DE102016116218B4

DE102016116218B4 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016116218B4
Application number: DE102016116218.3A
Authority: DE
Inventors: Ryota IWASAKI; Masanao Idogawa; Ryusuke KURODA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2036-09-01
Also published as: JP6237734B2; CN106481474B; US11359573B2; US20170058822A1; JP2017048720A; DE102016116218A1; CN106481474A

Abstract

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine Folgendes aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einspritzt; eine Zündvorrichtung, die in der Brennkammer vorgesehen ist; und einen Katalysator, der in einem Abgasdurchgang vorgesehen ist, und gestaltet ist, eine zusätzliche Einspritzung zusätzlich zu einer regulären Einspritzung durchzuführen, wobei die Steuervorrichtung gekennzeichnet ist, durch:eine elektronische Steuereinheit (100), die gestaltet ist, um:i) eine Zündzeit bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor einem oberen Kompressionstotpunkt zu berechnen;ii) eine Einspritzmenge des Kraftstoffs in einem vorbestimmten Zeitintervall zu berechnen und eine Einspritzmenge des Kraftstoffs bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel zu berechnen; undiii) das Kraftstoffeinspritzventil derart zu steuern, dass das Kraftstoffeinspritzventil im selben Zyklus zusätzlich den Kraftstoff in einer Erhöhungsmenge vor einer Zündung in einer zusätzlichen Einspritzung einspritzt, wenn die Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet ist, aufgrund einer Verzögerung der Zündzeit erhöht wird, die berechnet wird, nachdem der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär eingespritzt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Brennkraftmaschine ist bekannt, die die Zündzeitgebung zum Durchführen einer Drehmomentabschwächung (torque down) oder dergleichen verzögert. In solch einer Brennkraftmaschine, wenn die Zündzeitgebung verzögert wird, steigt die Abgastemperatur derart, dass eine Möglichkeit besteht, dass ein Katalysator, der in einem Abgasdurchgang angeordnet ist, überhitzt werden kann. In Anbetracht dessen wurde eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, die ein Überhitzen eines Katalysators durch ein Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge unterdrückt, wenn die Zündzeitgebung verzögert wird (siehe zum Beispiel JP 2013 - 249 792 A ). In dieser Brennkraftmaschine ist es möglich, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, einen Anstieg in der Temperatur des Abgases und des Katalysators durch die Verdampfungswärme des Kraftstoffs niederzuhalten.
JP 2015 - 166 559 A bietet eine Steuerung für einen Verbrennungsmotor, die in der Lage ist, einen übermäßigen Temperaturanstieg eines Katalysators aufgrund einer verzögerten Zündzeitpunktposition zu unterdrücken. Wenn eine verzögerte Positionsanforderung des Zündtimings ausgegeben wird, führt eine Steuerung eine Korrektur durch, um den Zündzeitpunkt um einen verzögerten Positionskorrekturbetrag als Reaktion auf die verzögerte Positionsanforderung zu verzögern, und führt eine Korrektur durch, um einen Kraftstoffeinspritzbetrag als Reaktion auf den verzögerten Positionskorrekturbetrag zu erhöhen. Im Falle eines Zylinders, für den vorhergesagt wird, dass die Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Erhöhungskorrektur hinter der Korrektur zurückbleibt, um den Zündzeitpunkt zu verzögern, begrenzt diese Steuerung den verzögerten Positionskorrekturbetrag des Zündzeitpunkts des Zylinders, um kleiner als der verzögerte Positionskorrekturbetrag als Reaktion auf die verzögerte Positionsanforderung zu sein.
DE 10 2014 118 588 A1 stellt ein Verfahren und Systeme bereit für das Zuführen eines gasförmigen Kraftstoffs als mehrfache Kraftstoffeinspritzungen, die zwischen einem Ansaugtakt, einem Verdichtungstakt und/oder einem Arbeitstakt so aufgeteilt werden, dass ein Aufwärmen eines Abgaskatalysators während eines Motorkaltstarts beschleunigt wird. Der im Ansaug- und im Verdichtungstakt eingespritzte Kraftstoff wird gezündet und verbrannt. Die Arbeitstaktkraftstoffeinspritzungen werden in dem Auslasskanal verbrannt, um eine Abgastemperatur und einen Abgasdruck für eine schnellere Katalysatoraktivierung zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hierin ist es in der vorangehend beschriebenen Brennkraftmaschine, wenn eine Verzögerung der Zündzeitgebung erforderlich wird, nachdem der Kraftstoff eingespritzt ist, da ein Anstieg in der Menge des Kraftstoffs nicht rechtzeitig sein kann, notwendig, die Implementierung der Zündverzögerung zu verzögern, um das Überhitzen des Katalysators zu unterdrücken.
Die Erfindung bietet eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, eine Verzögerung einer Zündzeitgebung früh durchzuführen, während ein Überhitzen eines Katalysators unterdrückt wird. Dies wird durch eine Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Brennkraftmaschine weist Folgendes auf: ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einspritzt; eine Zündvorrichtung, die in der Brennkammer vorgesehen ist; und einen Katalysator, der in einem Abgasdurchgang vorgesehen ist, und ist gestaltet, eine zusätzliche Einspritzung zusätzlich zu der regulären Einspritzung durchzuführen. Die Steuervorrichtung weist eine elektronische Steuereinheit auf. Die elektronische Steuereinheit ist gestaltet, um eine Zündzeitgebung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor einem oberen Kompressionstotpunkt zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit ist gestaltet, um eine Einspritzmenge des Kraftstoffs in einem vorbestimmten Zeitintervall zu berechnen und eine Einspritzmenge des Kraftstoffs bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit ist gestaltet, um das Kraftstoffeinspritzventil derart zu steuern, dass das Kraftstoffeinspritzventil im selben Zyklus zusätzlich den Kraftstoff in einer Erhöhungsmenge vor einer Zündung in einer zusätzlichen Einspritzung einspritzt, wenn die Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet ist, aufgrund einer Verzögerung der Zündzeitgebung erhöht wird, die berechnet wird, nachdem der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, regulär eingespritzt ist.
Mit dieser Konfiguration, da die Zündzeitgebung und die Kraftstoffeinspritzmenge bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet werden, wenn die Zündzeitgebung verzögert wird, kann die Einspritzmenge, die in Übereinstimmung mit einem Verzögerungsbetrag erhöht wird, berechnet werden. Dann wird lediglich eine Erhöhungsmenge relativ zu dem Kraftstoff, der zu der Zeit einer regulären Einspritzmenge eingespritzt wird, zusätzlich vor der Zündung eingespritzt, so dass eine Verzögerung der Zündzeitgebung früh durchgeführt werden kann, während ein Überhitzen des Katalysators unterdrückt wird. Das heißt, ohne ein Warten auf die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung, um auf eine Einspritzmenge für eine reguläre Einspritzung reflektiert zu werden, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, wenn eine Verzögerung der Zündzeitgebung erforderlich ist, kann die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung zusätzlich eingespritzt werden, so dass die Zündverzögerung früh implementiert werden kann.
In dem vorangehend beschriebenen Aspekt kann die elektronische Steuereinheit gestaltet sein, um einen oberen Grenzwert der Anzahl von Einspritzvorgängen des Kraftstoffs in einem Zyklus einstellen. Die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den oberen Grenzwert der Anzahl von Einspritzvorgängen zu erhöhen, wenn eine Betriebsbedingung bzw. ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, in dem die Einspritzmenge erhöht wird, wenn die Zündzeit verzögert wird. Der Katalysatorüberhitzungswarnbereich kann basierend auf einem Lastfaktor und einer Drehzahl bestimmt werden.
Mit dieser Konfiguration ist es in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich möglich, einen Zustand vorzusehen, in dem eine zusätzliche Einspritzung durchgeführt werden kann.
In dem vorangehend beschriebenen Aspekt kann die elektronische Steuereinheit gestaltet sein, um eine Zeit bzw. eine Zeitgebung einer zusätzlichen Einspritzung bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel einzustellen, wenn eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, in dem die Einspritzmenge erhöht wird, wenn die Zündzeitgebung verzögert wird. Der Katalysatorüberhitzungswarnbereich kann basierend auf einem Lastfaktor und einer Drehzahl bestimmt werden.
Mit dieser Konfiguration kann in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich eine Erhöhungsmenge aufgrund der Verzögerung zusätzlich eingespritzt werden, wenn die Zündzeitgebung, die bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet ist, derart verzögert wird, dass eine Einspritzmenge in Übereinstimmung mit einem Verzögerungsbetrag berechnet wird.
In dem vorangehend beschriebenen Aspekt, wenn die Erhöhungsmenge aufgrund einer Verzögerung der Zündzeitgebung in der Einspritzmenge enthalten ist, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, kann die elektronische Steuereinheit gestaltet sein, um den Kraftstoff, der die Erhöhungsmenge enthält, regulär einzuspritzen und eine zusätzliche Einspritzung im selben Zyklus nicht durchzuführen.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Anstieg in der Anzahl von Malen einer Einspritzung bzw. in der Anzahl von Einspritzvorgängen zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
Gemäß dem Aspekt der Erfindung ist es möglich, eine Verzögerung der Zündzeitgebung früh durchzuführen, während ein Überhitzen des Katalysators unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel einer Brennkraftmaschine zeigt, auf die eine elektronische Steuereinheit (ECU) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der ECU zeigt;
3 ist ein Kennfeld zum Bestimmen, ob die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist oder nicht;
4 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Kraftstoffeinspritzung und Zündarten der Brennkraftmaschine zeigt; und
5 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Ablaufs eines Einstellens einer Kraftstoffeinspritzmenge durch die ECU.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In dieser Ausführung wird eine Beschreibung eines Falls gegeben, in dem die Erfindung auf eine elektronische Steuereinheit (ECU) angewendet wird, die eine Brennkraftmaschine steuert, welche an einem Fahrzeug montiert ist.
Zuerst, bezugnehmend auf 1, wird eine schematische Konfiguration einer Brennkraftmaschine 1 beschrieben, die durch eine ECU 100 gesteuert wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Brennkraftmaschine 1 einen Zylinderbock 10 und einen Zylinderkopf 11 auf, der auf dem Zylinderbock 10 montiert ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist zum Beispiel eine Direkteinspritzungs-Vierzylinderreihenbenzinmaschine. In 1 ist lediglich einer von vier Zylindern gezeigt.
Vier Zylinderbohrungen 10a sind in dem Zylinderbock 10 ausgebildet und ein Kolben 12 ist in jeder von den Zylinderbohrungen 10a hin- und hergehend angeordnet. Eine Kurbelwelle 13 als eine Ausgangswelle ist mit dem Kolben 12 über Verbindungsstäbe bzw. Pleuel 12a verbunden. Der Pleuel 12a hat eine Funktion zum Umwandeln einer hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 12 in einer Drehbewegung der Kurbelwelle 13. Ein Signalrotor 13a ist an der Kurbelwelle 13 angebracht und ein Kurbelpositionssensor 116 ist nahe dem Signalrotor 13a angeordnet.
Eine Brennkammer 14 ist zwischen dem Kolben 12 und dem Zylinderkopf 11 in jeder Zylinderbohrung 10a ausgebildet. Ein Einlassdurchgang 20 und ein Auslassdurchgang 30 sind mit den Brennkammern 14 verbunden. Ein Luftfilter 21 zum Filtern der Einlassluft, ein Drosselventil 22 zum Einstellen der Einlassluftmenge, usw. sind in dem Einlassdurchgang 21 angeordnet. Das Drosselventil 22 wird durch einen Drosselmotor 22a angetrieben. Ein Dreiwegekatalysator 31 zum Reinigen von schädlichen Substanzen in einem Abgas, usw. sind in dem Auslassdurchgang bzw. Abgasdurchgang 30 angeordnet.
In dem Zylinderkopf 11 sind Einlassventile 15a angeordnet, die jeweils eine Verbindung zwischen den Brennkammern 14 und dem Einlassdurchgang 20 etablieren oder unterbrechen, und Auslassventile 15b sind angeordnet, die jeweils eine Verbindung zwischen den Brennkammern 14 und dem Auslassdurchgang bzw. Ablassdurchgang 30 etablieren oder unterbrechen. Ferner sind Injektoren (Kraftstoffeinspritzventile) 16, die jeweils Kraftstoff direkt in die Brennkammern 14 einspritzen, und Zündkerzen 17 in dem Zylinderkopf 11 angeordnet. Die Zündzeitgebung der Zündkerze 17 wird durch eine Zündeinrichtung 17a eingestellt bzw. angepasst.
Der Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu den Injektoren 16 zugeführt und, wenn der Kraftstoff von dem Injektor 16 direkt in die Brennkammer 14 eingespritzt wird, wird ein Gemisch der Luft und des Kraftstoffs in der Brennkammer 14 ausgebildet. Dieses Luftkraftstoffgemisch wird durch die Zündkerze 17 gezündet, um verbrannt/explodiert zu werden. Der Kolben 12 wird durch ein Verbrennungsgas hin- und herbewegt, das in diesem Vorgang erzeugt wird, um die Kurbelwelle 13 zu veranlassen, sich derart zu drehen, dass eine Antriebskraft (Ausgabedrehmoment) der Brennkraftmaschine 1 erlangt wird. In der Brennkraftmaschine 1 kann eine Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor 16 vielmals bzw. mehrfach in einem Zyklus ausgeführt werden, der einen Einlasshub, einen Verdichtungshub, einen Verbrennungshub bzw. Arbeitshub und einen Auslasshub aufweist.
Als nächstes, unter Bezugnahme auf 2 und 3, wird die ECU 100 beschrieben, die die Brennkraftmaschine 1 steuert.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die ECU 100 eine CPU 101, einen ROM 102, einen RAM 103, einen Backup-RAM 104, eine Eingabeschnittstelle 105 und eine Ausgabeschnittstelle 106 auf. Die ECU 100 ist ein Beispiel einer Zündzeitberechnungseinheit und einer Einspritzmengenberechnungseinheit, und diese Einheiten werden durch eine Ausführung von Programmen durch die CPU 101 realisiert, die in dem ROM 102 gespeichert sind.
Die CPU 101 führt eine Berechnungsverarbeitung basierend auf verschiedenen Steuerprogrammen, Kennfeldern usw. durch, die in dem ROM 102 gespeichert sind. Der ROM 102 speichert in sich verschiedene Steuerprogramme, Kennfelder, die referenziert werden, wenn diese verschiedenen Steuerprogramme ausgeführt werden, usw. Der RAM 103 ist ein Speicher, der zeitweilig Berechnungsergebnisse von der CPU 101, Erfassungsergebnisse von verschiedenen Sensoren usw. speichert. Der Backup-RAM 104 ist ein nichtflüchtiger Speicher, der Daten usw. speichert, um behalten zu werden, wenn die Zündung ausgeschaltet wird.
Ein Wassertemperatursensor 110 zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 1, ein Luftmengenmesser 111 zum Erfassen einer Einlassluftmenge, ein Einlasslufttemperatursensor 112 zum Erfassen einer Temperatur der Einlassluft, ein O₂-Sensor 113 zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration in einem Abgas, ein Beschleunigerpositionssensor 114 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags (Unterdruckbetrag) eines Beschleunigerpedals, ein Drosselpositionssensor 115 zum Erfassens eines Öffnungsgrads des Drosselventils 22, ein Kurbelpositionssensor 116 zum Erfassen einer Drehposition der Kurbelwelle 13 usw. sind mit der Eingangsschnittstelle bzw. Eingabeschnittstelle 105 verbunden.
Die Injektoren 16, die Zündeinrichtungen 17a, der Drosselmotor 22a usw. sind mit der Ausgabeschnittstelle 106 verbunden.
Die ECU 100 ist gestaltet, um die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1 durch ein Steuern des Drosselöffnungsgrads (Einlassluftmenge), der Kraftstoffeinspritzmenge, der Zündzeit bzw. Zündzeitgebung und dergleichen basierend auf den Erfassungsergebnissen von den verschiedenen Sensoren usw. zu steuern.
Die Brennkraftmaschine 1 ist in der Lage, eine Kraftstoffeinspritzung mehrmals in einem Zyklus auszuführen, und in der ECU 100 ist die erlaubte Anzahl von Malen (oberer Grenzwert) einer Kraftstoffeinspritzung in einem Zyklus vorab gemäß einer Drehzahl pro Einheitszeit (hiernach lediglich als eine „Drehzahl“ bezeichnet) der Brennkraftmaschine 1 eingestellt. Insbesondere, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 steigt, verringert sich die erlaubte Anzahl von Malen einer Kraftstoffeinspritzung in einem Zyklus. Ein Beispiel der Beziehung zwischen der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und der erlaubten Anzahl von Malen einer Kraftstoffeinspritzung ist in Tabelle 1 nachfolgend gezeigt. Es soll vermerkt sein, dass die erlaubte Anzahl von Malen die Anzahl von Malen ist, mit der die Kraftstoffeinspritzung in einem Zyklus ermöglicht werden kann, und nicht die Anzahl von Malen, durch die eine Kraftstoffeinspritzung tatsächlich in einem Zyklus ausgeführt wird. Tabelle 1

Drehzahl (UPM) 0~899 900~1799 1800~3599 3600~

erlaubte Anzahl von Malen 4 3 2 1
In einem Beispiel eines Ausführens einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vielzahl von Malen in einem Zyklus wird eine reguläre Einspritzung zu einem Zeitpunkt von 300° CA (Kurbelwinkel) vor dem oberen Kompressionstotpunkt ausgeführt und eine zusätzliche Einspritzung wird an einem Zeitpunkt von 150° ~ 120° CA (Kurbelwinkel) vor dem oberen Kompressionstotpunkt ausgeführt. Diese zusätzliche Einspritzung ist zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung einer Luftmenge, die bestimmt wird, nachdem das Einlassventil 15a geschlossen ist.
Hierin gibt es Fälle, in denen die ECU 100 zeitweilig das Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine 1 beispielsweise durch ein Verzögern der Zündzeit verringert, wenn ein Getriebe (nicht gezeigt) schaltet, das an einem Fahrzeug montiert ist. Auf diese Weise, wenn die Drehmomentverringerung der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt wird, ist es möglich, einen Schaltruck zu der Zeit des Gangschaltens zu unterdrücken.
Jedoch, wenn die Zündzeit der Brennkraftmaschine 1 verzögert wird, steigt die Abgastemperatur derart, dass eine Möglichkeit besteht, dass der Dreiwegekatalysator 31 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 überhitzt werden kann. Deshalb ist es gestaltet, dass dann, wenn die Zündzeit verzögert wird, wenn die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 1 in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich (Katalysator-OT-Bereich) ist, die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, um die Wärme einer Verdampfung bzw. die Verdampfungswärme des Kraftstoffs zu erhöhen, wodurch ein Anstieg in der Temperatur des Abgases und des Dreiwegekatalysators 31 unterdrückt wird. Das heißt, der Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist ein Bereich, in dem die Überhitzung des Dreiwegekatalysators 31 vorhergesagt wird, falls die Zündzeit verzögert wird, und ist ein Bereich, in dem dann, wenn die Zündzeit verzögert wird, die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, um das Überhitzen des Dreiwegekatalysators 31 zu unterdrücken. Insbesondere, wie in 3 gezeigt ist, ist der Katalysatorüberhitzungswarnbereich ein Hochdrehzahl- und Hochlastbereich in einem Kennfeld, das als Parameter die Drehzahl und den Lastfaktor der Brennkraftmaschine 1 verwendet.
Als nächstes, unter Bezugnahme auf 3, wird eine Katalysatorüberhitzungsunterdrückungssteuerung durch die ECU 100 dieser Ausführungsform beschrieben.
Die ECU 100 ist gestaltet, um zu bestimmen, ob die Betriebsbedingung bzw. der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist oder nicht. Ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist oder nicht wird basierend auf dem Kennfeld bestimmt, das als Parameter die Drehzahl und den Lastfaktor der Brennkraftmaschine 1 verwendet (siehe 3). Der Lastfaktor ist ein Verhältnis einer Einlassluftmenge in einem vorliegenden Betriebszustand relativ zu der maximalen Einlassluftmenge in die Brennkraftmaschine 1 und wird zum Beispiel basierend auf einer Einlassluftmenge und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 berechnet. Das Kennfeld, das in 3 gezeigt ist, wird zum Beispiel in dem ROM 102 gespeichert.
Dann ist die ECU 100 gestaltet, um die erlaubte Anzahl von Malen einer Kraftstoffeinspritzung in einem Zyklus um eins zu erhöhen, wenn die Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist. Zum Beispiel, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 3600 UPM oder mehr ist, ist die erlaubte Anzahl von Malen, welche zur normalen Zeit (nicht in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich) eins ist, eingestellt, um in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich zwei zu sein. Deshalb, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 hoch ist (3600 UPM oder mehr in Tabelle 1), kann eine zusätzliche Einspritzung in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ausgeführt werden.
Ferner ist die ECU 100 gestaltet, um zu bestimmen, nachdem sich die Anzahl von Malen einer Kraftstoffeinspritzung erhöht hat, ob die Anzahl von Einspritzvorgängen des gleichen Zylinders das letzte Mal größer als die erlaubte Anzahl von Malen in einer normalen Zeit ist oder nicht, und ist gestaltet, um die erlaubte Anzahl von Malen zu dem Ausgangswert hin zurückzuführen bei einer bejahenden Bestimmung. Zum Beispiel, wenn eine Kraftstoffeinspritzung zweimal in einem vorbestimmten Zylinder ausgeführt wird, nachdem die erlaubte Anzahl von Malen um eins erhöht ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 3600 UPM oder mehr in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, wird die erlaubte Anzahl von Malen auf einmal bzw. auf eins in dem nächsten Zyklus des vorbestimmten Zylinders zurückgeführt. Es sei vermerkt, dass die erlaubte Anzahl von Malen von einem Zeitpunkt aus, an dem der vorbestimmte Zylinder den Kraftstoff zweimal einspritzt, zu einem Zeitpunkt hin erhöht bleibt, an dem die erlaubte Anzahl von Malen auf eins bzw. einmal zurückgeführt ist, so dass die anderen Zylinder den Kraftstoff jeweils zweimal einspritzen können. Das heißt, es ist gestaltet, dass eine Kraftstoffeinspritzung, die die erlaubte Anzahl von Malen in einer normalen Zeit überschreitet, daran gehindert wird, wiederholt in dem gleichen Zylinder ausgeführt zu werden.
Ferner ist die ECU 100 gestaltet, um eine Einspritzstartzeit einer zusätzlichen Einspritzung auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt einzustellen, wenn die Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist. 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt ist eine Zeit, zu der eine Zündzeit bzw. Zündzeitgebung in jedem Zylinder final berechnet ist, und ist ein Beispiel von „einem vorbestimmten Kurbelwinkel“ der Erfindung. Das heißt, die Einspritzstartzeit einer zusätzlichen Einspritzung, welche 150° ~ 120° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt zu einer normalen Zeit ist, wird auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich zurückversetzt.
Andererseits ist die ECU 100 gestaltet, um eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus in einem vorbestimmten Zeitintervall zu berechnen. Dieses vorbestimmte Zeitintervall ist ein voreingestelltes Zeitintervall und ist zum Beispiel 8 ms. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch ein Addieren eines Erhöhungswerts zu einem Basiswert berechnet, der ein stöchiometrisches Gemisch vorsieht. Der Erhöhungswert wird durch ein Addieren eines Basiserhöhungswerts und eines Korrekturerhöhungswerts berechnet. Der Basiserhöhungswert wird basierend auf einer Drehzahl und einem Lastfaktor der Brennkraftmaschine 1 berechnet, usw., während der Korrekturerhöhungswert basierend auf einem Zündzeitverzögerungsbetrag usw. berechnet wird.
Bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt in jedem Zylinder ist die ECU 100 gestaltet, um eine Zündzeit bzw. Zündzeitgebung des Zylinders zu berechnen und eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus zu berechnen.
Hierin werden die Kraftstoffeinspritzmenge, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, und die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet ist, der gleiche Wert, wenn die Betriebsbedingungen bzw. Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 bei den entsprechenden Berechnungszeiten die gleichen sind. Andererseits werden die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird, verschiedene Werte, wenn die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 voneinander zu den entsprechenden Berechnungszeiten differieren, da die Kraftstoffeinspritzmengen gemäß den entsprechenden Betriebsbedingungen berechnet werden. Das heißt, da die Berechnungszeiten verschieden sind, werden die Werte der Kraftstoffeinspritzmengen, die berechnet werden, voneinander verschieden, wenn die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 voneinander differieren.
Zum Beispiel, wenn eine Zündverzögerung nicht erforderlich ist, ist ein Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung Null für eine Kraftstoffeinspritzmenge, die an dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, und eine Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird. Andererseits, wenn eine Zündverzögerung erforderlich ist, so dass eine Zündzeit, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird, verzögert wird, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge einschließlich eines Korrekturerhöhungswerts aufgrund der Zündverzögerung zu diesem Zeitpunkt (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt) berechnet. Deshalb, wenn die Zündzeit verzögert wird, kann die Kraftstoffeinspritzmenge, die in Übereinstimmung mit dem Verzögerungsbetrag erhöht wird, auf einmal berechnet werden. Danach, beim Erlangen des Steuerzyklus des vorbestimmten Zeitintervalls in dem Zustand, in dem die Zündverzögerung erforderlich ist, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge einschließlich eines Korrekturerhöhungswerts aufgrund der Zündverzögerung berechnet.
Als nächstes, mit Bezug auf 4, wird eine Beschreibung von einem Beispiel einer Steuerung gegeben, wenn die Zündzeit bzw. Zündzeitgebung in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich verzögert wird. Hiernach wird eine Beschreibung eines Falls gegeben, in dem in dem Prozess, in dem ein erster Zylinder #1, ein dritter Zylinder #3, ein vierter Zylinder #4 und ein zweiter Zylinder #2 in dieser Reihenfolge gezündet werden, die Zündzeit verzögert wird, nachdem der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in den Katalysatorüberhitzungswarnbereich fällt. Details des Ablaufs bzw. der Sequenz eines Einstellens einer Kraftstoffeinspritzmenge, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird, wird später beschrieben.
Zuerst wird zu einer Zeit t1 in 4 eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei einer Ankunft eines Steuerzyklus eines vorbestimmten Zeitintervalls (zum Beispiel 8 ms) berechnet. In diesem Fall ist der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einer normalen Zeit und ferner wird die Zündzeit nicht verzögert. Deshalb ist ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, der berechnet wird, lediglich ein Basiserhöhungswert, und ein Korrekturerhöhungswert aufgrund einer Zündverzögerung ist Null.
Dann wird zu einer Zeit t2 (300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des ersten Zylinders #1) die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär in den ersten Zylinder #1 eingespritzt. Das heißt, der Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzmenge wird eingespritzt, die bei Zeit t1 berechnet ist.
Danach wird bei Zeit t3, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in den Katalysatorüberhitzungswarnbereich fällt, die Einspritzstartzeit einer zusätzlichen Einspritzung in jeden Zylinder verzögert. Zum Beispiel wird in dem ersten Zylinder #1 die Starteinspritzzeit einer zusätzlichen Einspritzung, welche Zeit t4 ist (150° ~ 120° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt), zur normalen Zeit zu Zeit t7 verzögert (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt). Ferner wird die erlaubte Anzahl von Malen einer Kraftstoffeinspritzung bzw. erlaubte Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen in einem Zyklus um eins erhöht. Ob die Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist oder nicht, wird basierend auf der Drehzahl und dem Lastfaktor der Brennkraftmaschine 1 bestimmt.
Bei Zeit t5 wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei Ankunft des Steuerzyklus des vorbestimmten Zeitintervalls berechnet. In diesem Fall ist wie bei Zeit t1 ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die berechnet wird, lediglich ein Basiserhöhungswert und ein Korrekturerhöhungswert aufgrund einer Zündverzögerung ist Null.
Dann wird bei Zeit t6 (300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des dritten Zylinders #3) die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär in den dritten Zylinder #3 eingespritzt. Das heißt, der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die bei Zeit t5 berechnet ist, wird eingespritzt.
Dann wird bei Zeit t7 (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des ersten Zylinders #1) eine Zündzeit des ersten Zylinders #1 berechnet. In diesem Fall, da eine Zündverzögerung zur Drehmomentabsenkung erforderlich ist, wird eine Verzögerungszündzeit berechnet. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus berechnet. Ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die in diesem Fall berechnet ist, weist zusätzlich zu dem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung auf. Das heißt, wenn die Zündzeit auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt verzögert ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge, die mit dem Korrekturerhöhungswert gemäß der Zündverzögerung erhöht ist, berechnet. Da die Einspritzstartzeit einer zusätzlichen Einspritzung auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt verzögert wird, wird die Differenz zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Zeit t7 berechnet ist, und der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Zeit t2 regulär eingespritzt wird (die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung), zusätzlich eingespritzt.
Danach wird bei Zeit t8 eine Zündung in dem ersten Zylinder #1 ausgeführt. Diese Zündzeit ist die Zündzeit, die bei Zeit t7 berechnet ist, und ist dementsprechend die verzögerte Zündzeit. Ein Gemisch, das gezündet wird, enthält den Kraftstoff, der bei Zeit t2 regulär eingespritzt wird, und den Kraftstoff, der zusätzlich bei Zeit t7 eingespritzt wird. Das heißt, der Kraftstoff in dem Gemisch weist die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung auf.
Dann wird bei Zeit t9 eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei Ankunft des Steuerzyklus des vorbestimmten Zeitintervalls berechnet. In diesem Fall, da die Zündverzögerung erforderlich ist, weist ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die berechnet wird, zusätzlich zu dem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung auf. Das heißt, eine Kraftstoffeinspritzmenge, die in jedem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, ist in einem Zustand eines Reflektierens eines Erhöhungsbetrags aufgrund der Zündverzögerung.
Dann wird bei Zeit t10 (300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vierten Zylinders #4) die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär in den vierten Zylinder #4 eingespritzt. Das heißt, der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die bei Zeit t9 berechnet ist und den Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung aufweist, wird eingespritzt.
Dann wird bei Zeit t11 (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des dritten Zylinders #3) eine Zündzeit des dritten Zylinders #3 berechnet. In diesem Fall, da die Zündverzögerung erforderlich ist, wird eine verzögerte Zündzeit berechnet. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus berechnet. Ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die in diesem Fall berechnet wird, weist zusätzlich zu einem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung auf. Das heißt, die Kraftstoffeinspritzmenge, die mit dem Korrekturerhöhungswert gemäß der Zündverzögerung erhöht ist, wird berechnet. Da die Einspritzstartzeit der zusätzlichen Einspritzung auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt hin verzögert wird, wird die Differenz zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Zeit t11 berechnet ist, und der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Zeit t6 regulär eingespritzt wird (der Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung) zusätzlich eingespritzt.
Danach wird bei Zeit t12 eine Zündung in dem dritten Zylinder #3 ausgeführt. Diese Zündzeit ist die Zündzeit, die bei Zeit t11 berechnet ist, und ist dementsprechend die verzögerte Zündzeit. Ein Gemisch, das gezündet wird, enthält den Kraftstoff, der bei Zeit t6 regulär eingespritzt wird, und den Kraftstoff, der zusätzlich bei Zeit t11 eingespritzt wird. Das heißt, der Kraftstoff in dem Gemisch weist den Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung auf.
Dann wird bei Zeit t13 eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei Ankunft des Steuerzyklus des vorbestimmten Zeitintervalls berechnet. In diesem Fall, da die Zündverzögerung erforderlich ist, weist ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die berechnet ist, zusätzlich zu einem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung wie bei Zeit t9 auf.
Dann wird bei Zeit t14 (300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des zweiten Zylinders #2) die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär in den zweiten Zylinder #2 eingespritzt. Das heißt, der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die bei Zeit t13 berechnet ist, und die den Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung aufweist, wird eingespritzt.
Dann wird bei Zeit t15 (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vierten Zylinders #4) eine Zündzeit des vierten Zylinders #4 berechnet. In diesem Fall, da die Zündverzögerung erforderlich ist, wird eine verzögerte Zündzeit berechnet. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus berechnet. Ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die in diesem Fall berechnet ist, weist zusätzlich zu einem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung auf. Hierin wird in dem vierten Zylinder #4 eine zusätzliche Einspritzung nicht ausgeführt, da der Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung zu der Zeit der regulären Einspritzung bei Zeit t10 eingespritzt wird.
Danach wird bei Zeit t16 eine Zündung in dem vierten Zylinder #4 ausgeführt. Diese Zündzeit ist die Zündzeit, die bei Zeit t15 berechnet ist, und ist dementsprechend die verzögerte Zündzeit. Eine gezündete Mischung enthält den Kraftstoff, der bei Zeit t10 regulär eingespritzt wird (der Kraftstoff einschließlich des Erhöhungsbetrags aufgrund der Zündverzögerung).
Dann wird bei Zeit t17 (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des zweiten Zylinders #2) eine Zündzeit des zweiten Zylinders #2 berechnet. In diesem Fall, da die Zündverzögerung erforderlich ist, wird eine verzögerte Zündzeit berechnet. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus berechnet. Ein Erhöhungswert der Kraftstoffeinspritzmenge, die in diesem Fall berechnet ist, weist zusätzlich zu einem Basiserhöhungswert einen Korrekturerhöhungswert aufgrund der Zündverzögerung auf. Hier wird in dem zweiten Zylinder #2 eine zusätzliche Einspritzung nicht ausgeführt, da der Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung zu der Zeit der regulären Einspritzung bei Zeit t14 eingespritzt wird.
Danach wird bei Zeit t18 eine Zündung in dem zweiten Zylinder #2 ausgeführt. Diese Zündzeit ist die Zündzeit, die bei Zeit t17 berechnet ist, und ist dementsprechend die verzögerte Zündzeit. Ein gezündetes Gemisch enthält den Kraftstoff, der regulär bei Zeit t14 eingespritzt wird (der Kraftstoff einschließlich des Erhöhungsbetrags aufgrund der Zündverzögerung).
Als nächstes, mit Bezug auf 5, wird eine Beschreibung eines Beispiels der Sequenz bzw. des Ablaufs eines Einstellens einer Kraftstoffeinspritzmenge durch die ECU 100 dieser Ausführungsform gegeben. Wie vorangehend beschrieben ist, ist die ECU 100 dieser Ausführungsform gestaltet, um eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei einem vorbestimmten Zeitintervall (zum Beispiel 8 ms) zu berechnen und um eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Zyklus bei 90° CA (Kurbelwinkel) vor dem oberen Kompressionstotpunkt in jedem Zylinder zu berechnen. Der folgende Ablauf wird wiederholt implementiert, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist. Die folgenden Schritte werden durch die ECU 100 ausgeführt.
Zuerst wird bei Schritt S1 in 5 bestimmt, ob es die Zeit ist oder nicht, um eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Zum Beispiel, wenn der Kurbelwinkel 300° oder 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt von jedem Zylinder ist, wird bestimmt, dass es die Zeit zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung ist. Falls es die Zeit zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung ist, fährt der Ablauf mit Schritt S2 fort, während, falls es nicht die Zeit zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung ist, der Ablauf zu ZURÜCK fortfährt.
Dann wird bei Schritt S2 eine größere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei einem vorbestimmten Zeitintervall (zum Beispiel 8 ms) berechnet wird, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird, ausgewählt. Falls es 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt bei Schritt S1 ist, wird eine größere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem Zeitpunkt berechnet wird (90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt), ausgewählt. Andererseits, falls es 300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt bei Schritt S1 ist, wird eine größere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt eines anderen Zylinders berechnet ist, ausgewählt.
Zum Beispiel, wenn es 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vierten Zylinders #4 ist (Zeit t15 in 4), wird eine größere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall (Zeit t13) berechnet wird, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei diesem Zeitpunkt (Zeit t15) berechnet wird, ausgewählt. Andererseits, wenn es 300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des vierten Zylinders #4 ist (Zeit t10), wird eine größere von einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall (Zeit t9) berechnet ist, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt des ersten Zylinders #1 (Zeit t7) berechnet ist, ausgewählt.
Dann wird bei Schritt S3 bestimmt, ob es eine zusätzliche Einspritzung ist oder nicht. Zum Beispiel, wenn der Kurbelwinkel 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt ist, wird es bestimmt, dass es eine zusätzliche Einspritzung gibt. Falls es keine zusätzliche Einspritzung gibt, d. h. falls es eine reguläre Einspritzung ist, fährt der Ablauf mit Schritt S4 fort, während, falls es eine zusätzliche Einspritzung gibt, der Ablauf mit Schritt S5 fortfährt.
Dann wird bei Schritt S4 der Injektor 16 durch die ECU 100 derart gesteuert, dass eine reguläre Einspritzung ausgeführt wird (zum Beispiel Zeit t6, Zeit t10 und Zeit t14 in 4). Insbesondere wird der Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzmenge eingespritzt, wie bei Schritt S2 ausgewählt ist. Danach fährt der Ablauf mit ZURÜCK fort.
Andererseits, in dem Fall einer zusätzlichen Einspritzung (Schritt S3: Ja), wird es bei Schritt S5 bestimmt, ob eine Erhöhungsmenge bzw. ein Erhöhungsbetrag aufgrund einer Zündverzögerung zur Zeit der regulären Einspritzung enthalten ist. Zum Beispiel, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Schritt S2 ausgewählt ist, größer als eine Kraftstoffeinspritzmenge zu der Zeit der regulären Einspritzung ist, wird bestimmt, dass die Erhöhungsmenge bzw. der Erhöhungsbetrag aufgrund der Zündverzögerung nicht zur Zeit der regulären Einspritzung enthalten ist. Falls die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung nicht zur Zeit der regulären Einspritzung enthalten ist, fährt der Ablauf mit Schritt S6 fort, während dann, wenn die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung zur Zeit der regulären Einspritzung enthalten ist, fährt der Ablauf mit Schritt S7 fort.
Dann wird bei Schritt S6 der Injektor 16 durch die ECU 100 derart gesteuert, dass die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung zusätzlich eingespritzt wird (zum Beispiel Zeit t7 und Zeit t11 in 4). Die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung ist eine Differenz zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Schritt S2 ausgewählt ist, und der Kraftstoffeinspritzmenge zu der Zeit der regulären Einspritzung. Danach fährt der Ablauf mit ZURÜCK fort.
Bei Schritt S7 wird eine zusätzliche Einspritzung nicht ausgeführt (zum Beispiel t15 und Zeit t17 in 4). Danach fährt der Ablauf mit ZURÜCK fort.
Wie vorangehend beschrieben ist, ist es in dieser Ausführungsform gestaltet, dass eine Zündzeit bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird, dass eine Kraftstoffeinspritzmenge bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, und dass eine Kraftstoffeinspritzmenge bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet wird. Es ist ferner gestaltet, dass dann, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet ist, aufgrund einer Verzögerung der Zündzeit erhöht wird, während der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, nachdem der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär eingespritzt ist, wobei der Kraftstoff in einer Erhöhungsmenge zusätzlich vor einer Zündung eingespritzt wird.
Mit dieser Konfiguration, da die Zündzeit und die Kraftstoffeinspritzmenge bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet werden, wenn die Zündzeit verzögert wird, kann die Einspritzmenge, die in Übereinstimmung mit dem Verzögerungsbetrag erhöht wird, berechnet werden. Das heißt, nachdem die Zündzeit final bestimmt ist, ist es möglich, eine Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen, die den Verzögerungsbetrag der Zündzeit in Betracht zieht. Dann wird lediglich eine Erhöhungsmenge relativ zu dem Kraftstoff, der zu der Zeit der regulären Einspritzung eingespritzt wird, zusätzlich eingespritzt vor einer Zündung, so dass eine Verzögerung der Zündzeit früh durchgeführt werden kann, während ein Überhitzen des Dreiwegekatalysators 31 unterdrückt wird. Das heißt, ohne ein Warten auf eine Erhöhungsmenge aufgrund einer Zündverzögerung, um auf einer Einspritzmenge für eine reguläre Einspritzung reflektiert zu werden, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, wenn eine Verzögerung der Zündzeit erforderlich ist, kann die Erhöhungsmenge aufgrund der Zündverzögerung zusätzlich eingespritzt werden, so dass die Zündverzögerung früh implementiert werden kann.
In dieser Ausführungsform, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, wird die erlaubte Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen derart erhöht, dass selbst dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 hoch ist (zum Beispiel 3600 UPM oder mehr), eine zusätzliche Einspritzung ausgeführt werden kann.
In dieser Ausführungsform, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, wird die Zeit einer zusätzlichen Einspritzung auf 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt hin verzögert, so dass dann, wenn eine Zündzeit, die bei 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt berechnet ist, verzögert wird und eine Einspritzmenge in Übereinstimmung mit einem Verzögerungsbetrag berechnet wird, eine Einspritzmenge aufgrund der Verzögerung zusätzlich eingespritzt werden kann.
In dieser Ausführungsform, wenn eine Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, eine Erhöhungsmenge aufgrund einer Verzögerung einer Zündzeit aufweist, wird der Kraftstoff einschließlich der Erhöhungsmenge regulär eingespritzt und eine zusätzliche Einspritzung wird nicht ausgeführt, wodurch ein Anstieg in der Anzahl von Einspritzungen unterdrückt wird.
In dieser Ausführungsform, nachdem die erlaubte Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen erhöht wird, wird die erlaubte Anzahl von Malen zu dem Anfangswert zurückgeführt, wenn die Anzahl von Einspritzungen in den gleichen Zylinder beim letzten Mal größer als die erlaubte Anzahl von Malen zur normalen Zeit ist. Entsprechend kann eine Kraftstoffeinspritzung, die die erlaubten Male zur normalen Zeit übersteigt, daran gehindert werden, wiederholt in dem gleichen Zylinder ausgeführt zu werden. Dies macht es möglich, ein Überhitzen von Steuervorrichtungen (EDUs) der Injektoren 16 zu unterdrücken.
Die Ausführungsform, die hier offenbart ist, ist in allen Aspekten beispielhaft und bietet keinerlei Basis für eine begrenzende Interpretation. Deshalb soll der technische Schutzumfang der Erfindung nicht lediglich durch die vorangehend beschriebene Ausführungsform interpretiert werden und ist basierend auf der Beschreibung der Ansprüche definiert. Ferner umfasst der technische Schutzumfang der Erfindung alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche.
Zum Beispiel ist in dieser Ausführungsform das Beispiel gezeigt, in dem der Injektor 16, der den Kraftstoff direkt in die Brennkammer 14 einspritzt, vorgesehen. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein Injektor, der eine Anschlusseinspritzung durchführt, kann zusätzlich zu einem Injektor vorgesehen sein, der Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einspritzt.
In dieser Ausführungsform ist das Beispiel gezeigt, in dem die Brennkraftmaschine 1 eine Reihenvierzylinderbenzinmaschine ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine Brennkraftmaschine kann eine beliebige Anzahl von Zylindern haben und kann eine V-Maschine oder eine Boxermaschine sein. Ferner kann der Kraftstoff einer Brennkraftmaschine ein anderer als Benzin sein.
In dieser Ausführungsform ist 90° CA (Kurbelwinkel) vor dem oberen Kompressionstotpunkt als ein Beispiel des vorbestimmten Kurbelwinkels gezeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Der vorbestimmte Kurbelwinkel kann ein Wert verschieden zu 90° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt sein.
In dieser Ausführungsform ist 8 ms als ein Beispiel des vorbestimmten Zeitintervalls gezeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das vorbestimmte Zeitintervall kann ein anderer Wert, wie zum Beispiel 16 ms, sein.
In dieser Ausführungsform ist das Beispiel gezeigt, in dem eine reguläre Einspritzung bei 300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt ausgeführt wird. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine reguläre Einspritzung kann bei einem Zeitpunkt verschieden zu 300° CA vor dem oberen Kompressionstotpunkt ausgeführt werden.
In dieser Ausführungsform ist das Beispiel gezeigt, in dem basierend auf der Drehzahl und dem Lastfaktor der Brennkraftmaschine 1 bestimmt wird, ob der Katalysatorüberhitzungswarnbereich vorliegt oder nicht. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Ob der Katalysatorüberhitzungswarnbereich vorliegt oder nicht, kann basierend auf anderen Parametern, wie zum Beispiel einer Abgastemperatur, bestimmt werden.
Die Erfindung ist auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine anwendbar, die die Brennkraftmaschine steuert, welche gestaltet ist, um die Zündzeit zum Durchführen der Drehmomentverringerung oder dergleichen zu verzögern.
Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1), die in der Lage ist, eine zusätzliche Einspritzung zusätzlich zu einer regulären Einspritzung durchzuführen, weist eine elektronische Steuereinheit (100) auf. Die elektronische Steuereinheit (100) ist gestaltet, um eine Zündzeit bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor einem oberen Kompressionstotpunkt zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit (100) ist gestaltet, um eine Einspritzmenge eines Kraftstoffs bei einem vorbestimmten Zeitintervall zu berechnen, und um eine Einspritzmenge des Kraftstoffs bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit (100) ist gestaltet, um das Kraftstoffeinspritzventil derart zu steuern, dass das Kraftstoffeinspritzventil zusätzlich den Kraftstoff in einer Erhöhungsmenge vor einer Zündung einspritzt, wenn die Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet ist, aufgrund einer Verzögerung der Zündzeit erhöht wird, die berechnet wird, nachdem der Kraftstoff in der Kraftstoffmenge, die bei dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär eingespritzt wird.

Claims

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine Folgendes aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in eine Brennkammer einspritzt; eine Zündvorrichtung, die in der Brennkammer vorgesehen ist; und einen Katalysator, der in einem Abgasdurchgang vorgesehen ist, und gestaltet ist, eine zusätzliche Einspritzung zusätzlich zu einer regulären Einspritzung durchzuführen, wobei die Steuervorrichtung gekennzeichnet ist, durch: eine elektronische Steuereinheit (100), die gestaltet ist, um: i) eine Zündzeit bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor einem oberen Kompressionstotpunkt zu berechnen; ii) eine Einspritzmenge des Kraftstoffs in einem vorbestimmten Zeitintervall zu berechnen und eine Einspritzmenge des Kraftstoffs bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel zu berechnen; und iii) das Kraftstoffeinspritzventil derart zu steuern, dass das Kraftstoffeinspritzventil im selben Zyklus zusätzlich den Kraftstoff in einer Erhöhungsmenge vor einer Zündung in einer zusätzlichen Einspritzung einspritzt, wenn die Einspritzmenge, die bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet ist, aufgrund einer Verzögerung der Zündzeit erhöht wird, die berechnet wird, nachdem der Kraftstoff in der Einspritzmenge, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, regulär eingespritzt ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (100) gestaltet ist, um: i) einen oberen Grenzwert der Anzahl von Einspritzungen des Kraftstoffs in einem Zyklus einstellen; und ii) den oberen Grenzwert der Anzahl von Einspritzungen zu erhöhen, wenn ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, in dem die Einspritzmenge erhöht wird, wenn die Zündzeit verzögert wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Steuereinheit (100) gestaltet ist, um eine Zeitgebung einer zusätzlichen Einspritzung auf den vorbestimmten Kurbelwinkel einzustellen, wenn ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) in einem Katalysatorüberhitzungswarnbereich ist, in dem die Einspritzmenge erhöht wird, wenn die Zündzeit verzögert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn die Erhöhungsmenge aufgrund einer Verzögerung der Zündzeit in der Einspritzmenge enthalten ist, die in dem vorbestimmten Zeitintervall berechnet ist, die elektronische Steuereinheit (100) gestaltet ist, um den Kraftstoff einschließlich der Erhöhungsmenge regulär einzuspritzen und eine zusätzliche Einspritzung im selben Zyklus nicht durchzuführen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Katalysatorüberhitzungswarnbereich basierend auf einem Lastfaktor und einer Drehzahl bestimmt ist.