten Zylinder, einen zweiten Zylinder, einen dritten Zylinder und einen vierten Zylinder jeweils Bezug genommen werden als 11#1, 11#2, 11#3 und 11#4. Auf Symbole der Kraftstoffeinspritzventile 12, welche an den jeweiligen Zylindern 11#1, 11#2, 11#3 und 11#4 angebracht sind, kann jeweils Bezug genommen werden als 12#1, 12#2, 12#3 und 12#4.
Die interne Verbrennungsmaschine E weist eine Ansaugleitung 20, eine Ansaugverteilleitung 21, eine Abgasleitung 30, eine Abgassammelleitung 31 und eine Rezirkulationsleitung 40 auf. Die Ansaugleitung 20 erlaubt es einer Ansaugluft (Frischluft), in Richtung der Zylinder 11 zu zirkulieren. Die Ansaugverteilungsleitung 21 ist mit einem stromabwärtigen Ende der Ansaugleitung 20 verbunden und verteilt die Ansaugluft in die mehreren Zylinder 11. Die Abgassammelleitung 31 sammelt die Abgase, welche von den jeweiligen Zylindern 11 abgeführt werden. Die Abgasleitung 30 erlaubt es dem gesammelten Abgas, in eine Abgasreinigungsvorrichtung, welche nicht gezeigt ist, zu zirkulieren. Die Rezirkulationsleitung 40 erlaubt es einem Teil des Abgases, in die Ansaugluft als ein EGR-Gas (Rezirkulationsgas) zu rezirkulieren. Ein stromabwärtiges Ende der Rezirkulationsleitung 40 ist mit der Ansaugverteilungsleitung 21 oder der Ansaugleitung 20 verbunden. Mit der obigen Konfiguration wird ein EGR-Gas, welches durch einen EGR-Kühler 41 gekühlt wird, mit der frischen Luft gemischt, und die Ansaugluft, in welche das EGR-Gas mit der frischen Luft gemischt wird, wird in die jeweiligen Zylinder 11 durch die Ansaugverteilleitung 21 verteilt.
Eine Form der Ansaugverteilungsleitung 21 ist eingestellt, sodass die Ansaugluft gleichmäßig in die jeweiligen Zylinder 11 verteilt wird. Es ist jedoch schwierig, das EGR-Gas gleichmäßig in die jeweiligen Zylinder 11 zu verteilen und eine Verteilungsvariation wird durch eine Position verursacht, an welcher das stromabwärtige Ende der Rezirkulationsleitung verbunden ist, und die Form der Ansaugverteilungsleitung 21. In anderen Worten gesagt wird eine EGR-Gaskonzentration der Ansaugluft, welche in die jeweiligen Zylinder 11 strömt, variiert. In der folgenden Beschreibung wird ein Zylinder, in welchem die Menge von EGR-Gas, welche in der verteilten Ansaugluft enthalten ist, am größten ist, „Multi-Rezirkulations-Zylinder“ genannt. Pfeile A1, A2, A3 und A4 in Fig. zeigen Ströme des EGR-Gases, welches in die jeweiligen Zylinder 11 strömt, an. In einem Layout, welches in 1 veranschaulicht ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass das EGR-Gas in den ersten Zylinder 11#1 strömt, wie durch den Pfeil A1 angezeigt ist, und der erste Zylinder 11#1 entspricht dem Multi-Rezirkulations-Zylinder.
Die Ansaugleitung 20 ist mit dem Drosselventil 22 ausgestattet und die Öffnung des Drosselventils 22 ist angepasst beziehungsweise eingestellt, um eine Strömungsrate der frischen Luft, welche in der Ansaugluft enthalten ist, anzupassen. Die Rezirkulationsleitung 40 ist mit dem EGR-Kühler 41 und dem EGR-Ventil 42 ausgestattet, und die Öffnung des EGR-Ventils 42 wird angepasst, um eine Strömungsrate des EGR-Gases, welches in der Ansaugluft enthalten ist, anzupassen.
Die ECU 90 empfängt Erfassungssignale, welche von einem Beschleunigungssensor 13, einem Zylinderinnendrucksensor 14, einem Beschleunigungssensor 15 und einem Kurbelwinkelsensor 16 ausgegeben werden. Der Zylinderinnendrucksensor 14 ist an dem ersten Zylinder 11#1 angebracht, welcher der Multi-Rezirkulations-Zylinder ist, und erfasst einen Druck in einer Verbrennungskammer, welcher durch den ersten Zylinder 11#1 definiert beziehungsweise begrenzt ist. Ein Mikrocomputer 91, welcher in der ECU 90 vorgesehen ist, erlangt einen Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf WP (es sei Bezug genommen auf einen oberen Teil der 3), welcher eine Änderung in dem erfassten Zylinderinnendruck mit einer Zeit repräsentiert.
Der Beschleunigungssensor 13 ist an einem Zylinderblock 10, welcher jeweilige Zylinder 11 bildet, angebracht und erfasst eine Beschleunigung, welche durch die Vibration des Zylinderblocks 10 verursacht wird. Die Vibration des Zylinderblocks 10 ist mit Vibrationen überlagert, welche durch eine Verbrennung verursacht werden, sowie Vibrationen, welche durch die Drehung einer Kurbelwelle verursacht werden, Vibrationen, welche durch den Betrieb der Einlass- und Auslass-Ventile verursacht werden, und Vibrationen, welche durch den Betrieb eines Ventilkörpers des Kraftstoffeinspritzventils 12 verursacht werden. Der Beschleunigungssensor 13 ist an einer Position des Zylinderblocks 10 angebracht, welche am nähesten zu dem Multi-Rezirkulations-Zylinder (erster Zylinder 11#1) ist. Beispielsweise ist der Beschleunigungssensor 13 an einer Position angebracht, an der ein Abstand von einer Mittelposition des Multi-Rezirkulations-Zylinders zu dem Beschleunigungssensor 13 unter Abständen von den Mittelpositionen der jeweiligen Zylinder 11 zu dem Beschleunigungssensor 13 am kürzesten ist. Der Mikrocomputer 91 erlangt einen Vibrationskurvenverlauf WA (es sei Bezug genommen auf den unteren Teil in 3), welcher eine Änderung in der erfassten Vibration des Zylinderblocks 10 mit der Zeit repräsentiert.
Der Mikrocomputer 91 berechnet den Niederdrückbetrag (Maschinenlast) eines Gaspedals auf der Basis des Erfassungssignals von dem Beschleunigungssensor 15. Der Mikrocomputer 91 berechnet eine Drehgeschwindigkeit einer Ausgangswelle (Kurbelwelle) der internen Verbrennungsmaschine E, welche eine Drehgeschwindigkeit (Maschinendrehgeschwindigkeit) pro Einheitszeit ist, auf der Basis des Erfassungssignals von dem Kurbelwinkelsensor 16.
Der Mikrocomputer 91 berechnet verschiedene Zielwerte, welche Einspritzzustände des Kraftstoffs, welcher von den Kraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzt wird, repräsentieren, auf der Basis der berechneten Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit. Beispielsweise berechnet der Mikrocomputer 91 eine Zieleinspritzmenge, eine Zieleinspritzzeitvorgabe beziehungsweise ein Zieleinspritztiming und eine Einspritzfrequenz in dem Fall des Implementierens von Mehrstufeneinspritzungen zum Einspritzen des Kraftstoffs in den selben Zylinder 11 mehr als einmal während eines Verbrennungszyklus.
Hierin nachstehend wird eine Technik zum Berechnen der Zieleinspritzzeitvorgabe im Detail beschrieben werden. Im Mikrocomputer 91 führt eine CPU eine arithmetische Verarbeitung gemäß einem Programm aus, welches in einem Speicher gespeichert ist. Die Zieleinspritzzeitvorgabe wird berechnet und der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 12 wird auf der Basis der Zieleinspritzzeitvorgabe gesteuert. In anderen Worten gesagt fungiert der Mikrocomputer 91 als eine Zielverbrennungs-Zeitvorgabe-Berechnungseinheit 91a, eine Berechnungseinheit 91b für eine aktuelle Verbrennungszeitvorgabe, eine Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c und eine Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d.
Die Zielverbrennungs-Zeitvorgabe-Berechnungseinheit 91a berechnet eine Zielverbrennungszeitvorgabe auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit. Beispielsweise erlangt in Hinsicht auf eine Ausgewogenheit eines Ausgangsdrehmoments, welches der Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit entspricht, einer Abgasemission und einem Verbrennungsgeräusch die Zielverbrennungs-Zeitvorgabe-Berechnungseinheit 91a eine optimale Verbrennungszeitvorgabe, die der Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit entspricht, durch einen Test im Vorab. Die Zielverbrennungs-Zeitvorgabe-Berechnungseinheit 91a erlaubt, dass eine Beziehung der Maschinenlast, der Maschinendrehgeschwindigkeit und der optimalen Verbrennungszeitvorgabe in dem Mikrocomputer 91 in der Form eines Kennfeldes beziehungsweise einer Karte (Verbrennungszeitvorgabekennfeld) im Vorab gespeichert wird. Das Verbrennungszeitvorgabekennfeld wird für jeden der Zylinder 11 eingestellt. Die Zielverbrennungs-Zeitvorgabe-Berechnungseinheit 91a berechnet die Zielverbrennungs-zeitvorgabe als die optimale Verbrennungszeitvorgabe unter Bezugnahme auf das Verbrennungszeitvorgabekennfeld auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit.
Die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d berechnet die Zieleinspritzzeitvorgabe entsprechend der Zielverbrennungszeitvorgabe. Beispielsweise erlangt die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d die Einspritzzeitvorgabe von Kraftstoff zum Realisieren der Zielverbrennungszeitvorgabe als die Zieleinspritzzeitvorgabe durch einen Test im Vorab. Die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d erlaubt, dass eine Beziehung zwischen der Zielverbrennungszeitvorgabe und der Zieleinspritzzeitvorgabe in der Form eines Kennfeldes (Einspritzzeitvorgabekennfeld) in dem Mikrocomputer 91 vorab gespeichert wird. Das Einspritzzeitvorgabekennfeld wird für jeden der Zylinder 11 eingestellt. Die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d stellt die Einspritzzeitvorgabe entsprechend der Zielverbrennungszeitvorgabe in den Einspritzzeitvorgaben, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert sind, als die Zieleinspritzzeitvorgabe ein. Ein Wert, welcher in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, das heißt, die Zieleinspritzzeitvorgabe, welche der Zielverbrennungszeitvorgabe entspricht, wird sukzessive korrigiert auf der Basis von Berechnungsergebnissen durch die Berechnungseinheit 91b für die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe und die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c.
Die Berechnungseinheit 91b für die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe berechnet eine Zeitvorgabe, wann die Verbrennung tatsächlich in dem ersten Zylinder 11#1 startet, auf der Basis des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs WB, welcher durch den Zylinderinnendrucksensor 14 erfasst wird. Beispielsweise berechnet die Berechnungseinheit 91b für die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe eine Zeitvorgabe, wann eine Zunahmerate des Zylinderinnendrucks gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, und stellt die Zeitvorgabe als eine Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) ein.
Die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c berechnet eine Phasendifferenz τ eines Verbrennungsvibrationskurvenverlaufs WB, welcher durch die Verbrennung erzeugt wird, auf der Basis des Vibrationskurvenverlaufs WA, welcher durch den Beschleunigungssensor 13 erfasst wird. Der Verbrennungsvibrationskurvenverkauf WB ist ein Kurvenverlauf, welcher durch ein Extrahieren von Komponenten gleich oder kleiner als einer vorbestimmten Frequenz von dem Vibrationskurvenverlauf WA erlangt wird, und durch ein Umwandeln des Vibrationskurvenverlaufs WA durch beispielsweise einen Tiefpassfilter erlangt wird. Eine Abschneidefrequenz des Tiefpassfilters ist auf beispielsweise 1,5 kHz eingestellt, und der Vibrationskurvenverlauf, welcher mit dem Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 12 erzeugt wird, wird hauptsächlich von dem Vibrationskurvenverlauf WA entfernt.
Ein Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1, welcher in 2 veranschaulicht ist, ist eine Komponente des Vibrationskurvenverlaufs, welche mit der Verbrennung in dem ersten Zylinder 11#1 (Referenzzylinder) erzeugt wird, welche ein Kurvenverlauf ist, welcher in einem Verbrennungsprozess des ersten Zylinders 11#1 auftritt. Verbrennungsvibrationskurvenverläufe WB#2, WB#3 und WB#4 sind Komponenten der Vibrationskurvenverläufe, welche mit der Verbrennung in den Zylindern (anderen Zylindern) anders als dem ersten Zylinder 11#1 erzeugt werden, welche Kurvenverläufe sind, welche in Verbrennungsprozessen der jeweiligen Zylinder 11#2, 11#3 und 11#4 auftreten.
Die Formen der Verbrennungsvibrationskurvenverläufe WB#1, WB#2, WB#3 und WB#4 sind ähnlich zueinander. Insbesondere sind die Anzahl von Kurven, welche in jedem Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB enthalten sind, ein Größenverhältnis der mehreren Kurven und Abstände (Pitches) der mehreren Kurven ähnlich zueinander. Der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB des Zylinders 11, der in einem Abstand von einer Mittelposition von dem Zylinder 11 zu dem Beschleunigungssensor 13 entfernter ist, ist in der Amplitude kleiner.
Wenn Auftrittszeitvorgaben der Verbrennungsvibrationskurvenverläufe WB relativ zu einer Referenzzeitvorgabe in einem Verbrennungszyklus der jeweiligen Zylinder 11 Verbrennungsphasen genannt werden, entspricht ein Unterschied zwischen der Verbrennungsphase der Phasendifferenz τ. In dem Beispiel der 2 ist die Referenzzeitvorgabe eingestellt als eine obere Totpunktzeit (TDC = Top Dead Center). Die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c berechnet eine Phasendifferenz τ#3 des dritten Zylinders 11#3, eine Phasendifferenz τ#4 des vierten Zylinders 11#4 und eine Phasendifferenz τ#2 des zweiten Zylinders 11#2 zu dem Referenzzylinder. In dem Beispiel der 2 wird eine Verbrennung in der genannten Reihenfolge des ersten Zylinders 11#1, des dritten Zylinders 11#3, des vierten Zylinders 11#4 und des zweiten Zylinders 11#2 durchgeführt.
Eine Zeitvorgabe, welche von der Referenzzeitvorgabe TP durch die Phasendifferenz τ verschoben ist, entspricht der Verbrennungsstartzeitvorgabe in den anderen Zylindern. Beispielsweise ist die Verbrennungsstartzeitvorgabe in dem dritten Zylinder 11#3 eine Zeitvorgabe, welche von der Referenzzeitvorgabe TP durch die Phasendifferenz τ#3 subtrahiert ist. Die Verbrennungsstartzeitvorgabe in dem vierten Zylinder 11#4 ist eine Zeitvorgabe, welche von der Referenzzeitvorgabe TP durch die Phasendifferenz τ#4 subtrahiert ist. Die Verbrennungsstartzeitvorgabe des zweiten Zylinders 11#2 ist eine Zeitvorgabe, welche von der Referenzzeitvorgabe TP durch die Phasendifferenz τ#2 subtrahiert ist.
Zurückkehrend zu der Beschreibung der Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d in 1 wird die Zieleinspritzzeitvorgabe, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, sukzessive auf der Basis der Berechnungsergebnisse durch die Berechnungseinheit 91b für die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe und die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c wie obenstehend beschrieben korrigiert. Insbesondere wird in dem Referenzzylinder eine Differenz zwischen der aktuellen Verbrennungszeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP), welche in der Berechnungseinheit 91b für die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe berechnet wird, und der Zieleinspritzzeitvorgabe zu der Zeit des Ausführens der Einspritzung zu der Zieleinspritzzeitvorgabe, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, zur Korrektur addiert. Die Phasendifferenzen τ#2, τ#3 und τ#4, welche in der Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c berechnet werden, werden zu der Zieleinspritzzeitvorgabe, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, zur Korrektur addiert.
Ferner erzeugt die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d ein Leistungsversorgungsbefehlssignal auf der Basis der Zieleinspritzzeitvorgabe und der Zieleinspritzmenge, welche wie obenstehend beschrieben berechnet werden, und gibt das Leistungsversorgungsbefehlssignal an eine Treiberschaltung 92 aus. Das Leistungsversorgungsbefehlssignal ist ein Pulssignal zum Anschalten eines Schaltelements, welches in der Treiberschaltung 92 vorgesehen ist. Eine Puls-An-Zeitvorgabe des Pulssignales wird auf der Basis der Zieleinspritzzeitvorgabe eingestellt und eine Puls-An-Zeitdauer des Pulssignals wird auf der Basis der Zieleinspritzmenge eingestellt.
Die Treiberschaltung 92 hat das Schaltelement (nicht veranschaulicht) zum Anschalten und Abschalten der Leistungsversorgung einer Solenoidspule (nicht veranschaulicht) des Kraftstoffeinspritzventils 12. Das Schaltelement arbeitet auf der Basis des Pulssignals, welches durch die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91d erzeugt wird, und schaltet eine Spannungsanwendung auf die jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile 12 an und ab. Als ein Ergebnis wird die Solenoidspule in einer Puls-An-Zeitdauer des Pulssignals mit Leistung versorgt, und das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet sich, und der Kraftstoff wird eingespritzt. Demnach wird die Startzeitvorgabe der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Zeitvorgabe des Puls-An-Starts gesteuert. Eine Ventilöffnungszeit wird gemäß einer Länge der Puls-An-Zeitdauer gesteuert, und die Menge von Kraftstoff (Kraftstoffeinspritzmenge), welche durch eine Ventilöffnung eingespritzt wird, wird ferner gesteuert.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 soll nicht geöffnet werden, um den Kraftstoff zu derselben Zeit wie dem Puls-An-Start einzuspritzen, sondern das Kraftstoffeinspritzventil 12 wird mit einer kleinen Verzögerung von dem Puls-An-Start geöffnet, um die Kraftstoffeinspritzung zu starten. Ferner soll keine Selbstzündungsverbrennung zu derselben Zeit wie der Kraftstoffeinspritzstart durchgeführt werden, sondern die Selbstzündungsverbrennung wird mit einer Verzögerung von dem Einspritzstart durchgeführt. Eine Verzögerungszeit seit die Einspritzung startet bis die Verbrennung durchgeführt wird wird „Zündverzögerungszeit“ genannt.
3 veranschaulicht den Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf WP und den Vibrationskurvenverlauf WA, welche durch den Zylinderinnendrucksensor 14 und den Beschleunigungssensor 13 zu der Zeit des Betriebs der internen Verbrennungsmaschine E erfasst werden. Wie durch einen Abschnitt, welcher durch eine gepunktete Linie in 3 umgeben ist, angezeigt wird, können in der Verbrennung in dem ersten Zylinder 11#1 (Referenzzylinder) der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1 sowie der Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf WP in dem Referenzzylinder erlangt werden. Wie durch den oberen Teil der 3 angezeigt ist, nimmt ein Punkt, bei welchem ein Druck, welcher in dem Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf WP auftritt, schnell zunimmt, repräsentiert die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) des Referenzzylinders.
Die 4B und 4D sind vergrößerte Graphen des Abschnitts, welcher durch die gepunktete Linie in 3 umgeben wird. 4A veranschaulicht eine Änderung in einem Antriebsstrom, welcher in der Solenoidspule des Kraftstoffeinspritzventils 12 in Antwort auf das Pulssignal, welches durch die Einspritzbefehls-Signaleinstelleinheit 91 d erzeugt wird, fließt. Ein Symbol TS in 4A zeigt einen Zeitpunkt an, zu welchem der Antriebsstrom zu fließen beginnt, das heißt einen Einspritzstartbefehlszeitpunkt durch ein Anpulsen des Pulssignals, und ein Symbol TE zeigt einen Zeitpunkt an, zu welchem der Antriebsstrom Null wird, das heißt einen Einspritzstartbefehlszeitpunkt durch ein Auspulsen des Pulssignals. 4C veranschaulicht eine Änderung in der Wärme, welche mit der Verbrennung in dem Referenzzylinder erzeugt wird, welche eine Änderung in der Wärmemenge (Wärmeablassrate) ist, welche pro Einheitszeit erzeugt wird. Nach der Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) nimmt die Wärmeabgaberate rapide zu.
In einem Beispiel der 4A bis 4D nimmt zu einem Zeitpunkt TA wenn eine Zeit einer Ausbreitungsverzögerung td von dem Einspritzstartbefehlzeitpunkt TS verstrichen ist, die Amplitude des Vibrationskurvenverlaufs WA schnell zu. Die Vibration, deren Amplitude wie obenstehend beschrieben zunimmt, wird erlangt durch ein Erlauben, dass die Vibration eines Verbrennungseinspritzventils, welche verursacht wird, wenn der Ventilkörper jedes Kraftstoffeinspritzventils sich öffnet, sich entlang des Zylinderblocks 10 ausbreitet und den Beschleunigungssensor 13 erreicht. Danach nehmen zu einer vorbestimmten Zeitvorgabe nach der Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) eine Frequenz und die Amplitude des Vibrationskurvenverlaufs WA schnell zu. Die Vibration, deren Amplitude wie obenstehend beschrieben zunimmt, wird erlangt durch ein Erlauben, dass die Vibration (Verbrennungsvibration), welche durch die Verbrennung in dem Referenzzylinder verursacht wird, sich entlang des Zylinderblocks 10 ausbreitet und den Beschleunigungssensor 13 erreicht. Die Vibrationskomponente einer niedrigen Frequenz, welche in dem Vibrationskurvenverlauf WA enthalten ist, hat eine hohe Korrelation mit der Verbrennungsvibration. Hierin nachstehend wird die Niederfrequenzvibrationskomponente, welche von dem Vibrationskurvenverlauf WA durch den Tiefpassfilter extrahiert wird, der „Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB“ genannt.
In dem Vibrationskurvenverlauf WA treten die Vibrationskurvenverläufe WA#1, WA#2, WA#3 und WA#4 entsprechend den Verbrennungszeitdauern der jeweiligen Zylinder nacheinander folgend auf. Beispielsweise repräsentiert ein Kurvenverlauf eines Abschnitts, welcher der Verbrennungszeitdauer des ersten Zylinders 11#1 unter dem Vibrationskurvenverlauf WA entspricht, der Vibration, welche mit der Verbrennung des ersten Zylinders 11#1 erzeugt wird.
Ein oberer Teil der 5 veranschaulicht den Referenzvibrationskurvenverlauf WA#1, welcher der Vibrationskurvenverlauf des Referenzzylinders ist, und den Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1, und ein unterer Teil der 5 veranschaulicht einen anderen Vibrationskurvenverlauf WA#3, welcher der Vibrationskurvenverlauf des dritten Zylinders 11 ist, und den Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#3. Die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c implementiert eine Berechnung zum Ausdrücken der Vibration (Amplitudenwert) des Verbrennungsvibrationskurvenverlaufs WB#1 durch eine Funktion x(t), mit einer verstrichenen Zeit t als einer Variable. Eine Referenzzeit der verstrichenen Zeit, welche die Variable der Funktion x(t) ist, ist auf den Einspritzstartbefehlszeitpunkt TS in dem Referenzzylinder eingestellt. Die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c implementiert eine Berechnung zum Ausdrücken der Vibration (Amplitudenwert) des Verbrennungsvibrationskurvenverlaufs WB#3 durch eine Funktion y(t) mit der verstrichenen Zeit t als der Variablen. Die Referenzzeit der verstrichenen Zeit, welche die Variable der Funktion y(t) ist, ist auf den Einspritzstartbefehlszeitpunkt TS in dem dritten Zylinder 11#3 eingestellt.
Demnach sollten, wenn die Einspritzstartbefehlszeitpunkte TS zu der oberen Totpunktzeit TDC in dem Referenzzylinder und dem dritten Zylinder 11#3 miteinander identisch sind, die Kurvenverläufe der Funktion x(t) und der Funktion y(t) nahezu miteinander überlappen. In der Tat jedoch tritt, da die Verbrennungsverzögerungszeitdifferenz, welche untenstehend beschrieben ist, gegenwärtig ist, eine Phasenverschiebung zwischen der Funktion x(t) und der Funktion y(t) durch die Zeitdifferenz auf. Der Betrag der Phasenverschiebung zwischen diesen Funktionen entspricht der Phasendifferenz τ.
Die Verbrennungsstartverzögerungszeit von dem Einspritzstartbefehlszeitpunkt TS zu der Verbrennungsstartzeitvorgabe ist unterschiedlich im Wert für jeden der Zylinder, auch wenn der Kraftstoff zu derselben Einspritzstartzeitvorgabe in jedem Zylinder eingespritzt wird. Die Hauptursache solch eines Phänomens ist die Verteilungsvariation des EGR, welche obenstehend beschrieben ist. In anderen Worten gesagt ist, da die Selbstzündeeigenschaft in dem Multi-Rezirkulations-Zylinder verschlechtert wird, die Verbrennungsstartverzögerungszeit länger als diejenige in den anderen Zylindern. Die Phasendifferenz τ wird durch die Verbrennungsstartverzögerungszeit, welche zwischen den jeweiligen Zylindern unterschiedlich ist, wie obenstehend beschrieben verursacht.
Die Zeit der Ausbreitungsverzögerung td, welche obenstehend beschrieben ist, ist zwischen den jeweiligen Zylindern unterschiedlich. Eine Differenz in der Ausbreitungsverzögerung td zwischen dem Referenzzylinder und den anderen Zylindern wird „Ausbreitungsverzögerungszeitdifferenz Δtd“ genannt. In einem Beispiel der 5 entspricht eine Differenz zwischen einer Ausbreitungsverzögerung td#1 in dem Referenzzylinder und einer Ausbreitungsverzögerung td#3 in dem dritten Zylinder 11 der Ausbreitungsverzögerungszeitdifferenz Δtd.
Die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c quantifiziert die Ähnlichkeit der Funktion x(t) und der Funktion y(t) durch eine Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) mit der Phasendifferenz τ als einer Variablen. 6 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einem Wert (Kreuzkorrelationswert), welcher durch die Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) quantifiziert wird, und der Phasendifferenz τ veranschaulicht. Der Kreuzkorrelationswert ist maximal in einem Abschnitt, welcher durch eine alternierend lang und kurz gestrichelte Linie A angezeigt wird. In anderen Worten gesagt wird, wenn die Phasendifferenz τ für den Wert dieses Abschnitts eingestellt wird, die Ähnlichkeit der Funktion x(t) und der Funktion y(t) erhöht, und die Kurvenverläufe der Funktion x(t) und der Funktion y(t) überlappen einander nahezu. Hierin nachstehend bedeutet die Phasendifferenz τ lediglich das Phasendifferenzmaximum in dem Kreuzkorrelationswert. Eine Zeit, welche durch ein Addieren oder Subtrahieren der Ausbreitungsverzögerungszeitdifferenz Δtd zu oder von der Phasendifferenz τ erlangt wird, entspricht einer Differenz (Verbrennungsstartverzögerungszeitdifferenz) zwischen der Verbrennungsstartverzögerungszeit in dem Referenzzylinder und der Verbrennungsstartverzögerungszeit in dem dritten Zylinder 11#3.
Durchgezogene Linien in 7 repräsentieren die Verbrennungskurvenverläufe des Referenzzylinders, ausgedrückt durch die Funktion x(t). Gestrichelte Linien in 7 repräsentieren die Verbrennungskurvenverläufe des dritten Zylinders 11#3 ausgedrückt durch die Funktion y(t). Ein oberer Teil der 7 repräsentiert die Phasendifferenz τ zwischen der Funktion x(t) und der Funktion y(t), und ein unterer Teil der 7 repräsentiert die Funktion x(t) und die Funktion y(t), wenn eine Korrektur getätigt wird, um die Funktion x(t) durch die Phasendifferenz τ zu verzögern. Wenn die Korrektur durch die Phasendifferenz τ wie obenstehend beschrieben getätigt wird, wird bestätigt, dass die Funktion x(t) und die Funktion y(t) nahezu einander überlappen.
8 veranschaulicht einen Vorgang zum Verarbeiten, welcher durch den Mikrocomputer 91 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt ausgeführt wird, welcher während des Betriebs der internen Verbrennungsmaschine E ausgeführt wird. Wie obenstehend beschrieben ist, implementiert der Mikrocomputer 91 die Einspritzsteuerung auf der Basis der Zieleinspritzmenge, der Zieleinspritzzeitvorgabe und der Einspritzfrequenz. 8 veranschaulicht einen Vorgang zum Einstellen der Zieleinspritzzeitvorgabe entsprechend der Zielverbrennungszeitvorgabe und zum Steuern der Einspritzung.
Zuerst berechnet in Schritt S10 der 8 der Mikrocomputer 91 die Zieleinspritzzeitvorgabe auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehgeschwindigkeit, welche durch den Beschleunigungssensor 15 und den Kurbelwinkelsensor 16 erfasst werden. Im nachfolgenden Schritt S11 bestimmt der Mikrocomputer 91, ob der Zylinder in dem Verbrennungsprozess, welcher zu der jüngsten Zeit implementiert wird, der Referenzzylinder ist oder nicht.
Wenn bestätigend bestimmt wird, dass der Zylinder der Referenzzylinder ist, erlangt der Mikrocomputer 91 die Erfassungswerte, welche von dem Zylinderinnendrucksensor 14 und dem Beschleunigungssensor 13 ausgegeben werden im nachfolgenden Schritt S12 (Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf-Erlangungseinheit) und Schritt S13. Die mehreren kontinuierlichen Erfassungswerte (Spannungen) von dem Beschleunigungssensor 13 entsprechen dem Vibrationskurvenverlauf WA#1 bezogen auf die Verbrennung des Referenzzylinders. Im nachfolgenden Schritt S14 wandelt der Mikrocomputer 91 eine Spannung, welche der Erfassungswert des Zylinderinnendrucksensors 14 ist, in einen Zylinderinnendruck P(Θ) gemäß dem folgenden Ausdruck 1 um. Die mehreren kontinuierlichen Werte des umgewandelten Zylinderinnendrucks P(Θ) entsprechen dem Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf WP bezogen auf die Verbrennung des Referenzzylinders. $P (θ) = K (V S (θ) - V S (θ_{0})) + PIm$
Das Symbol K in Ausdruck 1 ist eine Konstante, welche eine Umwandlungsverstärkung des Zylinderinnendrucks zu der Spannung ist. Das Symbol VS in Ausdruck 1 ist der Erfassungswert (Spannung) des Zylinderinnendrucksensors 14. Das Symbol Θ in Ausdruck 1 ist ein Drehwinkel der Kurbelwelle und das Symbol Θ0 ist ein Drehwinkel (Ventilschließwinkel), wenn das Ansaugventil geschlossen ist. Das Symbol Plm in Ausdruck 1 ist ein Ansaugluftdruck in der Ansaugverteilungsleitung 21. Kurz gesagt ist der Zylinderinnendruck P(Θ), welcher eine Funktion der Variablen Θ ist, ein Wert, welcher durch ein Addieren des Ansaugluftdrucks in der Ansaugverteilungsleitung 21 zu einem Druck, welcher erhöht wird, nachdem das Ansaugventil beginnt, geschlossen zu werden (wenn die Kompression startet) erhalten wird.
Im nachfolgenden Schritt S15 berechnet der Mikrocomputer 91 eine Änderung in der Wärmemenge, welche durch die Verbrennung in dem Referenzzylinder mit einer Zeit erzeugt wird, als den Kurvenverlauf der Wärmeabgaberate auf der Basis des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs WP. Kurz gesagt berechnet der Mikrocomputer 91 eine Wärmeabführrate HRR(Θ) gemäß dem folgenden Ausdruck 2 auf der Basis des Zylinderinnendrucks P(Θ), welcher in Ausdruck 1 berechnet wird. $H R R (θ) = \frac{C v}{R} \cdot V (θ) \cdot \frac{d P}{d θ} + \frac{C p}{R} \cdot P (θ) \cdot \frac{d V}{d θ}$
Das Symbol Cv in Ausdruck 2 ist eine molare spezifische Wärme bei konstantem Volumen und das Symbol Cp ist eine molare spezifische Wärme bei konstantem Druck. Das Symbol V in Ausdruck 2 ist eine Zylinderkapazität in dem Zylinder. Kurz gesagt ist die Wärmeabgaberate HRR (Θ), welche eine Funktion der Variablen Θ ist, ein Wert, welcher durch ein Addieren einer Wärmeänderungsrate, welche mit einer Änderung der Zylinderkapazität erzeugt wird, zu einer Wärmeänderungsrate, welche mit einer Änderung des Zylinderinnendrucks P(Θ) erzeugt wird, erlangt wird.
Im nachfolgenden Schritt S16 (Referenzzeitvorgabeberechnungseinheit) berechnet der Mikrocomputer 91 die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) in dem Referenzzylinder auf der Basis des Kurvenverlaufs der Wärmeabgaberate. Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 91 eine Verbrennungszeitvorgabe MFB 50, welche einem Winkel entspricht, welcher 50 % einer Gesamtmenge von Wärme ist, als die Verbrennungsstartzeitvorgabe.
Im nachfolgenden Schritt S17 berechnet der Mikrocomputer 91 eine Abweichung ΔMFB 50 zwischen der Referenzzeitvorgabe TP, welche die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe MFB 50 ist, und einer Zielverbrennungszeitvorgabe MFB 50trg. Der Mikrocomputer 91 multipliziert eine vorbestimmte Rückkopplungsverstärkung mit der Abweichung ΔMFB 50, um einen Korrekturbetrag ΔTInj#1 der Einspritzzeitvorgabe zu berechnen. In anderen Worten gesagt schreibt der Mikrocomputer 91 die Zieleinspritzzeitvorgabe entsprechend der Zielverbrennungszeitvorgabe, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, durch eine Addition oder Subtraktion des Korrekturbetrags ΔTInj#1 um.
Im nachfolgenden Schritt S18 (Vibrationskurvenverlauferlangungseinheit) extrahiert der Mikrocomputer 91 den Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1 von dem Vibrationskurvenverlauf WA#1 (Referenzvibrationskurvenverlauf) mit der Verwendung eines Tiefpassfilters. Der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1, welcher auf die Extraktion bezogen ist, wird zur Berechnung in Schritt S21 verwendet, welcher später beschrieben werden wird, und zur Berechnung der Phasendifferenz τ durch die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c verwendet, welche obenstehend beschrieben ist.
Andererseits erlangt, wenn in Schritt S11 negativ bestimmt wird, dass der Zylinder nicht der Referenzzylinder ist, der Mikrocomputer 91 den Erfassungswert, welcher von dem Beschleunigungssensor 13 ausgegeben wird, im nachfolgenden Schritt S19. Die mehreren kontinuierlichen Erfassungswerte, welche demnach erlangt werden, entsprechen den anderen Vibrationskurvenverläufen WA#2, WA#3 und WA#4, welche die Vibrationskurvenverläufe der zutreffenden anderen Zylinder sind. Im nachfolgenden Schritt S20 (Vibrationskurvenverlauferlangungseinheit) extrahiert der Mikrocomputer 91 die Verbrennungsvibrationskurvenverläufe WB#2, WB#3 und WB#4 aus den jeweiligen Vibrationskurvenverläufen WA#2, WA#3 und WA#4 mit der Verwendung des Tiefpassfilters.
Im nachfolgenden Schritt S21 (Phasendifferenz-Berechnungseinheit) berechnet der Mikrocomputer 91 die Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) gemäß dem folgenden Ausdruck 3 auf der Basis der Verbrennungsvibrationskurvenverläufe WB, welche in dem jeweiligen Schritt S18 und Schritt S20 extrahiert werden. Beispielsweise berechnet, wenn der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB, welcher in Schritt S20 extrahiert wird, der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#3 bezogen auf die Verbrennung des dritten Zylinders 11 ist, der Mikrocomputer 91 die Funktion y(t), welche den Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#3 repräsentiert. Der Mikrocomputer 91 berechnet ferner die Funktion x(t), welche den Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1 bezogen auf den Referenzzylinder repräsentiert. Eine Ähnlichkeit einer Funktion y(t+τ) und einer Funktion x(t) wenn die Funktion y(t) durch die Phasendifferenz τ retardiert ist, wird durch einen Wert (Kreuzkorrelationswert) der Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) ausgedrückt. In anderen Worten gesagt ist der Kreuzkorrelationswert eine Variable der Phasendifferenz τ. $0 (τ) = \sum_{n = 0}^{N - 1} x (t) y (t + τ)$
Das Phasendifferenz τ (es sei Bezug genommen auf A in 6)-Maximum in dem Kreuzkorrelationswert der Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) ist ein Phasenverschiebungsbetrag zwischen dem Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#1 und dem Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB#3.
Im nachfolgenden Schritt S22 berechnet der Mikrocomputer 91 den Korrekturbetrag ΔTInj#1 der Einspritzzeitvorgabe des zutreffenden anderen Zylinders gemäß dem folgenden Ausdruck 4. $Δ T I n j = G \cdot (Δ M F B 50 - (τ - (t d - t d #1)) \cdot 6 N e)$
Das Symbol td in Ausdruck 1 ist eine Ausbreitungsverzögerung des zutreffenden anderen Zylinders, und das Symbol td#1 ist eine Ausbreitungsverzögerung des Referenzzylinders. Demnach repräsentiert das Symbol (td-td#1) in Ausdruck 4 die Ausbreitungsverzögerungszeitdifferenz Δtd. Das Symbol (τ-(td-td#1)) repräsentiert eine Differenz (Verbrennungsstartverzögerungszeitdifferenz) zwischen der Verbrennungsstartverzögerungszeit in dem Referenzzylinder und der Verbrennungsstartverzögerungszeit in dem anderen Zylinder, eine Differenz in der Ausbreitungsverzögerungszeit td zwischen den Zylindern in Betracht ziehend. Die Ausbreitungsverzögerungszeiten td in den jeweiligen Zylindern sind Ergebnisse eines Test, welcher vorab implementiert wird, und Werte, welche in dem Mikrocomputer 91 im Vorab gespeichert werden, werden für die Ausbreitungsverzögerungszeiten td verwendet.
Das Symbol Ne in Ausdruck 1 ist eine Maschinendrehgeschwindigkeit beziehungsweise Maschinendrehzahl. Demnach ist ((τ-(td-td#1)) · 6Ne) in Ausdruck 4 ein Wert, welcher durch ein Umwandeln der Verbrennungsstartverzögerungszeitdifferenz in den Kurbelwinkel erhalten wird. Kurz gesagt wird der Korrekturbetrag ΔTInj#1 bezogen auf den anderen Zylinder berechnet auf der Basis des Korrekturbetrags ΔTInj#1 bezogen auf den Referenzzylinder, welcher in Schritt S17 berechnet wird, der Phasendifferenz τ (Phasenverschiebungsbetrag), welche in Schritt S21 berechnet wird, und der Ausbreitungsverzögerungszeitdifferenz Δtd.
Ein Wert der Zieleinspritzzeitvorgabe, welche in dem Einspritzzeitvorgabekennfeld gespeichert ist, welches obenstehend beschrieben ist, ist der Maschinendrehgeschwindigkeit und der Maschinenlast zugeordnet, und wird durch den Korrekturbetrag ΔTInj#1 bezogen auf den Referenzzylinder korrigiert und aktualisiert, welcher in Schritt S17 berechnet wird. In anderen Worten gesagt wird der Korrekturbetrag ΔTInj#1 auf der Basis des Erfassungswertes des Zylinderinnendrucksensors 14 gelernt, und die Einspritzzeitvorgabe wird geregelt. Andererseits wird der Korrekturbetrag ΔTInj, welcher auf den anderen Zylinder bezogen ist, welcher in Schritt S22 berechnet wird, in einem Einspritzzeitvorgabekorrekturkennfeld in Verbindung mit der Maschinendrehgeschwindigkeit und der Maschinenlast gespeichert.
Im nachfolgenden Schritt S23 (Steuereinheit) wird das Kraftstoffeinspritzventil 12 des Zylinders 11 bezogen auf den nachfolgenden Verbrennungsprozess einspritz-gesteuert auf der Basis der Zielverbrennungszeitvorgabe, welche in Schritt S10 berechnet wird, und dem Einspritzzeitvorgabekorrekturbetrag, welcher in Schritt S17 und Schritt S22 berechnet wird. In anderen Worten gesagt steuert bei der Einspritzung des Referenzzylinders der Mikrocomputer 91 die Puls-An-Zeitvorgabe des Pulssignals, um die Einspritzzeitvorgabe zu erlangen, welche der Zielverbrennungszeitvorgabe entspricht, unter Bezugnahme auf das Einspritzzeitvorgabekennfeld, welches in Schritt S17 gelernt wird. Andererseits korrigiert bei der Einspritzung des anderen Zylinders der Mikrocomputer 91 die Puls-An-Zeitvorgabe, welche unter Bezugnahme auf das Einspritzzeitvorgabekennfeld berechnet wird, welches in Schritt S17 gelernt wird, auf der Basis des Einspritzzeitvorgabekorrekturkennfeldes, welches in Schritt S22 gelernt wird.
Mit der obigen Konfiguration gemäß dieser Ausführungsform werden Vorteile, welche untenstehend beschrieben sind, geboten.
(1) In dieser Ausführungsform berechnet der Mikrocomputer 91 die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) in dem ersten Zylinder 11#1, welcher der Referenzzylinder ist, auf der Basis des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs WP, welcher von dem Zylinderinnendrucksensor 14 erlangt wird. Ein Abschnitt, welcher dem Referenzzylinder in dem Vibrationskurvenverlauf WA entspricht, welcher von dem Beschleunigungssensor 13 erlangt wird, wird als der Referenzvibrationskurvenverlauf WA#1 eingestellt und Abschnitte, welche dem zweiten Zylinder 11#2, dem dritten Zylinder 11#3 und dem vierten Zylinder 11#4 (anderer Zylinder) entsprechen, werden jeweils als die anderen Vibrationskurvenverläufe WA#2, WA#3 und WA#4 eingestellt. Der Mikrocomputer 91 steuert die Einspritzzeitvorgabe von Kraftstoff in die anderen Zylinder auf der Basis der Phasendifferenzen τ#1, τ#2, τ#3 und τ#4 zwischen dem Referenzvibrationskurvenverlauf WA#1 und den anderen Vibrationskurvenverläufen WA#2, WA#3 und WA#4 und der Referenzzeitvorgabe TP.
In diesem Beispiel ist, auch wenn die Einspritzzeitvorgabe und die Einspritzmenge von Kraftstoff zwischen den jeweiligen Zylindern identisch sind, die Verbrennungszeitvorgabe unterschiedlich für jeden der Zylinder 11. Eine Ursache ist die Verteilungsvariation des EGR. In anderen Worten gesagt wird in dem Zylinder 11, welcher groß in der Menge der Verteilung des EGR ist, da die Zündbarkeit verschlechtert wird, eine Zündverzögerungszeit länger, und die Verbrennungsstartzeitvorgabe wird später.
Im Übrigen kann, da der Vibrationskurvenverlauf WA durch den Beschleunigungssensor 13 eine Änderung in dem Zylinderinnendruck, welche durch die Verbrennung verursacht wird, indirekt aufgrund der Vibration des Zylinderblocks 10 aufnimmt, die Verbrennungsstartzeitvorgabe nicht mit hoher Präzision nicht erfasst werden. Die Phasendifferenzen τ#2, τ#3 und τ#3 zwischen dem Referenzvibrationskurvenverlauf WA#1 und den anderen Vibrationskurvenverläufen WA#2, WA#3 und WA#4 jedoch repräsentieren die Differenzen zwischen der Verbrennungsstartzeitvorgabe des Referenzzylinders und den Verbrennungsstartzeitvorgaben der anderen Zylinder mit hoher Präzision. Aus diesem Grund kann die Verbrennungsstartzeitvorgabe der anderen Zylinder mit hoher Präzision auf der Basis der Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP), welche durch den Zylinderinnendrucksensor 14 mit hoher Präzision erfasst wird, und den Phasendifferenzen τ#2, τ#3 und τ#4 erfasst werden.
In dieser Ausführungsform, die das Obige in Betracht zieht, kann da der Mikrocomputer 91 die Phasendifferenzen τ#2. τ#3 und τ#4 berechnet und die Einspritzzeitvorgaben der jeweiligen anderen Zylinder auf der Basis der Phasendifferenz τ und der Referenzzeitvorgabe TP steuert, demnach der Mikrocomputer 91 die Verbrennungsstartzeitvorgaben der anderen Zylinder mit hoher Präzision steuern. Mit der obigen Konfiguration können gemäß dieser Ausführungsform die Verbrennungsstartzeitvorgaben in sowohl dem Referenzzylinder als auch den anderen Zylindern ohne ein Benötigen des Vorsehens des Zylinderinnendrucksensors 14 in jedem der Zylinder 11 erfasst werden. Demnach kann die Steuerung der Verbrennungsstartzeitvorgaben für alle der Zylinder 11 mit hoher Präzision realisiert werden, ohne eine bemerkenswerte Zunahme in den Kosten zu verursachen.
(2) Beispielsweise kann die Phasendifferenz τ#3 zwischen dem Referenzvibrationskurvenverlauf WA#1 und dem anderen Vibrationskurvenverlauf WA#3, welcher in 7 veranschaulicht ist, wie folgt entgegen dieser Ausführungsform berechnet werden. In anderen Worten gesagt kann ein Verschiebebetrag zwischen einem Peakzeitpunktsmaximum in der Amplitude des Referenzvibrationskurvenverlaufs WA#1 und einem Peakzeitpunktsmaximum in der Amplitude des anderen Vibrationskurvenverlaufs WA#3 als die Phasendifferenz berechnet werden. Kurz gesagt kann die Zeitvorgabe, bei welcher die Merkmale der jeweiligen Vibrationskurvenverläufe hervortreten, berechnet werden, und der Verschiebebetrag dieser Zeitvorgaben kann als die Phasendifferenz berechnet werden.
Ein Punkt jedoch, der das Merkmal des Vibrationskurvenverlaufs ist, ändert sich abhängig von dem Verbrennungszustand. Beispielsweise ist das Merkmal des Vibrationskurvenverlaufs unterschiedlich zwischen einem Fall des Verbrennungszustandes, in welchem die Wärmeabgaberate schnell in einer kurzen Zeit zunimmt und einem Fall des Verbrennungszustands, in welchem die Wärmeabgaberate langsam zunimmt. Das Merkmal des Vibrationskurvenverlaufs ist unterschiedlich zwischen einem Fall der Mehrstufeneinspritzungen und einem Fall der einzelnen Einspritzung. Auf diesem Wege kann, da das Merkmal des Vibrationskurvenverlaufs unterschiedlich abhängig von dem Verbrennungszustand ist, wenn der Verschiebebetrag der Merkmalsauftrittszeitvorgabe als die Phasendifferenz berechnet wird, wie obenstehend beschrieben ist, die Phasendifferenz, welche die Differenz in der Verbrennungsstartzeitvorgabe mit hoher Präzision repräsentiert, nicht erlangt werden.
In dieser Ausführungsform quantifiziert unter Berücksichtigung des Obigen die Phasendifferenz-Berechnungseinheit 91c die Ähnlichkeit des Referenzvibrationskurvenverlaufs WA#1 und der anderen Vibrationskurvenverläufe WA#2, WA#3 und WA#4 durch die Kreuzkorrelationfunktion φ(τ), um die Phasendifferenzen τ#2, τ#3 und τ#4 zu berechnen. Gemäß der obigen Konfiguration wird der Grad des Überlappens der jeweiligen Vibrationskurvenverläufe, wenn die Phasendifferenz τ geändert wird, als der Kreuzkorrelationswert quantifiziert und das Maximum der Phasendifferenz τ in dem Kreuzkorrelationswert wird berechnet. Aus diesem Grund kann, verglichen mit einem Fall, in welchem die Merkmale der jeweiligen Vibrationskurvenverläufe quantifiziert werden, und die Differenz zwischen den Vibrationskurvenverläufen als die Phasendifferenz berechnet wird, die Phasendifferenz, welche die Differenz in der Verbrennungsstartzeitvorgabe repräsentiert, mit hoher Präzision erlangt werden. Kurz gesagt kann, da die Merkmale der jeweiligen Vibrationskurvenverläufe zum Vergleich nicht quantifiziert werden, sondern der Grad des Überlappens der Formen per se der Vibrationskurvenverläufe quantifiziert wird, um die Phasendifferenz zu berechnen, die Phasendifferenz mit hoher Präzision erlangt werden.
(3) Da eine Route und eine Länge zum Erlauben, dass sich die Verbrennungsvibration entlang des Zylinderblocks 10 ausbreitet und den Beschleunigungssensor 13 erreicht, gemäß der Montageposition des Beschleunigungssensors 13 unterschiedlich sind, sind die Ausbreitungsverzögerungen td#1, td#2, td#3 und td#4 für jeden der Zylinder 11 unterschiedlich. Demnach ist der Verbrennungsvibrationskurvenverlauf WB in dem Vibrationskurvenverlauf WA in einem Zustand enthalten, in dem die Phase durch die Ausbreitungsverzögerung td verzögert ist, die Ausbreitungsverzögerung td jedoch unterschiedlich für jeden der Zylinder ist. Demnach repräsentiert die Phasendifferenz τ, welche aus der Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) erlangt wird, die Differenz in der Zündungsverzögerungszeit nicht mit hoher Präzision. Beispielsweise ist die Ausbreitungszeit td#1 des ersten Zylinders 11#1 unterschiedlich von der Ausbreitungszeit td#3 des dritten Zylinders 11#3. Aus diesem Grund weist die Phasendifferenz τ#3, welche durch die Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) erlangt wird, ferner eine Differenz zwischen den Ausbreitungszeiten td#1 und td#3 auf.
In dieser Ausführungsform steuert, das Obige in Betracht ziehend, die Steuereinheit (Schritt S23) die Einspritzzeitvorgaben von Kraftstoff in die anderen Zylinder auf der Basis der Ausbreitungsverzögerungen td, welche für die jeweiligen Zylinder 11 vorab eingestellt werden, zusätzlich zu der Referenzzeitvorgabe TP und der Phasendifferenz τ. Aus diesem Grund wird beispielsweise in dem Fall der 7 eine Differenz (td#3-td#1) der Ausbreitungszeit td von der Phasendifferenz τ#3 subtrahiert und die Einspritzzeitvorgabe des dritten Zylinders 11#3 (anderer Zylinder) kann gesteuert werden. Demnach kann, da eine Tatsache, dass die Ausbreitungsverzögerung td zwischen den Zylindern unterschiedlich ist, ebenso berücksichtigt wird, eine Präzision in der Erfassung der Verbrennungsstartzeitvorgabe verbessert werden.
(4) Eine Zeit (Verbrennungsverzögerungszeit), seit der das Kraftstoffeinspritzventil 12 beginnt, mit Leistung versorgt zu werden, bis die Verbrennung durchgeführt wird, wird länger, wenn die Menge von EGR-Gas größer wird. Aus diesem Grund ist in dem Zylinder (Multi-Rezirkulations-Zylinder), welcher in der Menge des EGR-Gases am größten ist, der Grad des Verlängerns der Verbrennungsverzögerungszeit mit einer Zunahme in dem EGR-Gas größer. Aus diesem Grunde ist es, wenn das EGR-Gas zunimmt, wünschenswert, dass die verlängerte Verbrennungsverzögerungszeit früh erfasst wird, und zu der Einspritzsteuerung zurückgemeldet wird.
In dieser Ausführungsform wird, das Obige in Betracht ziehend, der Zylinderinnendrucksensor 14 an dem Multi-Rezirkulations-Zylinder angebracht. Aus diesem Grund kann in dem Multi-Rezirkulations-Zylinder, in dem die Verbrennungsverzögerungszeit wahrscheinlich verlängert wird, eine Tatsache, dass die Verbrennungsverzögerungszeit länger wird, früh erfasst werden, und zu der Einspritzsteuerung zurückgemeldet werden. Demnach kann, wenn der Betriebszustand der internen Verbrennungsmaschine E sich schnell ändert, und die Menge von EGR-Gas sich schnell ändert, es schnell realisiert werden, die aktuelle Verbrennungszeitvorgabe mit der Zielverbrennungszeitvorgabe in Übereinstimmung zu bringen.
(5) Da die Vibration, welche durch die Verbrennung verursacht wird, kleiner ist, wenn die Menge von EGR-Gas größer ist, wird die Amplitude, welche in dem Vibrationskurvenverlauf WA auftritt kleiner, und es gibt Bedenken hinsichtlich der Verschlechterung in der Präzision der Phasendifferenz τ. In dieser Ausführungsform wird, das Obige in Betracht ziehend, der Beschleunigungssensor an einer Position der internen Verbrennungsmaschine E angebracht, welche am nähesten zu dem Multi-Rezirkulations-Zylinder ist. Aus diesem Grund kann das obige Bedenken, welches durch die Tatsache verursacht wird, dass die Verbrennungsvibration in dem Multi-Rezirkulations-Zylinder klein ist, unterdrückt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Bisher werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedentlich geändert und durchgeführt werden, wie untenstehend beispielhaft beschrieben ist. Zusätzlich zu der Kombination von Komponenten, für welche eine Ermöglichung von spezifischen Kombinationen in jeder der Ausführungsformen genannt ist, können die Ausführungsformen teilweise miteinander kombiniert werden, auch wenn keine Stellungnahme gegenwärtig ist, insbesondere solange kein Problem in der Kombination auftritt.
In einer Ausführungsform, welche in 8 veranschaulicht ist, wird eine Phasendifferenz τ mit der Verwendung einer Kreuzkorrelationsfunktion φ(τ) berechnet. Im Gegensatz dazu kann ein Verschiebebetrag zwischen dem Peakzeitpunktsmaximum in der Amplitude in einer vorbestimmten Zeitdauer des Referenzvibrationskurvenverlaufs WA#1 und einem Peakzeitpunktsmaximum in der vorbestimmten Zeitdauer des anderen Vibrationskurvenverlaufs WA#3 als die Phasendifferenz berechnet werden.
In Schritt S16 der 8 wird die Verbrennungszeitvorgabe MFB 50 entsprechend dem Winkel, welcher 50 % der Gesamtmenge von Wärme ist, als die Verbrennungsstartzeitvorgabe berechnet. Im Gegensatz dazu kann eine Zeitvorgabe entsprechend einem Zwischenwinkel zwischen einem Winkel, welcher 10 % der gesamten Wärmemenge und einem Winkel, welcher 90 % der gesamten Wärmemenge ist, als die Verbrennungsstartzeitvorgabe berechnet werden. Alternativ kann ein Differenzialwert zu jedem Zeitpunkt des Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs WB berechnet werden, und ein Zeitpunkt, wann der Differenzialwert größer als ein vorbestimmter Wert wird, kann als die Verbrennungsstartzeitvorgabe (Referenzzeitvorgabe TP) berechnet werden.
In der Ausführungsform, welche in 1 veranschaulicht ist, wird die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Steuerung für das Kraftstoffeinspritzventil 12 der Dieselmaschine angewandt. Im Gegensatz dazu kann die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Kraftstoffeinspritzsteuerung einer Direkteinspritzmaschine angewandt werden, welche Kraftstoff direkt in Verbrennungskammern einspritzt, welche eine Benzinmaschine vom Zündungstyp ist.
Es kann bestimmt werden, ob eine Abnormalität gegenwärtig ist oder nicht, auf Basis der Verbrennungsstartzeitvorgabe des anderen Zylinders, welche auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz erfasst wird. Beispielsweise wird die Verbrennungsstartverzögerungszeit auf der Basis der erfassten Verbrennungsstartzeitvorgabe des anderen Zylinders berechnet, und wenn die berechnete Verbrennungsstartverzögerungszeit gleich zu oder länger als eine vorbestimmte Zeit ist, wird bestimmt, dass die Abnormalität auftritt. Die Ursache der Abnormalität ist die Verwendung von ungeeignetem Kraftstoff oder eine Fehlfunktion in dem Kraftstoffeinspritzventil 12 oder der Kraftstoffpumpe.
In der Ausführungsform, welche in 1 veranschaulicht ist, ist der Beschleunigungssensor 13 an dem Zylinderblock 10 befestigt. Der Beschleunigungssensor 13 kann jedoch an einem Zylinderkopf (nicht veranschaulicht) befestigt sein.
Die Einheiten und/oder Funktionen, welche durch die ECU 90 (Steuervorrichtung) vorgesehen sind, können durch eine Software vorgesehen sein, welche auf einem substantiellen Speichermedium aufgezeichnet ist, und einen Computer, welcher die Software ausführt, nur durch Software, nur durch Hardware oder die Kombination der Software und der Hardware. Beispielsweise kann, wenn die Steuervorrichtung durch eine Schaltung der Hardware vorgesehen ist, die Steuervorrichtung durch eine digitale Schaltung oder eine analoge Schaltung einschließlich mehrerer Logikschaltungen vorgesehen sein.
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist vorgesehen, um verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen zu umfassen. Zusätzlich sind neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen andere Kombinationen und Konfigurationen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element aufweisen, ebenso innerhalb des Gedankens und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf-Erlangungseinheit (S12), welche einen Zylinderinnendruck-Kurvenverlauf (WP), welcher eine Änderung in einem Zylinderinnendruck eines Referenzzylinders (11#1) mit der Zeit repräsentiert, von einem Zylinderinnendrucksensor (14) erlangt, welcher an dem Referenzzylinder (11#1) einer Mehrzahl von Zylindern (11#1, 11#2, 11#3, 11#4) angebracht ist, welche in einer internen Verbrennungsmaschine (E) vorgesehen sind; eine Referenzzeitvorgabe-Berechnungseinheit (S16), welche eine Referenzzeitvorgabe (TP), welche eine Verbrennungsstartzeitvorgabe in dem Referenzzylinder (11#1) ist, auf der Basis des erlangten Zylinderinnendruck-Kurvenverlaufs (WP) berechnet; eine Vibrationskurvenverlauf-Erlangungseinheit (S18, S20), welche einen Vibrationskurvenverlauf (WA), der eine Änderung in der Vibration der internen Verbrennungsmaschine (E), die durch eine Verbrennung verursacht wird, mit der Zeit repräsentiert, von dem Beschleunigungssensor (13) erlangt, welcher an der internen Verbrennungsmaschine (E) angebracht ist; eine Phasendifferenz-Berechnungseinheit (S21), welche eine Phasendifferenz (τ#2, τ#3, τ#4) zwischen einem Referenzvibrationskurvenverlauf (WA#1) und anderen Vibrationskurvenverläufen (WA#2, WA#3, WA#4) berechnet, wenn ein Kurvenverlauf unter den Vibrationskurvenverläufen, der einer Verbrennungszeitdauer in dem Referenzzylinder (11#1) entspricht, der Referenzvibrationskurvenverlauf genannt wird, und Kurvenverläufe, die Verbrennungszeitdauern in den anderen Zylindern (11#2, 11#3, 11#4) anders als dem Referenzzylinder (11#1) entsprechen, die anderen Vibrationskurvenverläufe genannt werden; und eine Steuereinheit (S23), welche eine Einspritzzeitvorgabe von Kraftstoff in den Referenzzylinder (11#1) auf der Basis der Referenzzeitvorgabe steuert, und Einspritzzeitvorgaben des Kraftstoffs in die anderen Zylinder (11#2, 11#3, 11#4) auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz steuert.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Phasendifferenz-Berechnungseinheit (S21) eine Ähnlichkeit des Referenzvibrationskurvenverlaufs (WA#1) und der anderen Vibrationskurvenverläufe (WA#2, WA#3, WA#4) durch eine Kreuzkorrelationsfunktion quantifiziert, um die Phasendifferenz zu berechnen.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenn Zeiten seitdem die Leistungsversorgung von Kraftstoffeinspritzventilen (12#1, 12#2, 12#3, 12#4), welche in den jeweiligen Zylindern (11#1, 11#2, 11#3, 11#4) vorgesehen sind, beginnt bis dann, wann die Vibration zu dem Beschleunigungssensor (13) ausgebreitet ist, Ausbreitungszeiten (td#1, td#2, td#3, td#4) genannt werden, die Steuereinheit (S23) Einspritzzeitvorgaben des Kraftstoffs in die anderen Zylinder (11#2, 11#3, 11#4) auf der Basis der Referenzzeitvorgabe und der Phasendifferenz sowie den Ausbreitungszeiten, welche für die jeweiligen Zylinder (11#2, 11#3, 11#4) voreingestellt sind, steuert.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die interne Verbrennungsmaschine (E) eine Rezirkulationsleitung (40) aufweist, welche einen Teil von Abgas in ein Ansauggas als ein Rezirkulationsgas rezirkuliert, und eine Ansaugverteilungsleitung (21), welche das Ansauggas, in welchem das Zirkulationsgas und frische Luft miteinander gemischt werden, zu der Mehrzahl von Zylindern (11#1, 11#2, 11#3, 11#4) verteilt, und wenn ein Zylinder (11#1, 11#2, 11#3, 11#4), in welchem die Menge von Rezirkulationsgas, welches in dem verteilten Ansauggas enthalten ist, unter der Mehrzahl von Zylindern am größten ist, ein Multi-Rezirkulations-Zylinder genannt wird, der Zylinderinnendrucksensor (14) an dem Multi-Rezirkulations-Zylinder angebracht ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die interne Verbrennungsmaschine (E) eine Rezirkulationsleitung (40) aufweist, welche einen Teil von Abgas in Ansaugluft als ein Rezirkulationsgas rezirkuliert, und eine Ansaugverteilungsleitung (21), welche die Ansaugluft, in welcher das Rezirkulationsgas und frische Luft miteinander gemischt werden, zu der Mehrzahl von Zylindern (11#1, 11#2, 11#3, 11#4) verteilt, und wenn ein Zylinder (11#1, 11#2, 11#3, 11#4), in welchem die Menge von Rezirkulationsgas, welches in der verteilten Ansaugluft enthalten ist, unter der Mehrzahl von Zylindern am größten ist, ein Multi-Rezirkulations-Zylinder genannt wird, der Beschleunigungssensor (13) an einer Position der internen Verbrennungsmaschine (E) angebracht ist, welche am nähesten zu dem Multi-Rezirkulations-Zylinder ist.