DE102016110519B4

DE102016110519B4 - Verbrennungssystem-Controller

Info

Publication number: DE102016110519B4
Application number: DE102016110519.8A
Authority: DE
Inventors: Shinya Hoshi; Atsunori Okabayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: JP6421702B2; JP2017002846A; US20160363074A1; US9845755B2; DE102016110519A1

Abstract

Verbrennungssystem-Controller, der einen Betrieb eines Verbrennungssystems umfassend einen Verbrennungsmotor (10) steuert, aufweisend:einen Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnitt (80, 80a, S10), der Mischungsverhältnisse von verschiedenen in einem Kraftstoff enthaltenen Komponenten erfasst;einen Injektionsstatus-Schätzabschnitt (80, 80a, S25), der einen Injektionsstatus des in eine Verbrennungskammer (11a) des Verbrennungsmotors eingespritzten Kraftstoffs basierend auf den Mischungsverhältnissen als eine Injektionskennzahl schätzt, undeinen Steuerungsabschnitt (80, 80a, S15, S16), der den Betrieb des Verbrennungssystems zumindest basierend auf dem Schätzergebnis des Injektionsstatus-Schätzabschnitts steuert, wobeies sich bei der Komponente, die ein Schätzziel des Mischungsverhältnisses ist, um eine Komponente handelt, die nach der Art oder dem Typ der Molekülstruktur unterteilt ist, unddie Injektionskennzahl enthälteine Eindringungskraftkennzahl, die eine Leichtigkeit eines Anstiegs der Eindringungskraft des Kraftstoffs aufzeigt, der in die Verbrennungskammer injiziert wird, undeine Partikeldurchmesser-Kennzahl, die eine Leichtigkeit der Abnahme eines Partikeldurchmessers des einen Sprühnebel darstellenden Kraftstoffs aufzeigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Verbrennungssystem-Controller, der einen Betrieb eines Verbrennungssystems steuert.
HINTERGRUND
Bezüglich eines Kraftstoffs, der in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, der in einem Verbrennungssystem beinhaltet ist, weist der einem Verbraucher zugeführte Kraftstoff verschiedene Eigenschaften auf, und eine Kennzahl, die eine der Eigenschaften aufzeigt, ist ein Cetanwert, welcher einer Zündwilligkeit entspricht. Wenn der Kraftstoff mit niedrigem Cetanwert zugeführt wird, ist die Zündwilligkeit schlechter. Deshalb wird ein Steuerziel des Verbrennungssystems wie etwa ein Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs, eine Einspritzmenge des Kraftstoffs, ein Einspritzdruck, und eine AGR-Menge verändert, um leichter zu zünden.
Gemäß der JP 2013- 24 138 A korreliert der Cetanwert mit einer Kraftstoffdichte. Die Kraftstoffdichte wird detektiert, um den Cetanwert zu schätzen, und das Steuerziel wird gemäß eines Schätzergebnisses verändert. Deshalb können ein nicht-verbrannter Kohlenwasserstoff (HC), ein NOx, Feinstaub (PM), die in einem Abgas enthalten sind, reduziert werden, und ein Kraftstoffverbrauch kann verbessert werden.
Die US 2011 / 0 079 194 A1 offenbart ein Verbrennungszeitpunkt-Vorhersageverfahren für einen Selbstentzündungs-Verbrennungsmotor mit Kompression, das die folgenden Schritte umfasst: Spezifizieren von Typen einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffkomponenten, die in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff enthalten sind, und Anteilen der jeweiligen Typen in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff; Berechnen eines Wertes einer ersten Funktion, die als Funktion der Temperatur für jeden der Typen dient, auf der Grundlage einer Temperatur in einem Brennraum des Verbrennungsmotors; Berechnen, auf der Grundlage des Anteils und der ersten Funktion, die sich auf jeden der Typen beziehen, eines Wertes einer zweiten Funktion, die eine Funktion ist, deren Wert als Reaktion auf eine Erhöhung des Wertes der ersten Funktion und/oder des Anteils für jeden der Typen; Integrieren der Werte der zweiten Funktion in Bezug auf die jeweiligen Typen; und Vorhersagen, auf der Grundlage des integrierten Wertes der Werte der zweiten Funktion, dass der Verbrennungszeitpunkt des Kohlenwasserstoffbrennstoffs in dem Verbrennungsmotor stetig später sein wird, wenn der integrierte Wert zunimmt. Infolgedessen kann der Verbrennungszeitpunkt des Kohlenwasserstoffkraftstoffs in dem Selbstentzündungs-Verbrennungsmotor mit Selbstzündung mit maximaler Genauigkeit vorhergesagt werden.
Eine Rußerzeugungsmengenschätzvorrichtung gemäß der US 2010 / 0 058 832 A1 erhält eine Erzeugungsgeschwindigkeit eines Rußvorläufers (dementsprechend die Konzentration des Vorläufers) unter Berücksichtigung der Bildung des Vorläufers aus Kraftstoff, der thermischen Zersetzung des gebildeten Vorläufers und der Bildung von Ruß aus dem gebildeten Vorläufer und schätzt eine Erzeugungsgeschwindigkeit von Ruß (dementsprechend die Rußkonzentration (die Erzeugungsmenge von Ruß)) unter Berücksichtigung der Bildung von Ruß aus dem Vorläufer, die von der Konzentration des Vorläufers abhängt, und der Oxidation des gebildeten Rußes. Die Vorrichtung verwendet ein Reaktionsmodell, bei dem der Reaktionsprozess, bei dem Ruß aus Kraftstoff erzeugt wird, in zwei Schritte unterteilt ist; ein Reaktionsprozess, bei dem ein Vorläufer aus Kraftstoff erzeugt wird, und ein Reaktionsprozess, bei dem Ruß aus dem Vorläufer erzeugt wird. Somit können Phänomene wie eine „Verzögerung der Rußerzeugung“ in dem Reaktionsprozess, bei dem Ruß aus Kraftstoff erzeugt wird, genau simuliert werden.
Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß der US 2005 / 0 188 948 A1 ist so konfiguriert, um eine Kraftstoffeigenschaft zu berücksichtigen, wenn ein Drehmomentabfall kompensiert wird, der auftritt, wenn ein vorgeschriebener Verbrennungssteuermodus ausgeführt wird. Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung ist konfiguriert, um einen ersten Modifikationskoeffizienten, der zum Modifizieren eines ersten Drehmomentkorrekturkoeffizienten ausgelegt ist, der einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem spezifischen Gewicht des Kraftstoffs entspricht, einen zweiten Modifikationskoeffizienten, der zum Modifizieren eines zweiten Drehmomentkorrekturkoeffizienten ausgelegt ist, der einer Arbeitsgasmenge basierend auf dem spezifischen Gewicht des Kraftstoffs entspricht und einen dritten Modifikationskoeffizienten, der entworfen ist, um einen dritten Drehmomentkorrekturkoeffizienten zu modifizieren, der einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf einem aromatischen Komponentengehaltsverhältnis des Kraftstoffs entspricht, zu berechnen. Die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung ist dann konfiguriert, um den ersten, zweiten und dritten Modifikationskoeffizienten miteinander zu multiplizieren, um einen Modifikationskoeffizienten zum Modifizieren eines Drehmomentkorrekturwerts zu berechnen.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist jedoch bekannt, dass sich die in einem Kraftstoff enthaltenen Komponenten unterscheiden, wenn der Kraftstoff verschieden ist, und sich ein Mischungsverhältnis jeder der Komponenten unterscheidet, wenn der Kraftstoff verschieden ist. Deshalb, wenn die Cetanwerte gleich sind und die tatsächlich in den Kraftstoffstoffen beinhalteten Komponenten verschieden voneinander sind, unterscheiden sich die Mischungsverhältnisse der Komponenten. Somit besteht eine Beschränkung bei einer herkömmlichen Steuerung bei der Veränderung des Steuerziels gemäß des Cetanwerts dahingehend, dass die herkömmliche Steuerung optimal entsprechend dem Kraftstoff ausgeführt wird.
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Verbrennungssystem-Controller bereitzustellen, der ein Verbrennungssystem präzise in einem erforderlichen Zustand steuert.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung steuert der Verbrennungssystem-Controller einen Betrieb eines Verbrennungssystems beinhaltend einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungssystem-Controller umfasst einen Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnittabschnitt, der die Mischungsverhältnisse von verschiedenen in einem Kraftstoff beinhalteten Komponenten erfasst, und einen Steuerungsabschnitt, der den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den durch den Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnitt erfassten Mischungsverhältnissen steuert.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Verbrennungssystem-Controller den Betrieb des Verbrennungssystems gemäß den Mischungsverhältnissen der verschiedenen in dem Kraftstoff beinhalteten Komponenten steuern. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Steuerung mithilfe des Cetanwerts kann der Verbrennungssystem-Controller verschiedene Zustände wie etwa eine Emission, ein Antriebsdrehmoment, und einen Kraftstoffverbrauchsgrad, und ein Gleichgewicht der Zustände genau in einem erforderlichen Zustand steuern.
Figurenliste
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden. In den Zeichnungen ist:

1 ein Diagramm, das einen Verbrennungssystem-Controller gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und ein Verbrennungssystem eines Verbrennungsmotors, auf den der Verbrennungssystem-Controller angewendet wird, zeigt;
2 ein Diagramm, das eine Zündverzögerungszeit zeigt;
3 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Vielzahl an Zündverzögerungszeiten, Verbrennungsparametern, die eine Leichtigkeit der Verbrennungen aufzeigen, und Mischmengen der verschiedenen Komponenten zeigt;
4 ein Diagramm, das eine Beziehung zeigt zwischen einer Kennlinie, die eine Variation der Zündverzögerungszeit aufzeigt, die aufgrund einer Zylindersauerstoffkonzentration entsteht, und einem Molekülstruktur-Typ eines Kraftstoffs;
5 ein Diagramm, das eine Beziehung zeigt zwischen einer Kennlinie, die eine Variation der Zündverzögerungszeit aufzeigt, die aufgrund einer Zylindertemperatur entsteht, und dem Molekülstruktur-Typ des Kraftstoffs;
6 ein Diagramm, das eine Beziehung zeigt zwischen der Kennlinie, die basierend auf der Zündverzögerungszeit spezifiziert ist, und einem Mischungsverhältnis des Molekülstruktur-Typs;
7 ein Ablaufdiagramm, das einen Verfahrensablauf eines Mikro-Computers zeigt, bei dem es sich um einen Steuerungsablauf eines Betriebs eines Verbrennungssystems handelt;
8 ein Ablaufdiagramm, dass den Steuerungsablauf des Betriebs des Verbrennungssystems zeigt, der von dem Verbrennungssystem-Controller ausgeführt wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
9 ein Diagramm, das eine Beziehung zeigt zwischen einer Emission, einem Verbrennungszustand, einem Injektionszustand, und den Mischmengen von verschiedenen Komponenten.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen kann ein Teil, das einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Element entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine redundante Erläuterung des Teils kann entfallen. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform für die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn nicht explizit beschrieben wurde, dass dies möglich ist. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht explizit beschrieben wurde, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt die Kombination stellt keine Bedrohung dar.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen kann ein Teil, das einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Element entspricht, kann mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine redundante Erläuterung des Teils kann entfallen. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in jeder Ausführungsform verändert ist, können die anderen Teile der Konfiguration gleich wie in einem vorherigen Ausführungsformen konfiguriert sein.
(Erste Ausführungsform)
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Verbrennungssystem-Controller basierend auf einem elektronischen Steuergerät (ECU) 80, das in 1 gezeigt ist, begründet. Das elektronische Steuergerät ECU 80 beinhaltet einen Mikrocomputer 80a, eine Eingangsverarbeitungsschaltung (nicht gezeigt), und eine Ausgangsverarbeitungsschaltung (nicht gezeigt). Der Mikrocomputer 80a umfasst einen Prozessor (CPU, nicht gezeigt) und einen Speicher 80b. Da die CPU ein spezifisches, in dem Speicher 89b gespeichertes Programm ausführt, steuert der Mikrocomputer 80a die Vorgänge eines Kraftstoffinjektors 15, einer Kraftstoffpumpe 15p, eines Abgasrückführungsventils (AGR) 17a, eines Temperaturregulierungsventils 17d, und einer Ladeluft-Druckregulierungsvorrichtung 26, die in dem Verbrennungssystem umfasst sind. Ein Verbrennungszustand in einem in dem Verbrennungssystem beinhaltenen Verbrennungsmotor 10 wird durch die obigen Steuerorgane in einem erforderlichen Zustand gesteuert. Das Verbrennungssystem und das elektronische Steuergerät ECU 80 werden an einem Fahrzeug verbaut, und das Fahrzeug bewegt sich durch Verwendung einer Ausgabe der Verbrennungsmotors 10 als Antriebsquelle.
Der Verbrennungsmotor 10 umfasst einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, und einen Kolben 13. Der Zylinderkopf 12 ist mit einem Einlassventil 14in, einem Abgasventil 14ex, dem Kraftstoffinjektor 15, und einem Zylinderdrucksensor 21 versehen.
Die Kraftstoffpumpe 15p presst und führt einen Kraftstoff in einem Kraftstofftank einem Common-Rail 15c zu. Da das elektronische Steuergerät ECU 80 den Betrieb der Kraftstoffpumpe 15p steuert, wird der Kraftstoff in dem Common-Rail 15c in einem Zustand angesammelt, bei dem ein Kraftstoffdruck aufrechterhalten wird, um ein Zieldruck Ptrg zu sein. Das Common Rail 15c verteilt den angesammelten Kraftstoff an die Kraftstoffinjektoren 15 in jedem Zylinder. Der aus dem Kraftstoffinjektor 15 eingespritzte Kraftstoff wird mit einem Eingangsgas vermischt, um ein Mischgas in einer Verbrennungskammer 11a zu sein. Das Mischgas wird durch den Kolben 13 verdichtet, um selbst zu zünden. Bei dem Verbrennungsmotor 10 handelt es sich um einen Dieselmotor einer verdichtenden selbstzündenden Art, und ein Leichtöl wird als Kraftstoff eingesetzt.
Der Kraftstoffinjektor 15 beinhaltet einen Körper, der ein elektromagnetisches Stellglied und ein Ventilglied aufnimmt. Wenn das elektronische Steuergerät ECU 80 dahingehend steuert, das elektromagnetische Stellglied einzuschalten, wird eine Leckagepassage einer Gegendruckkammer (nicht gezeigt) gemäß einer elektromagnetischen Anziehungskraft geöffnet, das Ventilglied wird gemäß einer Abnahme eines Gegendrucks geöffnet, und ein in dem Körper angeordneter Injektionsanschluss wird geöffnet, und der Kraftstoff wird aus dem Injektionsanschluss eingespritzt. Wenn das elektronische Steuergerät ECU 80 dahingehend steuert, das elektromagnetische Stellglied auszuschalten, wird das Ventilglied geschlossen, und eine Kraftstoffeinspritzung wird gestoppt.
Ein Einlasskanal 12in und ein Abgaskanal 12ex, die in dem Zylinderkopf 12 angeordnet sind, sind mit einer Ansaugleitung 16in bzw. einer Abgasleitung 16ex verbunden. Die Ansaugleitung 16in und die Abgasleitung 16ex sind mit einer AGR-Leitung 17 verbunden, und ein Teil eines Abgases, bei dem es sich um ein AGR-Gas handelt, wird durch die AGR-Leitung 17 in die Ansaugleitung 16in eingebracht (zurückgeführt). Die AGR-Leitung 17 ist mit dem AGR-Ventil 17a versehen. Da das elektronische Steuergerät ECU 80 den Betrieb des AGR Ventils 17a steuert, wird ein Öffnungsgrad der AGR-Leitung 17 gesteuert, und eine Strömungsrate des AGR-Gases wird gesteuert.
Ein AGR-Kühler 17b, der das AGR-Gas herunterkühlt, eine Umgehungsleitung 17c, und das Temperatursteuerventil 17d sind an Positionen in der AGR-Leitung 17 dem AGR-Ventil 17a vorgelagert angeordnet. Die Umgehungsleitung 17c definiert eine Umgehungspassage, durch die das AGR-Gas den AGR-Kühler 17b umgeht. Da das Temperatursteuerventil 17d einen Öffnungsgrad der Umgehungspassage einstellt, stellt das Temperatursteuerventil 17d ein Verhältnis des durch den AGR-Kühler 17b strömenden AGR-Gases gegenüber dem durch die Umgehungspassage strömenden AGR-Gas ein, und stellt eine Temperatur des in die Ansaugleitung 16in strömenden AGR-Gases ein. In diesem Fall beinhaltet das in den Einlasskanal 12in strömende Einlassgas eine Außenluft (Frischluft), die von der Ansaugleitung 16in und dem AGR-Gas strömt. Wenn das Temperatursteuerventil 17d die Temperatur des AGR-Gases einstellt, stellt deshalb das Temperatursteuerventil 17d auch eine Temperatur des in den Einlasskanal 12in strömenden Einlassgases ein. In diesem Fall wird die Temperatur des in den Einlasskanal 12in strömenden Einlassgases als Einlasskrümmer-Temperatur bezeichnet.
Das Verbrennungssystem umfasst einen Lader, der nicht gezeigt ist. Der Lader beinhaltet eine Turbine, die an der Abgasleitung 16ex verbaut ist, und einen Verdichter, der an der Ansaugleitung 16in verbaut ist. Wenn sich die Turbine gemäß einer Strömungsratenenergie des Abgases dreht, dreht sich der Verdichter durch eine Drehkraft der Turbine, und die Frischluft wird durch den Verdichter verdichtet (aufgeladen). Die Ladedruck-Regelungsvorrichtung 26 ist eine Vorrichtung, die eine Kapazität der Turbine ändert. Da das elektronische Steuergerät ECU 80 den Betrieb der Ladedruck-Regelungsvorrichtung 26 steuert, wird die Kapazität der Turbine angepasst, und ein Ladedruck wird durch den Verdichter gesteuert.
Das elektronische Steuergerät 80 nimmt Detektionssignale von verschiedenen Sensoren einschließlich des Zylinderdrucksensors 21, eines Sauerstoffkonzentrationssensors 22, eines Common-Rail-Drucksensors 23, eines Kurbelwellensensors 24, und eines Gaspedalsensors 25 auf.
Der Zylinderdrucksensor 21 gibt das Detektionssignal in Abhängigkeit von einem Zylinderdruck aus, bei dem es sich um einen Druck in der Verbrennungskammer 11a handelt. Der Zylinderdrucksensor 21 beinhaltet ein Temperaturdetektionselement 21a neben einem Druckdetektionselement. Der Zylinderdrucksensor 21 gibt das Detektionssignal in Abhängigkeit einer Zylindertemperatur aus, bei der es sich um eine Temperatur in der Verbrennungskammer 11a handelt. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 22 ist an der Ansaugleitung 16in verbaut, und gibt das Detektionssignal in Abhängigkeit einer Konzentration an Sauerstoff in dem Einlassgas aus. Das Einlassgas, das ein Detektionsziel ist, beinhaltet die Frischluft und das AGR-Gas. Der Common-Rail Drucksensor 23 ist an dem Common-Rail 15c verbaut, und gibt das Detektionssignal in Anhängigkeit eines Drucks des in dem Common-Rail 15c angesammelten Kraftstoffs aus. In diesem Fall wird der Druck des in dem Common-Rail 15c angesammelten Kraftstoffs als Common-Rail-Druck bezeichnet. Der Kurbelwinkelsensor 24 gibt das Detektionssignal in Abhängigkeit einer Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die von dem Kolben 13 getrieben wird, aus. In diesem Fall entspricht die Drehgeschwindigkeit einer Motordrehzahl. Der Gaspedalsensor 25 gibt das Detektionssignal in Abhängigkeit einer Druckposition eines Gaspedals, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, aus. In diesem Fall entspricht die Druckposition des Gaspedals einer Motorlast.
Das elektronische Steuergerät ECU 80 steuert die Vorgänge des Kraftstoffinjektors 15, der Kraftstoffpumpe 15p, des AGR-Ventils 17a, des Temperaturregulierungsventils 17d, und der Ladedruck-Regelungsvorrichtung 26 basierend auf dem Detektionssignalen. Deshalb steuert das elektronische Steuergerät ECU 80 einen Injektionsstartzeitpunkt des Kraftstoffs, eine Injektionsmenge des Kraftstoffs, einen Injektionsdruck des Kraftstoffs, eine Strömungsmenge des AGR-Gases, die Einlasskrümmer-Temperatur, und den Ladedruck.
Der Mikrocomputer 80a von beim Steuern des Betriebs des Kraftstoffinjektors 15 fungiert als ein Injektionssteuerungsabschnitt 83, um den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs, die Kraftstoffeinspritzmenge, und eine Einspritzzahl einer Mehrfachinjektion zu steuern. Der Mikrocomputer 80a von beim Steuern des Betriebs der Kraftstoffpumpe 15p fungiert als Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84, um den Einspritzdruck zu steuern. Der Mikrocomputer 80a von beim Steuern des Betriebs des AGR-Ventils 17a fungiert als AGR-Steuerungsabschnitt 85, um die Strömungsmenge des AGR-Gases zu steuern. Der Mikrocomputer 80a von beim Steuern des Betriebs des Temperaturregelventils 17d fungiert als Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87, um die Einlasskrümmertemperatur zu steuern. Der Mikrocomputer 80a von beim Steuern des Betriebs der Ladedruck-Regelungsvorrichtung 26 fungiert als Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86, um den Ladedruck zu steuern.
Der Mikrocomputer 80a fungiert ebenfalls als Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81, um einen Detektionswert einer physischen Menge bezüglich der Verbrennung zu erfassen. In diesem Fall entspricht der Detektionswert der physischen Menge bezüglich der Verbrennung einem Verbrennungseigenschaftswert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Verbrennungseigenschaftswert um die in 2 gezeigte Zündverzögerungszeit TD. Wie in 2 gezeigt zeigt ein Zündanweisungsimpuls ein Pulssignal auf, das von dem Mikrocomputer 80a ausgegeben wird. Eine Speisung bzw. Aufladung des Kraftstoffinjektors 15 wird gemäß dem Pulssignal gesteuert. Spezifisch startet die Aufladung zu einem Zeitpunkt t1, zu dem der Injektionsanweisungsimpuls eingeschaltet wird, und wird in einer Impuls-Ein-Periode Tq fortgesetzt. Anders ausgedrückt steuert ein Zeitpunkt, an dem das Injektionsanweisungssignal eingeschaltet wird, den Injektionsstartzeitpunkt. Ferner steuert die Impuls-Ein-Periode T einen Injektionszeitraum des Kraftstoffs, und steuert dann die Injektionsmenge.
Wie in 2 gezeigt hängt eine Injektionsrate, die einen Injektionszustand des Kraftstoffs aufzeigt, welcher durch einen Ventilöffnungsvorgang und einen Ventilschließvorgang erzeugt wird, die gemäß dem Impulssignal ausgeführt werden, mit der Injektionsmenge zusammen. Insbesondere zeigt eine Injektionsrate die Injektionsmenge des pro Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffs auf. Wie in 2 gezeigt existiert eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt t1, an dem die Aufladung beginnt, und einem Zeitpunkt t2, an dem die Injektion tatsächlich startet. Ferner existiert eine Zeitverzögerung zwischen einem Aufladungsabschlusszeitpunkt und einem Zeitpunkt, an dem die Injektion tatsächlich gestoppt wird. Die Impuls-An-Periode Tq steuert eine tatsächliche Injektionsperiode Tq1.
Wie in 2 gezeigt zeigt eine Wärmeerzeugungsrate den Verbrennungszustand des in die Verbrennungskammer 11a eingespritzten Kraftstoffs auf. Insbesondere zeigt die Wärmeerzeugungsrate eine Wärmemenge auf, bei der das Mischgas beinhaltend den Kraftstoff und das Einlassgas pro Einheitszeit selbstzündet. Wie in 2 gezeigt existiert eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt t2, an dem die Injektion tatsächlich begonnen hat, und einem Zeitpunkt t3, an dem die Verbrennung tatsächlich startet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Zeitraum vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 als Zündverzögerungszeit TD bezeichnet.
Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 schätzt den Zeitpunkt t3 basierend auf einer Veränderung des durch den Zylinderdrucksensor 21 detektierten Zylinderdrucks. Insbesondere in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt, an dem der Kolben 13 den oberen Totpunkt erreicht, bis zu einem Zeitpunkt, an dem sich der Kurbelwellenwinkel um einen vorgegebenen Wert dreht, schätzt der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 einen Zeitpunkt, an dem der Zylinderdruck schnell ansteigt, als Verbrennungsstartzeitpunkt, bei dem es sich um den Zeitpunkt t3 handelt. Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 berechnet die Zündverzögerungszeit TD basierend auf einem Schätzergebnis. Ferner erfasst der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 verschiedene Zustände bei der Verbrennung jedes Mal, wenn die Verbrennung eintritt. In diesem Fall beinhalten verschiedene Zustände Verbrennungsbedingungen. Insbesondere erfasst der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 den Zylinderdruck, die Zylindertemperatur, eine Einlassgas-Sauerstoffkonzentration, und den Injektionsdruck als Verbrennungsbedingungen. In diesem Fall ist die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration die Konzentration des Sauerstoffs in dem Einlassgas.
Die Verbrennungsbedingungen entsprechen den Verbrennungsparametern, die Leichtigkeitsgrade der Verbrennungen aufzeigen. Wenn der Zylinderdruck just bevor die Verbrennung stattfindet höher ist und wenn die Zylindertemperatur just bevor die Verbrennung stattfindet höher ist und wenn die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration höher ist und wenn der Injektionsdruck höher ist, kann das Mischgas leichter selbstzünden. Der Zylinderdruck und die Zylindertemperatur, die zum Zeitpunkt t1 detektiert werden, an dem die Aufladung des Kraftstoffinjektors 15 beginnt, kann als Zylinderdruck just bevor die Verbrennung eintritt bzw. die Zylindertemperatur kurz bevor die Verbrennung eintritt verwendet werden. Der Zylinderdruck wird von dem Zylinderdrucksensor 21 detektiert, die Zylindertemperatur wird durch das Temperaturdetektionselement 21a detektiert, die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration wird durch den Sauerstoffkonzentrationssensor 22 detektiert, und der Injektionsdruck wird durch den Common-Rail Drucksensor 23 detektiert. Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 speichert die Zündverzögerungszeit TD in Zusammenhang mit dem Verbrennungsbedingungen korrelierend zur Verbrennung, die zur Schätzung der Zündverzögerungszeit verwendet wird, in den Speicher 80b.
Der Mikrocomputer 80a fungiert ebenfalls als Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82, um Mischungsverhältnisse von verschiedenen in dem Kraftstoff beinhalteten Komponenten zu schätzen, basierend auf einer Vielzahl von Verbrennungseigenschaften, die unter verschiedenen Verbrennungsbedingungen detektiert wurden. Zum Beispiel berechnet der Mikrocomputer 80a Mischmengen von verschiedenen Komponenten durch Ersetzen der Zündverzögerungszeiten TD unter verschiedenen Verbrennungsbedingungen durch jene in einer in 3 gezeigten Gleichung. Der Mikrocomputer 80a berechnet die Mischungsverhältnisse von verschiedenen Komponenten durch Dividieren einer Gesamtsumme der Mischmengen durch jede der Mischmengen.
Wie in 3 gezeigt ist ein Molekülstruktur-Typ durch Werte begründet, die in einer Matrix mit x+1 Reihen und einer Spalte angeordnet sind. Die Werte zeigen die Mischmengen von verschiedenen Komponenten auf. Die verschiedenen Komponenten sind nach Typen einer Molekülstruktur unterteilte Komponenten. Die Molekülstruktur-Typen beinhalten einen Normalparaffin-Typ, einen Isoparaffin-Typ, einen naphthenische Typ, und eine aromatischen Typ.
Wie in 3 gezeigt ist eine Konstante durch Werte begründet, die in einer Matrix mit x+1 Reihen und y+1 Spalten angeordnet sind. Bei den Werten handelt es sich um Konstanten, die basierend auf einer Vorprüfung erstellt wurden. Wie in 3 gezeigt sind die Verbrennungsparameter durch Werte begründet, die in einer Matrix mit y+1 Reihen und 1 Spalte angeordnet sind. Bei den Werten handelt es sich um die Zündverzögerungszeit TD, die durch den Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 erfasst wurden. Zum Beispiel handelt es sich bei dem in der ersten Reihe und ersten Spalte angeordneten Wert um die Zündverzögerungszeit TD(i), die unter einer Verbrennungsbedingung i, bei der es sich um eine spezifische Kombination der Parameter handelt, erfasst wurde, und bei dem in der zweiten Reihe und ersten Spalte angeordneten Wert handelt es sich um die Zündverzögerungszeit TD(j), die unter einer Verbrennungsbedingung j erfasst wurde. Die Verbrennungsbedingung i und die Verbrennungsbedingung j sind basierend auf Werten festgelegt, die in allen der Parameter unterschiedlich sind. Ferner, wie in 3 gezeigt, zeigen P(i), T(i), O₂(i), Pc(i) den Zylinderdruck bzw. die Zylindertemperatur bzw. die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration und den Injektionsdruck auf, die jeweils mit der Verbrennungsbedingung i korrelieren. Auf ähnliche Weise zeigen P(j), T(j), O₂(j), Pc(j) den Zylinderdruck bzw. die Zylindertemperatur bzw. die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration und den Injektionsdruck auf, die jeweils mit der Verbrennungsbedingung j korrelieren.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf die 4 bis 6 die Berechnung des Molekülstruktur-Typs beschrieben.
Wie in 4 gezeigt wird die Zündverzögerungszeit TD kürzer, da das Mischgas leichter selbstzündet, wenn die Zylindersauerstoffkonzentration, bei der es sich um die Konzentration des bei der Verbrennung in dem Mischgas enthaltenen Sauerstoffs handelt, zunimmt. Die durchgezogenen Linien L1, L2, und L3 sind Kennlinien, die Beziehungen zwischen den Zylindersauerstoffkonzentrationen und die Zündverzögerungszeit TD aufzeigen. Die Kennlinien unterscheiden sich je nach Kraftstoff voneinander. Insbesondere sind die Kennlinien gemäß den Mischungsverhältnissen der in dem Kraftstoff beinhalteten Molekülstruktur-Typen verschieden. Wenn der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD bei einer Zylinder-Sauerstoffkonzentration von O₂(i) detektiert, kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 deshalb eine oder mehr Molekülstruktur-Typen schätzen. Wenn der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD bezüglich einer ZylinderSauerstoffkonzentration von O₂(i) mit der Zündverzögerungszeit bezüglich des Zylinder-Sauerstoffgehalts O₂(j) vergleicht, kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 das Mischungsverhältnis mit höherer Genauigkeit abschätzen. Wie in 4 gezeigt handelt es sich bei der durchgezogenen Linie L1 um die Kennlinie, die gemäß einem Kraftstoff F1 erhalten wurde, bei der durchgezogenen Linie L2 um die Kennlinie, die gemäß einem Kraftstoff F2 erhalten wurde, und bei der durchgezogenen Linie L3 um die Kennlinie, die gemäß einem Kraftstoff F3 erhalten wurde.
Auf ähnliche Weise, wie in 5 gezeigt, da das Mischgas leichter selbstzündet, wenn die Zylindertemperatur ansteigt, wird die Zündverzögerungszeit TD kürzer. Die durchgezogenen Linien LL1, LL2 und LL3 sind Kennlinien, die Beziehungen zwischen den Zylindertemperaturen und den Zündverzögerungszeiten TD aufzeigen. Die Kennlinien unterscheiden sich je nach Kraftstoff voneinander. Insbesondere sind die Kennlinien gemäß den Mischungsverhältnissen der in dem Kraftstoff beinhalteten Molekülstruktur-Typen verschieden. Wenn der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD bei einer Zylindertemperatur von T(i) detektiert, kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 deshalb eine oder mehr Molekülstruktur-Typen schätzen. Wenn der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD bezüglich einer Zylindertemperatur von T(i) mit der Zündverzögerungszeit bezüglich des Zylinder-Sauerstoffgehalts T(j) vergleicht, kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 das Mischungsverhältnis mit höherer Genauigkeit abschätzen. Wie in 5 gezeigt handelt es sich bei der durchgezogenen Linie LL1 um die Kennlinie, die gemäß Kraftstoff F1 erhalten wurde, bei der durchgezogenen Linie LL2 um die Kennlinie, die gemäß Kraftstoff F2 erhalten wurde, und bei der durchgezogenen Linie LL3 um die Kennlinie, die gemäß Kraftstoff F3 erhalten wurde.
Der Molekülstrukturtyp, der die Kennlinie korrelierend zur Zylindersauerstoffkonzentration stark beeinflusst, wie in 4 gezeigt, unterschiedet sich von dem Molekülstrukturtyp, der die Kennlinie korrelierend zur Zylindertemperatur, wie in 5 gezeigt, stark beeinflusst. Wie die obige Beschreibung unterscheiden sich die Molekülstrukturtypen, welche die Kennlinien beeinflussen, in einer Vielzahl von Verbrennungsbedingungen, die mit der Kennlinie korrelieren. Deshalb kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 das Mischungsverhältnis des Molekülstrukturtyps, welches wie in 6 gezeigt groß oder klein ist, basierend auf Kombinationen der Zündverzögerungszeiten TD schätzen, die in unterschiedlichen Parametern (unterschiedlichen Verbrennungsbedingungen) erfasst wurden.
Wie in 6 gezeigt ist ein Molekülstrukturtyp A der Molekülstrukturtyp, der die Kennlinie korrelierend zur Zylindersauerstoffkonzentration stark beeinflusst. In diesem Fall wird die Kennlinie als erste Kennlinie bezeichnet, und die Zylindersauerstoffkonzentration wird als erster Parameter bezeichnet. Ferner ist ein Molekülstrukturtyp B der Molekülstrukturtyp, der die Kennlinie korrelierend zur Zylindertemperatur stark beeinflusst. In diesem Fall wird die Kennlinie als zweite Kennlinie bezeichnet, und die Zylindertemperatur wird als zweiter Parameter bezeichnet. Ferner ist ein Molekülstrukturtyp C der Molekülstrukturtyp, der die Kennlinie korrelierend zu einem dritten Parameter stark beeinflusst. In diesem Fall wird die Kennlinie als dritte Kennlinie bezeichnet. Wenn eine Veränderung der Zündverzögerungszeit TD bezüglich einer Veränderung des ersten Parameters größer wird, wird die Mischung des Molekülstrukturtyps A in dem Mischgas höher. Auf ähnliche Weise, wenn die Veränderung der Zündverzögerungszeit TD größer bezüglich einer Veränderung des zweiten Parameters wird, wird die Mischung des Molekülstrukturtyps B in dem Mischgas größer. Ferner, wenn die Variation der Zündverzögerungszeit TD größer bezüglich einer Variation des dritten Parameters wird, wird die Mischung des Molekülstrukturtyps C in dem Mischgas größer. Somit kann der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 das Mischungsverhältnis des Molekülstruktur-typs A, des Molekülstrukturtyps B, und des Molekülstrukturtyps C bezüglich dem Kraftstoff F1 bzw. Kraftstoff F2 bzw. Kraftstoff F3 schätzen.
Als nächstes wird der Betrieb eines durch den Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 ausgeführten Programms erläutert. Der Vorgang wird jedes Mal ausgeführt, wenn eine Voreinspritzung angewiesen wird. In einem Verbrennungszyklus ist es möglich, dass eine Injektionssteuerung die Mehrfacheinspritzung ausführt, wobei der gleiche Kraftstoffinjektor 15 dahingehend gesteuert wird, den Kraftstoff mehrfach zu injizieren. Bei der Mehrfacheinspritzung wird eine Injektion, welche die Injektionsmenge mit einem Maximalwert injiziert, als Haupteinspritzung bezeichnet, und eine Injektion kurz vor der Haupteinspritzung wird als Voreinspritzung bezeichnet.
Zunächst schätzt der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 den Zeitpunkt t3, bei dem es sich um den Verbrennungsstartzeitpunkt basierend auf einem Detektionswert des Zylinderdrucksensors 21 handelt, und berechnet die Zündverzögerungszeit TD korrelierend zur Voreinspritzung. Als nächstes speichert der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD in Zusammenhang mit den Verbrennungsbedingungen, bei denen es sich um mehrere Parameter handelt, in den Speicher 80b.
Insbesondere wird ein Wertbereich, für den Parameter erhalten werden können, vorab in mehrere Bereiche unterteilt und Kombinationen von Bereichen von mehreren Parametern werden vorab errichtet. Wie in 3 gezeigt zeigt die Zündverzögerungszeit TD(i) die Zündverzögerungszeit TD auf, die in einem Fall erfasst wurde, in dem Bereiche von P(i), T(i), O₂(i) und Pc(i) kombiniert sind. Auf ähnliche Weise zeigt die Zündverzögerungszeit TD(j) die Zündverzögerungszeit TD auf, die in einem Fall erfasst wurde, in dem Bereiche von P(j), T(j), O₂(j), und Pc(j) kombiniert werden.
Wenn es hochwahrscheinlich ist, dass der in dem Kraftstofftank gespeicherte Kraftstoff mit anderem Kraftstoff in einem Fall vermischt wird, bei dem ein Nutzer einen Kraftstoff in einem Kraftstofftank zuführt, verändern sich die Mischungsverhältnisse der Molekülstrukturtypen, und der Mikrocomputer 80a setzt Werte der geschätzten Mischmengen zurück. Wenn zum Beispiele eine Zunahme einer Kraftstoffüberschussmenge von einem Sensor detektiert wird, der die Kraftstoffüberschussmenge in dem Kraftstofftank in einem Fall detektiert, in dem der Verbrennungsmotor 10 aus ist, setzt der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Werte der geschätzten Mischmengen zurück.
Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 berechnet die Mischmenge von jedem der Molekülstrukturtypen durch Ersetzen der Zündverzögerungszeiten TD durch diejenigen in der in 3 gezeigten Gleichung. Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 verändert eine Reihennummer der Konstante gemäß einer Abgleich- bzw. Sampling-Nummer, bei der es sich um eine Reihennummer der Verbrennungsparameter handelt. Alternativ, wenn die Zündverzögerungszeit TD nicht erfasst wird, ersetzt der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 Sollwerte für die Zündverzögerungszeiten TD in der in 3 gezeigten Gleichung. Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 berechnet das Mischungsverhältnis von jeder der Molekülstrukturtypen basierend auf der Mischmenge jeder der berechneten Molekülstrukturtypen.
Der Mikrocomputer 80a fungiert als Injektionssteuerungsabschnitt 83, Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84, AGR-Steuerungsabschnitt 85, Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86, und Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87. Die obigen Steuerungsabschnitte legen Zielwerte basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast, und einer Motorkühlmitteltemperatur, und Rückkopplungssteuerungs-Steuerungszielen als Zielwerte fest. Alternativ öffnen die obigen Steuerungsabschnitte die Steuerung bei einer Bedingung entsprechend den Zielwerten.
Der Injektionssteuerungsabschnitt 83 steuert den Injektionsstartzeitpunkt, die Injektionsmenge und die Injektionsanzahl durch Festlegen des in 2 gezeigten Impulssignals, um so den Injektionsstartzeitpunkt, die Injektionsmenge, und die Injektionsanzahl auf die Zielwerte hin zu regeln bzw. zu steuern. In diesem Fall führt der InjektionsSteuerungsabschnitt 83 die Injektionssteuerung durch. Bei der Injektionsanzahl handelt es sich um die Injektionsanzahl der Mehrfacheinspritzung. Insbesondere speichert der Injektionssteuerungsabschnitt 83 vorab eine Aufladungszeit und einen Aufladungsstartzeitpunkt, die mit den Zielwerten korrelieren, in einem Kennfeld. In diesem Fall ist die Aufladungszeit ein Zeitraum, in dem das Impulssignal durchgängig eingeschaltet ist, und der Aufladungsstartzeitpunkt ist ein Zeitpunkt, an dem das Impulssignal steigt. Der Injektionssteuerungsabschnitt 83 erfasst die Aufladungszeit und den Aufladungsstartzeitpunkt, die mit den Zielwerten korrelieren, aus dem Kennfeld und legt das Impulssignal fest.
Der Injektionssteuerungsabschnitt 83 speichert ein durch die Injektion erhaltenes Antriebsdrehmoment oder einen Emissionszustandswert beinhaltend eine NOx-Menge und eine PM-Menge. In einer Injektion nach einer vorliegenden Injektion, wenn der Injektionssteuerungsabschnitt 83 die Zielwerte basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast festlegt, korrigiert der Injektionssteuerungsabschnitt 83 die Zielwerte basierend auf den obigen gespeicherten Werten. Mit anderen Worten ist der Injektionssteuerungsabschnitt 83 rückgekoppelt und korrigiert die Zielwerte derart, dass eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Antriebsdrehmoment und einem benötigten Antriebsdrehmoment und eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Emissionszustandswert und einem benötigten Emissionszustandswert null werden.
Der Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84 steuert einen Betrieb eines Regelventils, welches eine Strömungsrate des in die Kraftstoffpumpe 15p angesaugten Kraftstoffs steuert. Insbesondere regelt der Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84 den Betrieb des Regelventils basierend auf einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Common-Rail-Druck, der von dem Common-Rail-Drucksensor 23 detektiert wurde, und dem Zieldruck Ptrg, bei dem es sich um einen Zieldruck handelt. Dann steuert der Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84 eine Auslassmenge der Kraftstoffpumpe 15p pro Einheitszeit, und steuert den tatsächlichen Common-Rail-Druck auf den Zielwert. In diesem Fall führt der Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84 eine Kraftstoffdrucksteuerung durch.
Der AGR-Steuerungsabschnitt 85 legt den Zielwert der AGR-Menge basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast fest. Der AGR-Steuerungsabschnitt 85 steuert einen Ventilöffnungsgrad des AGR-Ventils 17a basierend auf dem Zielwert, um die AGR-Menge zu steuern. In diesem Fall führt der AGR-Steuerungsabschnitt 85 eine AGR-Steuerung durch. Der Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86 legt den Zielwert des Ladedrucks basierend auf der Drehzahl und der Motorlast fest. Der Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86 steuert den Betrieb der Ladedruck-Regelungsvorrichtung 26 basierend auf dem Zielwert, um den Auslassdruck zu steuern. In diesem Fall führt der Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86 eine Ladedruck-Steuerung durch. Der Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87 legt den Zielwert der Einlasskrümmertemperatur basierend auf einer Umgebungstemperatur, der Motordrehzahl, und der Motorlast fest. Der Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87 steuert einen Ventilöffnungsgrad des Temperaturregelventils 17d basierend auf dem Zielwert, um die Einlasskrümmertemperatur zu steuern. In dieses Fall führt der Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87 eine Steuerung der Einlasskrümmertemperatur durch.
Ferner werden die durch die obigen Steuerungsabschnitte festgelegten Zielwerte durch die Mischungsverhältnisse korrigiert, die von dem Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82 geschätzt wurden. In Bezugnahme auf 7 wird ein Steuerungsablauf der obigen durch den Mikrocomputer 80a ausgeführten Korrektur beschrieben. Der obige Steuerungsablauf wird zu einer vorgegebenen Periode wiederholt ausgeführt, in einer Betriebszeitspanne des Verbrennungsmotors 10.
Bei S10 erfasst der Mikrocomputer 80a tatsächliche Mischungsverhältnisse, bei denen es sich um die durch den Mischungsverhältnisschätzabschnitt 82 geschätzte Mischungsverhältnisse handelt. Der S10 ausführende Mikrocomputer 80a entspricht einem Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnitt. Mit anderen Worten erfasst der Mikrocomputer 80a die Mischungsverhältnisse des in 3 gezeigten Molekülstrukturtyps bzw. eignet sich diese an. Referenz-Mischungsverhältnisse, bei denen es sich um Referenzwerte bezüglich des Molekülstrukturtyps handelt, werden vorab erstellt und in dem Speicher 80b gespeichert. Die Referenz-Mischungsverhältnisse werden unter Berücksichtigung des in Ländern oder Regionen verwendeten Kraftstoffs erstellt, in denen das Fahrzeug eingesetzt wird. In Schritt S11 lädt der Mikrocomputer 80a die Referenz-Mischungsverhältnisse aus dem Speicher 80b. In Schritt S12 berechnet der Mikrocomputer 80a eine Differenz zwischen dem tatsächlichen, in Schritt S10 erfassten Mischungsverhältnis und dem in Schritt S11 geladenen Referenz-Mischungsverhältnis für jeden der Molekülstrukturtypen.
Wenn Kraftstoffeigenschaften wie Cetanwerte gleich sind und sich die Mischungsverhältnisse von verschiedenen in den Kraftstoffen beinhalteten Komponenten voneinander unterscheiden ist ein Leichtigkeitsgrad einer Erzeugung von Rauch bzw. Dampf je nach Kraftstoff unterschiedlich. In diesem Fall wird der Leichtigkeitsgrad der Raucherzeugung als Erzeugungsgrad des Rauchs bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein den Erzeugungsgrad des Rauchs aufzeigender Kennwert als Rauchkennwert bezeichnet. Wenn der Rauchkennwert zunimmt, nimmt der Erzeugungsgrad des Rauchs zu. Die verschiedenen Komponenten beinhalten eine Komponente, die den Rauchkennwert stark beeinflusst, und eine Komponente, die den Rauchkennwert kaum beeinflusst. In Anbetracht der obigen Beeinflussungsgrade wird der Rauchkennwert basierend auf den Mischungsverhältnissen der verschiedenen Komponenten berechnet. Der Rauchkennwert korrelierend zu dem Kraftstoff, bei dem die Mischungsverhältnisse der verschiedenen Komponenten die Referenz-Mischungsverhältnisse werden, wird als Referenzrauchkennwert bezeichnet.
In Schritt S13 berechnet der Mikrocomputer 80a eine Differenz ΔS des Rauchkennwerts basierend auf der in Schritt S12 berechneten Differenz. Die Differenz ΔS ist eine Differenz zwischen dem aus den tatsächlichen Mischungsverhältnissen berechneten Rauchkennwert und dem Referenzrauchkennwert. Der Mikrocomputer 80a, der in Schritt S13 die Differenz ΔS des Rauchkennwerts berechnet, entspricht einem Emissionsschätzabschnitt, der den Erzeugungsgrad des Rauchs, bei dem es sich um eine spezifische Komponente in dem Abgas handelt, basierend auf dem Mischungsverhältnissen schätzt.
In Schritt S14 bestimmt der Mikrocomputer 80a, ob die in Schritt S13 berechnete Differenz ΔS größer gleich einem Grenzwert TH ist. Wenn der Mikrocomputer 80a feststellt, dass die Differenz ΔS größer gleich dem Grenzwert TH ist, schreitet der Mikrocomputer 80a zu Schritt S15 voran. In Schritt S15 korrigiert der Mikrocomputer 80a zumindest einen der durch die obigen Steuerungsabschnitte - einschließlich des Injektionssteuerungsabschnitts 83 - festgelegten Zielwerte basierend auf der Differenz ΔS.
Insbesondere, wenn der Mikrocomputer 80a feststellt, dass die Differenz ΔS größer gleich dem Grenzwert TH ist, korrigiert der Mikrocomputer 80a die Zielwerte wie folgt, um den Rauch zu verringern. Der Mikrocomputer 80a erhöht den Zieldruck Ptrg und erhöht den Injektionsdruck des Kraftstoffs. Der Mikrocomputer 80a verringert den Zielwert der AGR-Menge und verringert eine tatsächliche AGR-Menge. Der Mikrocomputer 80a erhöht den Zielwert des Ladedrucks und erhöht einen tatsächlichen Ladedruck. Der Mikrocomputer 80a verringert den Zielwert der Einlasskrümmertemperatur und verringert eine tatsächliche Einlasskrümmertemperatur. Der Mikrocomputer 80a verringert eine Zielinjektionsmenge der Voreinspritzung und beschleunigt einen Zielinjektionsstartzeitpunkt der Voreinspritzung. Der Mikrocomputer 80a korrigiert zumindest einen der obigen Zielwerte basierend auf den tatsächlichen Mischungsverhältnissen der verschiedenen Komponenten. Ferner bestimmt der Mikrocomputer 80a einen Korrekturgrad der obigen Korrekturwerte basierend auf den tatsächlichen Mischungsverhältnissen der verschiedenen Komponenten. Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 80a einen Wert, um den ein Zielwert korrigiert wird.
In Schritt S16 weist der Mikrocomputer 80a die obigen verschiedenen Steuerungen einschließlich der Injektionssteuerung basierend auf den Zielwerten an. Der die Schritte S 15 und S 16 ausführende Mikrocomputer 80a entspricht einem Steuerungsabschnitt, der einen Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den Mischungsverhältnissen steuert, welche durch den Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnitt erfasst wurden.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung zeigt, welche die Zielwerte unter Berücksichtigung des Rauchs korrigiert. Auf ähnliche Weise können die Zielwerte unter Berücksichtigung anderer Emissionen einschließlich NOx oder PM basierend auf den Mischungsverhältnissen korrigiert werden. Ferner können unter Berücksichtigung des Antriebsdrehmoments oder einem Kraftstoffverbrauch die Zielwerte basierend auf den Mischungsverhältnissen korrigiert werden.
Wie die obigen Beschreibung umfasst der Verbrennungssystem-Controller gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82, der die Mischungsverhältnisse der verschiedenen in dem Kraftstoff enthaltenen Komponenten erfasst, und den Steuerungsabschnitt, der den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den erfassten Mischungsverhältnissen steuert. Der Steuerungsabschnitt beinhaltet den Injektionssteuerungsabschnitt 83, der Kraftstoffdruck-Steuerungsabschnitt 84, den AGR-Steuerungsabschnitt 85, den Ladedruck-Steuerungsabschnitt 86, und den Einlasskrümmertemperatur-Steuerungsabschnitt 87.
Wenn die Kraftstoffeigenschaften wie die Cetanwerte gleich sind und wenn sich die Mischungsverhältnisse von verschiedenen in den Kraftstoffen enthaltenen Komponenten voneinander unterscheiden, unterscheidet sich eine Optimalsteuerung zur Steuerung des Verbrennungssystems in einen benötigten Zustand. Zum Beispiel umfassen die verschiedenen Komponenten eine Rauchfaktorkomponente, bei der es sich um eine Komponente handelt, die eine Menge der Raucherzeugung stark beeinflusst, und eine Komponente, die eine Erzeugung des NOx stark beeinflusst, und eine Komponente, die eine Menge der Erzeugung von Wärme stark beeinflusst. In diesem Fall wird die Menge der Raucherzeugung als Raucherzeugungsmenge bezeichnet, die Menge der NOx-Erzeugung wird als NOx-Erzeugungsmenge bezeichnet, und die Menge der Erzeugung von Wärme wird als Wärmeerzeugungsmenge bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform korrigiert der Mikrocomputer 80a die Zielwerte korrelierend zu der Injektionssteuerung, der Kraftstoffdrucksteuerung, AGR-Steuerung, Aufladedruck-Steuerung, und der Einlasskrümmersteuerung basierend auf dem Mischungsverhältnis der Rauchfaktorkomponente, um so die Raucherzeugungsmenge dahingehend zu steuern, kleiner als eine obere Grenze zu sein. Auf ähnliche Weise korrigiert der Mikrocomputer 80a andere Zielwerte basierend auf anderen Faktorkomponenten. Gemäß der obigen Beschreibung wird das Verbrennungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß den Mischungsverhältnissen der verschiedenen in dem Kraftstoff enthaltenen Komponenten gesteuert. Im Vergleich zur herkömmlichen Steuerung mithilfe des Cetanwerts kann die obige Steuerung die verschiedenen Zustände wie etwa die Emission, das Antriebsdrehmoment und den Kraftstoffverbrauch und einen Gleichgewichtszustand der Zustände exakt in den benötigten Zustand steuern.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der Komponente, die ein Schätzziel des Mischungsverhältnisses ist, um eine Komponente, die nach Arten einer Molekülstruktur unterteilt ist. Wenn die Kraftstoffeigenschaften wie Cetanwerte gleich sind und wenn sich die Mischungsverhältnisse von verschiedenen in den Kraftstoffen beinhalteten Komponenten unterscheiden, unterscheidet sich die Kennlinie der in 4 und 5 gezeigten Zündverzögerungszeit TD (Verbrennungseigenschaftswert). Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei der die Mischungsverhältnisse in der Injektionssteuerung berücksichtigt werden, können im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der der Cetanwert oder eine Kraftstoffdichte berücksichtigt werden, die Emission, der Verbrennungszustand, und der Injektionszustand genau im benötigten Zustand erreicht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhalten die Typen der Molekülstruktur einen Normalparaffin-Typ und/oder einen Isoparaffin-Typ und/oder einen naphthenischen Typ und/oder einen aromatischen Typ. Mit anderen Worten umfassen die Typen der Molekülstruktur den Normalparaffin-Typ und/oder den Isoparaffin-Typ und/oder den naphthenischen Typ und/oder den aromatischen Typ. Da die obigen Typen der Molekülstruktur den Verbrennungszustand stark beeinflussen, wird eine Schätzung der Mischungsverhältnisse der gemäß den nach den obigen Typen unterteilten Komponenten dazu verwendet, die Mischungsverhältnisse in den Steuerungen korrelierend zur Verbrennung zu berücksichtigen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Verbrennungssystem-Controller den Emissionsschätzabschnitt, der den Erzeugungsgrad einer spezifischen in dem Abgas des Verbrennungsmotors 10 enthaltenen Komponente basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt. Insbesondere berechnet der Emissionsschätzabschnitt die Differenz ΔS des Rauchkennwerts in Schritt S13. Der Steuerungsabschnitt umfassend den Injektionssteuerungsabschnitt 83 steuert den Kraftstoffinjektor 15 basierend auf dem Schätzergebnis des Emissionsschätzabschnitts, um so den Betrieb des Verbrennungssystems zu steuern.
Wenn die Kraftstoffeigenschaften wie etwa Cetanwerte gleich sind und sich die Mischungsverhältnisse von verschiedenen Komponenten voneinander unterscheiden, unterscheidet sich der Emissionszustand des Rauchs. Deshalb, wenn der Cetanwert des verwendeten Kraftstoffs erfasst wird, kann der Emissionszustand nicht geschätzt werden. Jedoch kann der Emissionszustand beinhaltend die Raucherzeugungsmenge basierend auf den Mischungsverhältnissen der verschiedenen in dem Kraftstoff beinhalteten Komponenten geschätzt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Erzeugungsgrad der spezifischen in dem Abgas enthaltenen Komponente basierend auf dem Schätzergebnis gesteuert. Deshalb kann genau erreicht werden, dass der Emissionszustand in den benötigten Zustand gesteuert wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das gesteuerte Verbrennungssystem den Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 und den Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82. Der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 erfasst den Detektionswert der physischen Menge bezüglich der Verbrennung des Verbrennungsmotors 10 als Verbrennungseigenschaft. Der Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82 schätzt die Mischungsverhältnisse der verschiedenen in dem Kraftstoff beinhalteten Komponenten basierend auf einer Vielzahl von Verbrennungseigenschaften, die bei verschiedenen Verbrennungsbedingungen detektiert wurden.
Wenn bei der Verbrennung verwendete Kraftstoffe gleich sind und wenn sich die Verbrennungsbedingungen wie die Zylinderdrücke oder die Zylindertemperaturen voneinander unterscheiden, unterscheiden sich die Verbrennungseigenschaftswerte wie etwa die Zündverzögerungszeiten oder die Wärmeerzeugungsmengen. Wie in 4 gezeigt, bezüglich Kraftstoff F1, nimmt zum Beispiel der Verbrennungseigenschaftswert, bei dem es sich um die Zündverzögerungszeit TD handelt, gemäß der Verbrennungsbedingung ab, bei der die Sauerstoffkonzentration zunimmt. Die in 4 gezeigten durchgezogenen Linien, bei denen es sich um Kennlinien handelt, die Veränderungsgrade der Verbrennungseigenschaftswerte bezüglich Veränderungen der Verbrennungsbedingungen aufzeigen, unterscheiden sich bei den Kraftstoffen F1, F2, und F3, welche sich voneinander bei den Mischungsverhältnissen der Molekülstruktur-Typen unterscheiden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Mikrocomputer 80a die Mischungsverhältnisse der in dem Kraftstoff enthaltenen Molekülstruktur-Typen basierend auf den Verbrennungseigenschaftswerten schätzt, bei denen es sich um die bei unterschiedlichen Verbrennungsbedingungen detektierten Zündverzögerungszeiten TD handelt, kann der Mikrocomputer 80a ferner die Kraftstoffeigenschaft genau erfassen, die eine Eigenschaft des Kraftstoffs ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der Verbrennungsbedingung um eine Bedingung, die durch eine Kombination von Parametern mehrerer Typen spezifiziert wird. Mit anderen Worten erfasst der Mikrocomputer 80a den Verbrennungseigenschaftswert bei der Verbrennung, bei der sich der Wert des Parameters unterscheidet, für jeden der Parameter. Somit erfasst der Mikrocomputer 80a den Verbrennungseigenschaftswert bei der Verbrennung, bei der sich der Wert des Parameters unterscheidet, für den Parameter des gleichen Typs, und der Mikrocomputer 80a kann die Mischungsverhältnisse genauer schätzen als derjenige in einer Konfiguration, bei der die Mischungsverhältnisse basierend auf Verbrennungsbedingungen und Verbrennungseigenschaftswerten geschätzt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Parameter einer Vielzahl von Typen korrelierend zu den Verbrennungsbedingungen beinhaltend den Zylinderdruck und/oder die Zylindertemperatur und/oder die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration und/oder den Einspritzdruck. Mit anderen Worten beinhalten die Parameter den Zylinderdruck und/oder die Zylindertemperatur und/oder die Einlassgas-Sauerstoffkonzentration und /oder den Einspritzdruck. Da die Parameter den Verbrennungszustand stark beeinflussen, kann der Mikrocomputer 80a die Mischungsverhältnisse genau mithilfe der Verbrennungseigenschaftswerte bei der Verbrennung schätzen, bei der sich die Verbrennungsbedingungen unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Verbrennungseigenschaftswert um die Zündverzögerungszeit TD ab einem Zeitpunkt, bei dem die Kraftstoffeinspritzung angewiesen wird, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem der Kraftstoff selbstzündet. Da die Zündverzögerungszeit TD stark durch die Mischungsverhältnisse von verschiedenen Komponenten beeinflusst wird, kann der Mikrocomputer 80a die Mischungsverhältnisse genau basierend auf der Zündverzögerungszeit TD schätzen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des vor der Haupteinspritzung eingespritzten bzw. injizierten Kraftstoffs. Mit anderen Worten erfasst der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des bei der Voreinspritzung eingespritzten Kraftstoffs. Da die Zylindertemperatur ansteigt, wenn der Kraftstoff in der Haupteinspritzung verbrannt wird, wird der Kraftstoff nach der Haupteinspritzung leichter verbrennbar. In diesem Fall wird der Kraftstoff nach der Haupteinspritzung leichter selbstzündend. Somit ist es schwierig, eine Veränderung des Verbrennungseigenschaftswerts aufgrund einer Differenz in dem Mischungsverhältnis des Kraftstoffs zu erzeugen. Da der vor der Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoff nicht durch eine Hauptverbrennung betroffen ist, ist es wahrscheinlich, dass die Veränderung des Verbrennungseigenschaftswerts aufgrund der Differenz in dem Mischungsverhältnis des Kraftstoffs erzeugt wird. Eine Schätzgenauigkeit der Mischungsverhältnisse kann durch Schätzen der Mischungsverhältnisse basierend auf dem Verbrennungseigenschaftswert verbessert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Hardware-Konfiguration des Verbrennungssystem-Controllers die gleiche wie bei dem elektronischen Steuergerät ECU 80, das in 1 gezeigt ist. Jedoch umfasst der Verbrennungssystem-Controller gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Emissionsschätzabschnitt, einen Verbrennungszustands-Schätzabschnitt, einen Einspritzzustand-Schätzabschnitt und einen Verbrennungsumgebungs-Erfassungsabschnitt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Steuerungsablauf des Betriebs des Verbrennungssystems zeigt, das von dem Verbrennungssystem-Controller ausgeführt wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Verbrennungssystem-Controller führt den Betrieb bei einer vorgegebenen Zeitspanne in der Betriebszeitspanne des Verbrennungsmotors 10 aus. Bei dem in 8 gezeigten Schritt S10, der auch in 7 gezeigt ist, erfasst der Mikrocomputer 80a die tatsächlichen Mischungsverhältnisse. In Schritt S21 erfasst der Mikrocomputer 80a Verbrennungsumgebungswerte, bei denen es sich um physische Mengen handelt, die eine Verbrennungsumgebung in der Verbrennungskammer 11a kurz vor Eintritt der Verbrennung aufzeigen.
Die Verbrennungsumgebungswerte umfassen die Temperatur in der Verbrennungskammer 11a kurz vor Beginn der Verbrennung. Wenn die Temperatur in der Verbrennungskammer 11a ansteigt, wird die Verbrennungsumgebung zu einer Umgebung, in der der Kraftstoff leichter zündet. Zum Beispiel entspricht die Temperatur in der Verbrennungskammer 11a zu einem Zeitpunkt, bei dem es sich um eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Zeitpunkt, an dem die Verbrennung startet (stattfindet), handelt, in einem Ansaugtakt und einem Verdichtungstakt in einem vorliegenden Verbrennungszyklus dem Verbrennungsumgebungswert. In diesem Fall wird der Verbrennungsumgebungswert, bei dem es sich um die Temperatur handelt, durch das Temperaturdetektionselement 21a detektiert.
Die Verbrennungsumgebungswerte umfassen eine Strömungsrate des Mischgases in der Verbrennungskammer 11a kurz bevor die Verbrennung stattfindet. Wenn die Strömungsrate schneller wird, wird die Verbrennungsumgebung zu einer Umgebung, in welcher der Kraftstoff leichter zündet. Weil zum Beispiel die Durchflussrate schneller wird, wenn die Motordrehzahl zu einem Zeitpunkt, bei dem es sich um eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Zeitpunkt handelt, an dem die Verbrennung beginnt (stattfindet), in dem Ansaugtakt und Verdichtungstakt in dem vorliegenden Verbrennungszyklus schneller wird, entspricht die Motordrehzahl dem Verbrennungsumgebungswert. In diesem Fall wird der Verbrennungsumgebungswert, bei dem es sich um die Motordrehzahl handelt, durch den Kurbelwinkelsensor 24 detektiert.
Die Verbrennungsumgebungswerte beinhalten eine Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungskammer 11a. Wenn die Sauerstoffkonzentration ansteigt, wird die Verbrennungsumgebung zu einer Umgebung, in welcher der Kraftstoff leichter zündet. Zum Beispiel entspricht die Sauerstoffkonzentration zu einem Zeitpunkt, bei dem es sich um eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Zeitpunkt, an dem die Verbrennung beginnt (stattfindet) handelt, dem Verbrennungsumgebungswert. In diesem Fall wird der Verbrennungsumgebungswert, bei dem es sich um die Sauerstoffkonzentration handelt, durch den Sauerstoffkonzentrationssensor 22 detektiert.
In Schritt S22 korrigiert der Mikrocomputer 80a die Konstanten K1, K2, und K3 basierend auf den Verbrennungsumgebungswerten, die in Schritt S21 erfasst wurden. In Schritt S23 schätzt der Mikrocomputer 80a einen Wert eines Emissionskennwerts, der einen Leichtigkeitsgrad einer Erzeugung einer spezifizierten in dem Abgas enthaltenen Komponente basierend auf den Mischungsverhältnissen, die in Schritt S10 erfasst wurden, und der in Schritt S22 korrigierten Konstante K1 aufzeigt. In diesem Fall wird der Leichtigkeitsgrad der Erzeugung der spezifischen Komponente als Erzeugungsgrad der spezifischen Komponente bezeichnet. Bei dem Emissionskennwert kann es sich um einen Rauchkennwert, der den Erzeugungsgrad des Rauchs aufzeigt, einen HC-Kennwert, der einen Erzeugungsgrad von nicht verbranntem Kohlenwasserstoff (HC) aufzeigt, einen CO-Kennwert, der einen Erzeugungsgrad eines CO aufzeigt, oder einen NOx-Kennwert, der einen Erzeugungsgrad von NOx aufzeigt, handeln.
In Schritt S24 schätzt der Mikrocomputer 80a einen Wert eines Verbrennungskennwerts, bei dem es sich um einen Kennwert handelt, der den Verbrennungszustand bei dem Verbrennungsmotor 10 basierend auf den Mischungsverhältnissen, die in Schritt S10 erfasst wurden, und der in Schritt S22 korrigierten Konstante K2 aufzeigt. Der Verbrennungskennwert kann ein Kennwert sein, der eine Leichtigkeit einer Zunahme einer Verbrennungsmenge aufzeigt, oder ein Kennwert, der eine Leichtigkeit einer Abnahme der Zündverzögerungszeit aufzeigt.
In Schritt S25 schätzt der Mikrocomputer 80a einen Wert eines Injektionskennwerts, bei dem es sich um einen Kennwert handelt, der den Injektionszustand des in die Verbrennungskammer 11a eingespritzten Kraftstoffs aufzeigt, basierend auf den in Schritt S10 erfassten Mischungsverhältnissen und der in Schritt S22 korrigierten Konstante K3. Bei der Injektionskennzahl kann es sich um eine Eindringungskraftkennzahl, die eine Leichtigkeit eines Anstiegs einer Eindringungskraft des aus dem Kraftstoffinjektor 15 injizierten Kraftstoffs aufzeigt, oder eine Partikeldurchmesser-Kennzahl, die eine Leichtigkeit der Abnahme eines Partikeldurchmessers des einen Sprühnebel darstellenden Kraftstoffs aufzeigt, handeln. Bei der Injektionskennzahl kann es sich auch um eine Sprühnebellängen-Kennzahl, die eine Leichtigkeit einer Zunahme des Sprühnebels des Kraftstoffs in einer Einspritzrichtung aufzeigt, oder eine Sprühnebelbreiten-Kennzahl, die eine Leichtigkeit einer Zunahme des Sprühnebels des Kraftstoffs in einer Richtung senkrecht zur Einspritzrichtung aufzeigt, handeln. In diesem Fall wird die Richtung senkrecht zur Einspritzrichtung als Sprühnebelbreitenrichtung bezeichnet.
Der den Schritt S23 ausführende Mikrocomputer 80a entspricht dem Emissionsschätzabschnitt, der den Schritt S24 ausführende Mikrocomputer 80a entspricht dem Verbrennungszustands-Schätzabschnitt, und der den Schritt S25 ausführende Mikrocomputer 80a entspricht dem Injektionszustands-Schätzabschnitt. Der Mikrocomputer 80a berechnet den Wert des Emissionskennwerts, den Wert des Verbrennungskennwerts, den Wert des Injektionskennwerts und einen Wert eines Geräuschkennwerts, der eine Leichtigkeit eines Anstiegs eines Verbrennungsgeräuschs aufzeigt, durch Ersetzen der Mischungsverhältnisse durch diejenigen in einer in 9 gezeigten Gleichung.
Wie in 9 gezeigt ist ein Berechnungskennwert durch Werte begründet, die in einer Matrix mit x+1 Reihen und einer Spalte angeordnet sind. Der Werte zeigen den Emissionskennwert auf, der Verbrennungskennwert, den Injektionskennwert, und den Geräuschkennwert auf. Wie in 9 gezeigt ist eine Berechnungsmischmenge durch Werte begründet, die in einer Matrix mit y+1 Reihen und einer Spalte angeordnet sind. Die Werte zeigen die Mischmengen der verschiedenen Komponenten auf. Bei den verschiedenen Komponenten handelt es sich um nach Art bzw. Typ einer Molekülstruktur unterteilte Komponenten. Die Arten der Molekülstruktur umfassen einen Normalparaffin-Typ, einen Isoparaffin-Typ, einen naphthenischen Typen und einen aromatischen Typen.
Wie in 9 gezeigt ist eine Konstante durch Werte begründet, die in einer Matrix mit x+1 Reihen und y+1 Spalten angeordnet sind. Bei den Werten handelt es sich um Werte, die basierend auf einem Vortest erstellt wurden und dann in Schritt S22 basierend auf den Verbrennungsumgebungswerten korrigiert wurden. In der Matrix entspricht der Wert korrelierend zu dem Emissionskennwert wie etwa dem Rauchkennwert der in Schritt S23 verwendeten Konstante K1. In der Matrix entspricht der Wert korrelierend zu dem Verbrennungskennwert wie etwa der Wärmeerzeugungsmenge der in Schritt S24 verwendeten Konstante K2. In der Matrix entspricht der Wert korrelierend zu dem Injektionskennwert wie etwa der Eindringkraft der in Schritt S25 verwendeten Konstante K3.
Als nächstes wird in Bezugnahme auf 9 eine Berechnung des Emissionskennwerts, des Verbrennungskennwerts, des Injektionskennwerts, und des Geräuschkennwerts erläutert.
Die verschiedenen Komponenten umfassen eine Komponente, die den Emissionskennwert stark beeinflusst, und eine Komponente, die den Emissionskennwert kaum beeinflusst. Ferner unterscheidet sich bei dem Emissionskennwert eine Komponente, die den Emissionskennwert stark beeinflusst, je nach Art des Rauchkennwerts, des Kohlenwasserstoff-Kennwerts, des Kohlenstoff-Kennwerts, und des NOx-Kennwerts. Bezüglich des Verbrennungskennwerts, des Injektionskennwerts, und des Geräuschkennwerts unterscheidet sich eine Komponente, die den jeweiligen Kennwert stark beeinflusst, auf ähnliche Weise. Wie in der obigen Beschreibung, bezugnehmend auf 9, wird die Konstante erstellt um eine Matrix zu besitzen. Deshalb berechnet der Mikrocomputer 80a die Werte von verschiedenen Kennwerten durch Multiplizieren der Matrix, die verschiedene Mischmengen aufzeigt, mit der Matrix, die die Konstante aufzeigt. Da sich die verschiedenen Kennwerte in Abhängigkeit von Veränderungen der Verbrennungsumgebungswerte unterscheiden, werden die Werte der Matrix in einem Fall, in dem die Mischungsverhältnisse des Kraftstoffs gleich sind, basierend auf den Verbrennungsumgebungswerten in Schritt S22 korrigiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Verbrennungssystem-Controller den Emissionsschätzabschnitt, der den Erzeugungsgrad der spezifizierten, in dem Abgas des Verbrennungsmotors 10 enthaltenen Komponente basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt. Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 80a den Wert des Emissionskennwerts in Schritt S23. Dann steuert der Mikrocomputer 80a (der Steuerungsabschnitt) den Kraftstoffinjektor 15 zumindest basierend auf dem Schätzergebnis des Emissionsschätzabschnitts, um so den Betrieb des Verbrennungssystems zu steuern. Da der Mikrocomputer 80a den Emissionskennwert basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt, kann der Mikrocomputer 80a somit den Emissionskennwert genau schätzen. Mit anderen Worten kann der Mikrocomputer 80a eine Emissionskennwertschätzung genau ausführen. Da der Mikrocomputer 80a den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf dem Schätzergebnis des Emissionsschätzabschnitts steuert, kann insbesondere erreicht werden, dass der Emissionszustand in den benötigten Zustand gesteuert bzw. geregelt wird. Insbesondere, da es sehr schwierig ist, dass der Emissionskennwert lediglich basierend auf einem Detektionsergebnis des Zylinderdrucksensors 21 geschätzt wird, kann der Mikrocomputer 80a die Emissionskennwertschätzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform genau ausführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungszustands-Schätzabschnitt, der den Verbrennungszustand des Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor 10 basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt. Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 80a den Wert des Verbrennungskennwerts in Schritt S24. Dann steuert der Mikrocomputer 80a (der Steuerungsabschnitt) den Kraftstoffinjektor 15 zumindest basierend auf dem Schätzergebnis des Verbrennungszustands-Schätzabschnitts, um so den Betrieb des Verbrennungssystems zu steuern. Da der Mikrocomputer 80a den Verbrennungskennwert basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt, kann der Mikrocomputer 80a somit den Verbrennungskennwert genau schätzen. Mit anderen Worten kann der Mikrocomputer 80a eine Verbrennungskennwertschätzung genau ausführen. Da der Mikrocomputer 80a den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf dem Schätzergebnis des Verbrennungszustands-Schätzabschnitts steuert, kann insbesondere erreicht werden, dass der Verbrennungszustand in den benötigten Zustand gesteuert wird. Insbesondere, da eine Genauigkeit einer Schätzung des Verbrennungskennwerts in einem Fall, in dem der Verbrennungskennwert lediglich basierend auf den Detektionsergebnis des Zylinderdrucksensors 21 geschätzt wird, bemerkenswert gering ist, kann der Mikrocomputer 80a die Verbrennungskennwertschätzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform genau ausführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Verbrennungssystem-Controller den Injektionszustands-Schätzabschnitt, der den Injektionszustand des in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzten Kraftstoffs basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt. Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 80a den Wert des Injektionskennwerts in Schritt S24. Dann steuert der Mikrocomputer 80a (der Steuerungsabschnitt) den Kraftstoffinjektor 15 zumindest basierend auf dem Schätzergebnis des Injektionszustands-Schätzabschnitts, um so den Betrieb des Verbrennungssystems zu steuern. Da der Mikrocomputer 80a den Injektionskennwert basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt, kann der Mikrocomputer 80a somit den Injektionskennwert genau schätzen. Mit anderen Worten kann der Mikrocomputer 80a eine Injektionskennwertschätzung genau ausführen. Da der Mikrocomputer 80a den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf dem Schätzergebnis des Injektionszustands-Schätzabschnitts steuert, kann insbesondere erreicht werden, dass der Verbrennungszustand in den benötigten Zustand gesteuert wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungsumgebungs-Erfassungsabschnitt, der die Temperatur in der Verbrennungskammer 11a und/oder die Strömungsrate des Mischgas in der Verbrennungskammer 11a und/oder die Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungskammer 11a in der Verbrennungsumgebung erfasst (schätzt), bevor die Verbrennung des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 11a stattfindet. Mit anderen Worten umfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungsumgebungs-Erfassungsabschnitt, der die Temperatur in der Verbrennungskammer 11a und/oder die Strömungsrate des Mischgases in der Verbrennungskammer 11a und/oder die Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungskammer 11a in der Verbrennungsumgebung erfasst (schätzt), bevor die Verbrennung des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 11a stattfindet. Insbesondere erfasst der Mikrocomputer 80a die Verbrennungsumgebungswerte in Schritt S21. Dann steuert der Mikrocomputer 80a den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den Mischungsverhältnissen und den Verbrennungsumgebungswerten. Zum Beispiel korrigiert der Mikrocomputer 80a die Konstanten K1, K2, und K3 basierend auf den Verbrennungsumgebungswerten und berechnet die verschiedenen Kennwerte basierend auf den Mischungsverhältnissen. Mit anderen Worten berechnet der Mikrocomputer 80a die verschiedenen Kennwerte durch Berücksichtigung der Verbrennungsumgebungswerte. Daher kann eine Genauigkeit der Steuerung des Verbrennungssystems in den benötigten Zustand verbessert werden.
(Andere Ausführungsform)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen wie folgt angewendet werden. Ferner sei angemerkt, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Bauweisen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifizierungsanordnungen sowie gleichwirkende Anordnungen abdecken. Zudem, obgleich der verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt sind, liegen andere Kombinationen und Konfiguration bzw. Ausgestaltungen beinhaltend mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element ebenfalls innerhalb des Geists und des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung.
Gemäß den obigen Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt, schätzt der Mischungsverhältnis-Schätzabschnitt 82 die Mischungsverhältnisse der verschiedenen Komponenten basierend auf einer Vielzahl von Verbrennungseigenschaftswerten. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller allgemeine Eigenschaften des Kraftstoffs durch Nutzung eines Sensors oder mehrerer Sensoren detektieren, und die Mischungsverhältnisse basierend auf einem Detektionsergebnis des Sensors oder einem Detektionsergebnis der mehreren Sensoren schätzen. Die allgemeinen Eigenschaften können eine Dichte des Kraftstoffs, eine kinematische Viskosität des Kraftstoffs und eine Destillationstemperatur des Kraftstoffs umfassen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, berechnet der Verbrennungssystem-Controller Kennwerte basierend auf der Mischmenge der verschiedenen Komponenten, und steuert den Kraftstoffinjektor 15 mithilfe des Steuerungsabschnitts basierend auf den Kennwerten, um so den Betrieb des Verbrennungssystems zu steuern. Zum Beispiel kann der Verbrennungssystem-Controller die Kennwerte basierend auf den Mischungsverhältnissen berechnen und die oben beschriebenen Zielwerte basierend auf den Kennwerten korrigieren. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller eine Berechnung der Kennwerte abbrechen und den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den Mischmengen der verschiedenen Komponenten steuern. Zum Beispiel kann der Verbrennungssystem-Controller die Zielwerte basierend auf den Mischungsverhältnissen korrigieren.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, schätzt der Verbrennungssystem-Controller die Kennwerte einschließlich des Emissionskennwerts, des Verbrennungskennwerts, des Injektionskennwerts, und des Geräuschkennwerts basierend auf den Mischungsverhältnissen. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller zumindest einen Typ der obigen Kennwerte basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzen. Alternativ kann der Verbrennungssystem-Controller eine Vielzahl von Kennwerten für die obigen Typen der obigen Kennwerte schätzen, oder einen Kennwert für jeden der obigen Typen der obigen Kennwerte schätzen. Zum Beispiel kann der Verbrennungssystem-Controller den Rauchkennwert und/oder den Kohlenwasserstoff-Kennwert und/oder den Kohlenstoff-Kennwert und/oder den NOx-Kennwert für den Emissionskennwert schätzen. Mit anderen Worten kann der Verbrennungssystem-Controller den Rauchkennwert und/oder den Kohlenwasserstoff-Kennwert und/oder den Kohlenstoffkennwert und/oder den NOx-Kennwert schätzen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in 8 gezeigt, korrigiert der Verbrennungssystem-Controller die Werte, die die Matrix der Konstante darstellen, basierend auf den Verbrennungsumgebungswerten in Schritt S22. Jedoch kann die obige Korrektur abgebrochen bzw. gelöscht werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, kann eine Zeitspanne ab dem Zeitpunkt 11, ab dem die Aufladung startet, bis zum Zeitpunkt t3, an dem die Verbrennung startet, als Zündverzögerungszeit TD definiert sein. Jedoch kann eine Zeitdauer von Zeitpunkt t2, an dem die Einspritzung beginnt, bis zum Zeitpunkt t3, an dem die Verbrennung beginnt, als Zündverzögerungszeit TD definiert werden. Der Verbrennungssystem-Controller kann einen Zeitpunkt, an dem eine Veränderung in dem Kraftstoffdruck einschließlich des Common-Rail-Drucks erzeugt wird, wenn die Injektion bzw. Einspritzung beginnt, detektieren und den Zeitpunkt t2 schätzen, an dem die Injektion basierend auf dem obigen Detektionszeitpunkt beginnt.
Wie in 1 gezeigt erfasst der Verbrennungseigenschafts-Erfassungsabschnitt 81 die Zündverzögerungszeit TD als Detektionswert der physikalischen Menge bezüglich der Verbrennung. In diesem Fall entspricht der Detektionswert der physikalischen Menge bezüglich der Verbrennung dem Verbrennungseigenschaftswert. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller eine Wellenform als Verbrennungseigenschaftswert erfassen, die eine Veränderung der Wärmeerzeugungsrate aufzeigt, oder die Wärmeerzeugungsmenge erfassen, bei der es sich um eine Menge der bei der Verbrennung des Kraftstoffs erzeugten Wärme handelt. Ferner kann der Verbrennungssystem-Controller die Mischungsverhältnisse der verschiedenen Komponenten basierend auf mehreren Arten von Verbrennungseigenschaftswerten wie etwa der Zündverzögerungszeit TD, der Wellenform der Wärmeerzeugungsrate, und der Wärmeerzeugungsmenge schätzen. Zum Beispiel können die Werte der in 3 gezeigten Konstante auf Werte festgelegt werden, die mit den Vielzahl von Arten der Verbrennungseigenschaftswerte korrelieren, und der Verbrennungssystem-Controller kann die Mischungsverhältnisse schätzen durch Ersetzung der Vielzahl von Arten der Verbrennungseigenschaftswerte mit den in 3 gezeigten Parametern.
Wie in 3 gezeigt werden die Verbrennungsbedingungen derart festgelegt, dass sich alle Zündverzögerungszeiten TD voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten sind bei den Verbrennungsbedingungen i, j, k, und 1, bei denen es sich um spezifizierte Kombinationen der Parameter handelt, die Zylinderdrücke alle jeweils auf verschiedene Werte P(i), P(j), P(k) und P(1) festgelegt. Auf ähnliche Weise werden die Zylindertemperaturen T, die Einlassgas-Sauerstoffkonzentrationen O₂ und die Einspritzdrücke Pc ebenfalls auf unterschiedliche Werte festgelegt. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller zumindest einen der Parameter so festlegen, dass er von den anderen Parametern für die unterschiedlichen Verbrennungsbedingungen verschieden ist. Zum Beispiel kann der Verbrennungssystem-Controller bei den Verbrennungsbedingungen i und j die Zylindertemperaturen T, die Einlassgas-Sauerstoffkonzentrationen O₂, und die Einspritzdrücke Pc jeweils derart festlegen, dass sie die gleichen Werte sind, und die Zylinderdrücke auf P(i) und P(j) festlegen, die sich voneinander unterscheiden.
Wie in 3 gezeigt legt der Verbrennungssystem-Controller mehrere Verbrennungsbedingungen spezifiziert durch Kombinationen der mehreren Arten der Parameter fest und erfasst die Verbrennungseigenschaftswerte dahingehend, wenn der Kraftstoff bei den mehreren Verbrennungsbedingungen verbrannt wird. Jedoch kann der Verbrennungs-Controller eine Art von Parameter festlegen und die Verbrennungseigenschaftswerte dahingehend erfassen, wenn der Kraftstoff bei der Verbrennungsbedingung verbrannt wird, bei der sich der Wert des Parameters unterscheidet. Alternativ kann der Verbrennungs-Controller einen Injektionszeitpunkt auf einen Zeitpunkt (Kurbelwinkel) ändern, an dem die Zylindertemperatur zu einem Anforderungswert wird und den Verbrennungseigenschaftswert bei der Verbrennungsbedingung, die angefordert wird, positiv erfassen. Alternativ, da es möglich ist, dass die Hauptverbrennung variiert, kann der Verbrennungssystem-Controller eine Veränderung des Injektions-Zeitpunkts auf einen Zylinder beschränken oder eine zusätzliche Einspritzung hinzufügen, die dazu verwendet wird, um den Verbrennungseigenschaftswert zu detektieren, und die sich von der Voreinspritzung unterscheidet.
Es ist bevorzugt, dass der Injektionszeitpunkt in einem oder mehr spezifizierten Zylindern verändert wird, ohne den Injektionszeitpunkt in allen Zylindern zu verändern.
Es ist bevorzugt, dass die Änderung des Injektionszeitpunkts in der Haupteinspritzung verboten ist. Ferner ist es bevorzugt, dass die Änderung des Injektionszeitpunkts in der Voreinspritzung verboten ist, welche die Haupteinspritzung stark beeinflusst. Darüber hinaus kann eine ausschließliche Injektion bzw. Einspritzung hinzugefügt werden, die verwendet wird, um den Verbrennungseigenschaftswert zu detektieren, und der Verbrennungssystem-Controller kann den Verbrennungseigenschaftswert dahingehend erfassen, wenn der Kraftstoff in der ausschließlichen Injektion in dem benötigten Zustand verbrannt wird.
Gemäß den obigen Ausführungsformen erfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des kurz vor der Haupteinspritzung eingespritzten Kraftstoffs. Mit anderen Worten erfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des bei der Voreinspritzung eingespritzten Kraftstoffs. Jedoch kann der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des nach der Haupteinspritzung eingespritzten Kraftstoffs erfassen. Insbesondere kann der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des bei der Nacheinspritzung oder Postinjektion eingespritzten Kraftstoffs erfassen. Ferner, wenn eine Mehrfacheinspritzung vor der Haupteinspritzung ausgeführt wird, bei welcher der Kraftstoff mehrfach eingespritzt wird, beeinflusst eine erste Injektion der Mehrfacheinspritzung die Haupteinspritzung kaum. Deshalb ist es bevorzugt, dass der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert korrelierend zu der Verbrennung des bei der ersten Injektion bzw. Einspritzung eingespritzten Kraftstoffs erfasst.
Gemäß den obigen Ausführungsformen erfasst der Verbrennungssystem-Controller den Verbrennungseigenschaftswert basierend auf dem Detektionswert des Zylinderdrucksensors 21. Bei einer Ausgestaltung, in der der Zylinderdrucksensor 21 nicht bereitgestellt ist, kann der Verbrennungssystem-Controller jedoch den Verbrennungseigenschaftswert basierend auf einer Drehveränderung eines Drehwinkelsensors schätzen. In diesem Fall handelt es sich bei der Drehveränderung um einen Differenzwert. Beispielsweise kann der Verbrennungssystem-Controller einen Zeitpunkt abschätzen zu dem der Differenzwert einen vergebenen Grenzwert aufgrund einer Vorverbrennung als einen Vorzündzeitpunkt übersteigt. Der Verbrennungssystem-Controller kann eine Vorverbrennungsmenge basierend auf einer Größe des Differenzwerts schätzen.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, wird die Zylindertemperatur von dem Temperaturdetektionselement 21a detektiert. Jedoch kann die Zylindertemperatur basierend auf dem Zylinderdruck geschätzt werden, der durch den Zylinderdrucksensor 21 detektiert wurde. Insbesondere kann die Zylindertemperatur durch eine Berechnung des Zylinderdrucks, einer Zylinderkapazität, eines Gewichts von Gas in dem Zylinder, und einer Gaskonstante geschätzt werden.
Das elektronische Steuergerät 80, bei dem es sich um den Verbrennungssystem-Controller handelt, weist auf: Funktionen, die durch einen Computer erzielt werden können, der eine in einem Speicher, gespeicherte umfangreiche Software ausführt, eine Software, eine Hardware, oder eine Kombination der vorgenannten. Wenn der Verbrennungssystem-Controller beispielweise durch eine Schaltung, die eine Hardware ist, begründet ist, kann die Schaltung eine Digitalschaltung, die mehrere Logikschaltungen beinhaltet, oder eine analoge Schaltung umfassen.
Obgleich die vorliegende Offenbarung anhand der Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben wurde, sei angemerkt, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Bauweisen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifizierungsanordnungen und gleichwirkende Anordnungen abdecken. Darüber hinaus, obgleich der verschiedenen Kombinationen und Ausgestaltungen, die bevorzugt sind, liegen andere Kombinationen und Ausgestaltungen beinhaltend mehr, weniger oder leidglich ein einzelnes Element ebenfalls innerhalb des Geistes sowie des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Verbrennungssystem-Controller, der einen Betrieb eines Verbrennungssystems umfassend einen Verbrennungsmotor (10) steuert, aufweisend: einen Mischungsverhältnis-Erfassungsabschnitt (80, 80a, S10), der Mischungsverhältnisse von verschiedenen in einem Kraftstoff enthaltenen Komponenten erfasst; einen Injektionsstatus-Schätzabschnitt (80, 80a, S25), der einen Injektionsstatus des in eine Verbrennungskammer (11a) des Verbrennungsmotors eingespritzten Kraftstoffs basierend auf den Mischungsverhältnissen als eine Injektionskennzahl schätzt, und einen Steuerungsabschnitt (80, 80a, S15, S16), der den Betrieb des Verbrennungssystems zumindest basierend auf dem Schätzergebnis des Injektionsstatus-Schätzabschnitts steuert, wobei es sich bei der Komponente, die ein Schätzziel des Mischungsverhältnisses ist, um eine Komponente handelt, die nach der Art oder dem Typ der Molekülstruktur unterteilt ist, und die Injektionskennzahl enthält eine Eindringungskraftkennzahl, die eine Leichtigkeit eines Anstiegs der Eindringungskraft des Kraftstoffs aufzeigt, der in die Verbrennungskammer injiziert wird, und eine Partikeldurchmesser-Kennzahl, die eine Leichtigkeit der Abnahme eines Partikeldurchmessers des einen Sprühnebel darstellenden Kraftstoffs aufzeigt.
Verbrennungssystem-Controller gemäß Anspruch 1, wobei die Typen der Molekülstruktur einen Normalparaffin-Typ und/oder einen Isoparaffin-Typ und/oder einen naphthenischen Typ und/oder einen aromatischen Typ umfasst.
Verbrennungssystem-Controller gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, ferner aufweisend: einen Emissionsschätzabschnitt (80, 80a, S13, S23), der einen Erzeugungsgrad einer spezifizierten, in einem Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Komponente basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt, wobei der Steuerungsabschnitt den Betrieb des Verbrennungssystems zumindest basierend auf einem Schätzergebnis des Emissionsschätzabschnitts steuert.
Verbrennungssystem-Controller gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: einen Verbrennungszustands-Schätzabschnitt (80, 80a, S24), der einen Verbrennungszustand des Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor basierend auf den Mischungsverhältnissen schätzt, wobei der Steuerungsabschnitt den Betrieb des Verbrennungssystems zumindest basierend auf einem Schätzergebnis des Verbrennungszustands-Schätzabschnitts steuert.
Verbrennungssystem-Controller gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: einen Verbrennungsumgebungs-Erfassungsabschnitt (80, 80a, S21), der eine Temperatur in der Verbrennungskammer (11a) des Verbrennungsmotors und/oder eine Strömungsrate eines Mischgases in der Verbrennungskammer und/oder eine Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungskammer in einer Verbrennungsumgebung erfasst, bevor eine Verbrennung des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer stattfindet, wobei der Steuerungsabschnitt den Betrieb des Verbrennungssystems basierend auf den Mischungsverhältnissen und einem Schätzergebnis des Verbrennungsumgebungs-Erfassungsabschnitts steuert.