DE102017113969A1

DE102017113969A1 - Steuereinrichtung für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102017113969A1
Application number: DE102017113969.9A
Authority: DE
Inventors: Kenji Hoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2037-06-24
Also published as: JP6436134B2; US20180010548A1; US10215126B2; JP2018003749A; DE102017113969B4

Abstract

Ein Einlasshubeinspritzvorgang und ein Verdichtungshubeinspritzvorgang werden während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens durchgeführt (oberer Abschnitt in der 7). Während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens wird ein Entladungszeitraum am Elektrodenabschnitt auf eine Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts eingestellt, und ein Verbrennungshubeinspritzvorgang wird während des Entladungszeitraums durchgeführt. Wenn sich allerdings ein Abstand zwischen einer Konturfläche des Strahls und dem Elektrodenabschnitt vergrößert, wird ein zusätzlicher Einspritzvorgang (erster Einspritzvorgang) vor dem Verbrennungshubeinspritzvorgang (zweiter Einspritzvorgang) durchgeführt (unterer Abschnitt in der 7). Der zusätzliche Einspritzvorgang wird zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der auf der Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts und in Bezug auf einen Startzeitpunkt der Entladung am Elektrodenabschnitt auf einer Frühverstellungsseite liegt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Offenbarung beansprucht nach §41 des deutschen Patentgesetzes Priorität vor den japanischen Patentanmeldungen 2016-133422 , eingereicht am 5. Juli 2016. Die Inhalte dieser Anmeldungen sind durch Bezugnahme hier in ihrer Gänze aufgenommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmschine und insbesondere auf eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die ein Einspritzventil und eine Zündkerze in einem Brennraum umfasst und die ebenfalls einen Katalysator (Abgasreinigungskatalysator) umfasst, der Abgas aus dem Brennraum reinigt.
Hintergrund
Einige Steuertechnologien zum Fördern der Aktivierung eines Abgasreinigungskatalysators während des Warmlaufprozesses eines Verbrennungsmotors sind für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen worden, der ein Einspritzventil und eine Zündkerze umfasst, die in einem Brennraum bereitgestellt werden. Zum Beispiel offenbart JP 2006-052687 A eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst ein Einspritzventil, eine Zündkerze und einen Abgasreinigungskatalysator. Das Einspritzventil wird im Wesentlichen mittig in einem oberen Teil eines Brennraums bereitgestellt und ist dazu ausgelegt, Kraftstoff direkt in einen Zylinder einzuspritzen. Die Zündkerze wird in einem Abschnitt des oberen Teils des Brennraums bereitgestellt, den ein Teil des Kraftstoffstrahls aus dem Einspritzventil direkt erreicht. Der Abgasreinigungskatalysator wird in einem Auslasstrakt bereitgestellt. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, in einem Verbrennungshub einen Einspritzvorgang durch das Einspritzventil und einen Zündvorgang durch die Zündkerze durchzuführen, um die Aktivierung des Abgasreinigungskatalysators zu fördern.
Der Einspritzvorgang und der Zündvorgang im Verbrennungshub werden zusätzlich durchgeführt, nachdem ein Einspritzvorgang und ein anschließender Zündvorgang in einem Einlasshub oder einem Verdichtungshub durchgeführt worden sind. Insbesondere werden ein erster Einspritzvorgang und ein anschließender erster Zündvorgang im Einlasshub oder im Verdichtungshub durchgeführt. Dann werden ein zweiter Einspritzvorgang und ein anschließender zweiter Zündvorgang im mittleren bis letzten Zeitraum des Verbrennungshubs durchgeführt, um den Abgasreinigungskatalysator zu aktivieren. Die Menge des zweiten Kraftstoffeinspritzvorgangs ist so eingestellt, dass sie kleiner als die Menge des ersten Kraftstoffeinspritzvorgangs ist, und der zweite Zündvorgang wird durchgeführt, bevor der vom zweiten Einspritzvorgang eingespritzte Kraftstoffstrahl eine Wandungsoberfläche der Brennraums erreicht. Da eine Positionsbeziehung zwischen dem Einspritzventil und der Zündkerze vorliegt, wie vorstehend beschrieben wird, und der zweite Zündvorgang zum vorstehend beschriebenen Zeitpunkt durchgeführt wird, ermöglicht diese Steuereinrichtung, dass fast der gesamte Kraftstoff, der vom zweiten Einspritzvorgang eingespritzt wird, verbrannt wird, wodurch die Abgastemperatur erhöht wird.
Die vorliegenden Erfinder betrachten ein Steuern zur Aktivierung eines Abgasreinigungskatalysators in einer anderen Verbrennungsmotoausgestaltung als der in JP 2006-052687 A offenbarten. Die betrachtete Verbrennungsmotorausgestaltung stimmt mit der Verbrennungsmotoausgestaltung in der selbigen Veröffentlichung darin überein, dass sowohl ein Einspritzventil als auch eine Zündkerze in einem oberen Teil eines Brennraums bereitgestellt werden und dass ein Teil des Kraftstoffstrahls aus dem Einspritzventil zur Zündkerze weiterläuft. Allerdings unterscheidet sich die betrachtete Verbrennungsmotoausgestaltung von der Verbrennungsmotoausgestaltung in dieser Veröffentlichung darin, dass ein Elektrodenteil der Zündkerze in einem Bereich über einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahlmusters angeordnet ist, welcher der Zündkerze am nächsten ist. Des Weiteren unterscheidet sich die betrachtete Verbrennungsmotoausgestaltung von der Verbrennungsmotoausgestaltung in der selbigen Veröffentlichung darin, dass eine Tumble-Strömung aus Einlassluft, die in den Brennraum zugeführt wird, gebildet wird und dass, bei Betrachtung in einer Tumble-Strömungsrichtung, die Zündkerze auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Einspritzventils angeordnet ist.
Die im Brennraum gebildete Tumble-Strömung verwirbelt vom oberen Teil des Brennraums nach unten zu einer Auslasskanalseite und von einem unteren Teil des Brennraums nach oben zu einer Einlasskanalseite. Das Steuern wird unter der Annahme einer solchen Tumble-Strömung betrachtet. Insbesondere wird das betrachtete Steuern so durchgeführt, dass der erste Einspritzvorgang bei einem Einlasshub durchgeführt wird, damit der Kraftstoffstrahl im Brennraum zusammen mit der Tumble-Strömung verwirbelt wird, und ein Zeitpunkt des Zündvorgangs von der Zündkerze wird auf einen Zeitpunkt eingestellt, der gegenüber einem oberen Verdichtungstotpunkt nach spät verstellt ist. Zusätzlich wird bei dem betrachteten Steuern ein Entladungszeitraum am zuvor erwähnten Elektrodenabschnitt auf eine Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts eingestellt, und der Einspritzvorgang wird ebenfalls in diesem Entladungszeitraum durchgeführt. Der aus dem Einspritzventil in einem Hochdruckzustand eingespritzte Kraftstoff bildet einen Niederdruckbereich, indem Luft um den Kraftstoff mitgerissen wird (Entrainment). Wenn daher der Einspritzvorgang in Richtung der Zündkerze während des Entladungszeitraums durchgeführt wird, wird ein Entladungsfunke, der am Elektrodenabschnitt entsteht, vom Niederdruckbereich angezogen, der um den Kraftstoffstrahl gebildet wird.
Wenn ein zweiter Zündvorgang nach einem zweiten Einspritzvorgang, der von einem mittleren Zeitraum bis zu einem letzten Zeitraum eines Verbrennungshubs durchgeführt wird, wie es zum Beispiel in JP 2006-052687 A beschrieben wird, in einem Brennraum, in dem eine Tumble-Strömung auftritt, während eines Zeitraums, bis der zweite Zündvorgang gestartet wird, durchgeführt wird, neigt die Form eines vom zweiten Einspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahls aufgrund des Einflusses der Tumble-Strömung oder des Drucks im Zylinder dazu, sich zu ändern. Wenn nicht die Bauform des Einspritzventils im Hinblick auf die Position unter Berücksichtigung des Verschwelens um den Stecker der Zündkerze durchgeführt wird oder ein optimaler Einspritzzeitpunkt für das Einspritzventil ausgewählt wird, wird daher die Konzentration eines die Zündkerze umgebenden Luft-Kraftstoff-Gemisches instabil sein und Schwankungen der Verbrennung werden groß sein. Durch Nutzung der vorstehend beschriebenen Anziehungswirkung kann insofern ein Kraftstoffstrahl, der von einem Einspritzvorgang während eines Entladungszeitraums erzeugt wird, der von einem Entladungsfunken bewirkt wird, der vom zuvor erwähnten Niederdruckbereich angezogen wird, verbrannt werden, und somit kann bewirkt werden, dass eine Anfangsflamme in gewissem Maße wächst, die zu ungefähr dem gleichen Zeitpunkt wie der Kraftstoffstrahl und der Entladungsfunke aus dem Entladungsfunken und dem Luft-Kraftstoff-Gemisch entsteht, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einspritzvorgang in den Einlasshub erzeugt wird. Daher kann die Verbrennung eines Kraftstoffstrahls, der vom Einspritzvorgang in den Verbrennungshub erzeugt wird, stabilisiert werden, und Schwankungen der Verbrennung können unterdrückt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Anziehungswirkung ist allerdings ein Abstand zwischen einer Konturfläche des Kraftstoffstrahls in der Richtung der Zündkerze, der vom Einspritzvorgang während des Entladungszeitraums erzeugt wird, und dem Elektrodenabschnitt wichtig. Wenn sich dieser Abstand vergrößert, besteht daher die Möglichkeit, dass die Anziehungswirkung unzureichend sein wird. Sogar wenn die Anziehungswirkung unzureichend ist, ist es möglich zu bewirken, dass eine Anfangsflamme aus einem Luft-Kraftstoff-Gemisch wächst, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einspritzvorgang während des Entladungszeitraums erzeugt wird. Die Tatsache, dass die Anziehungswirkung unzureichend ist, bedeutet allerdings, dass der Entladungsfunke nicht ausreichend zum Kraftstoffstrahl gezogen wird, der von einem Einspritzvorgang während des Entladungszeitraums erzeugt wird, und die Konzentration des Luft-Kraftstoff-Gemisches um den Entladungsfunken nicht hoch ist. Wenn die Anziehungswirkung unzureichend ist, wird somit das Wachstum einer Anfangsflamme verhindert. Mit Bezug auf die Verbrennungstakte während des betrachteten Steuerns: Falls viele Takte vorhanden sind, in denen ein derartiger Zustand auftritt, werden des Weiteren Schwankungen der Verbrennung zwischen Takten hoch sein und daher wird das Fahrverhalten beeinträchtigt.
Die vorliegende Offenbarung behandelt das vorstehend beschriebene Problem, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, falls Steuern des Aktivierens eines Abgasreinigungskatalysators durchgeführt wird, mittels einer Verbrennungsmotoausgestaltung, bei der sich etwas vom Kraftstoffstrahl aus einem Einspritzventil in eine Richtung einer Zündkerze bewegt, die auf einer stromabwärts gelegenen Seite in einer Strömungsrichtung einer Tumble-Strömung angeordnet ist, und ein Elektrodenabschnitt der Zündkerze in einem Bereich angeordnet ist, der sich über einer Konturfläche des Kraftstoffstrahls befindet, welcher der Zündkerze am nächsten kommt, eine Gegenmaßnahme für eine Zeit bereitzustellen, in der sich ein Abstand zwischen der Konturfläche und dem Elektrodenabschnitt vergrößert.
Eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die Folgendes umfasst: ein Einspritzventil, das in einem oberen Abschnitt eines Brennraums bereitgestellt wird und das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt; eine Zündkerze, die ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Inneren eines Zylinders unter Verwendung eines Entladungsfunkens entzündet, der an einem Elektrodenabschnitt erzeugt wird, und die an einer Position bereitgestellt wird, die ein oberer Abschnitt des Brennraums ist und sich auf einer stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf das Einspritzventil in einer Strömungsrichtung einer Tumble-Strömung befindet, die im Inneren des Brennraums gebildet wird, und die so bereitgestellt wird, dass sich eine Position des Elektrodenabschnitts über einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahls befindet, der aus dem Einspritzventil zur Zündkerze eingespritzt wird; und ein Abgasreinigungskatalysator, der Abgas aus dem Brennraum reinigt. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, wenigstens den Kraftstoffeinspritzvorgang durch das Einspritzventil und einen Entladungsvorgang durch die Zündkerze am Elektrodenabschnitt zu steuern. Die Steuereinrichtung ist des Weiteren dazu ausgelegt, das Einspritzventil zu steuern, damit es einen Einlasshubeinspritzvorgang und einen Verbrennungshubeinspritzvorgang durchführt, die den Abgasreinigungskatalysator aktivieren, und die Zündkerze zu steuern, damit sie einen Entladungsfunken am Elektrodenabschnitt über einen vorbestimmten Zeitraum erzeugt, der ein vorbestimmter Zeitraum auf einer Spätverstellungsseite eines oberen Verdichtungstotpunkts ist und der einen Zeitraum umfasst, in dem der Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird. Die Steuereinrichtung ist des Weiteren dazu ausgelegt, dass sie, wenn bestimmt wird, dass eine Wachstumsrate einer Anfangsflamme, die aus einem Entladungsfunken entsteht und die wächst, während sie einen Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, verbrennt, im vorbestimmten Zeitraum kleiner als ein erster Bestimmungswert ist, das Einspritzventil so steuert, dass es zusätzlich zum Einlasshubeinspritzvorgang und zum Verbrennungshubeinspritzvorgang einen zusätzlichen Einspritzvorgang zu einem Zeitpunkt durchführt, der in Bezug auf den oberen Verdichtungstotpunkt auf einer Spätverstellungsseite liegt und in Bezug auf einen Zeitpunkt des Auftretens des Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt auf einer Frühverstellungsseite liegt.
Da ein Kraftstoffstrahl, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, von der Tumble-Strömung in eine Richtung stromabwärts geführt wird, bewegt sich der Kraftstoffstrahl zu der Zeit, zu der der Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, bis in die Nähe des Elektrodenabschnitts. Da ein Entladungsfunke am Elektrodenabschnitt zu der Zeit auftritt, zu dem der Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, wächst eine Anfangsflamme, die basierend auf einem Luft-Kraftstoff-Gemisch, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der von einem Einspritzvorgang erzeugt wird, und einem Entladungsfunken im Einlasshub erzeugt wird, des Weiteren sofort als Ergebnis des Verbrennens des vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahls. Das heißt, durch das Durchführen des zusätzlichen Einspritzvorgangs wird ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme den vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahl verbrennt, verkürzt.
Die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Einspritzventil so steuern, dass eine Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs kleiner als eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs ist.
Da der Einspritzzeitpunkt des zusätzlichen Einspritzvorgangs auf der Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts und auf einer Frühverstellungsseite in Bezug auf den vorbestimmten Zeitraum liegt, neigt der Kraftstoff dazu, an einer Oberseite eines sich senkenden Kolbens anzuhaften, falls die Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs groß ist. Indem in dieser Hinsicht die Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs kleiner als die Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs gemacht wird, wird das Auftreten der zuvor erwähnten Anhaftung von Kraftstoff unterdrückt, und eine Vergrößerung einer Partikelanzahl, die ein Gegenstand von Emissionsvorschriften ist, wird unterdrückt.
Wenn bestimmt wird, dass die Wachstumsrate kleiner als der erste Bestimmungswert ist, kann die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung das Einspritzventil so steuern, dass es eine Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs zunehmend vergrößert, wenn sich eine Differenz zwischen der Wachstumsrate und dem ersten Bestimmungswert vergrößert.
Wie vorstehend beschrieben wird, wird durch das Durchführen des zusätzlichen Einspritzvorgangs ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme den vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahl verbrennt, verkürzt. Wenn allerdings bestimmt wird, dass die Wachstumsrate der Anfangsflamme erheblich kleiner als der erste Bestimmungswert ist, besteht die Möglichkeit, auch wenn danach ein zusätzlicher Einspritzvorgang durchgeführt wird, dass ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme den vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahl verbrennt, nicht ausreichend verkürzt wird. In dieser Hinsicht ist es möglich, durch die zunehmende Vergrößerung der Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs, wenn sich eine Differenz zwischen der Wachstumsrate der Anfangsflamme und dem ersten Bestimmungswert vergrößert, den Zeitraum ausreichend zu verkürzen, bis die Anfangsflamme den vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahl verbrennt.
Wenn bestimmt wird, dass die Wachstumsrate immer noch kleiner als der erste Bestimmungswert ist, sogar obwohl das Einspritzventil so gesteuert wird, dass es den zusätzlichen Einspritzvorgang durchführt, kann die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung das Einspritzventil so steuern, dass es eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs vergrößert, oder das Einspritzventil so steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach früh verstellt, und die Zündkerze so steuern, dass sie den Zeitpunkt des Auftretens nach früh verstellt.
Falls die Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs vergrößert wird, wird ein Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, über eine größere Fläche verteilt, und somit wird sich ein Zeitraum verkürzen, bis die Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls wächst, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, den Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird.
Falls der Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs und der Startzeitpunkt des vorbestimmten Zeitraums nach früh verstellt werden, steigt der Druck im Zylinder. Wenn der Druck im Zylinder hoch ist, wird es für den Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, schwierig, sich in der Bewegungsrichtung zu verteilen, und daher wird der Kraftstoffstrahl dick. Falls der Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, dick wird, wird sich ein Abstand zwischen einer Konturfläche des Kraftstoffstrahls, der in der Richtung der Zündkerze weiterläuft, und dem Elektrodenabschnitt verkürzen, und daher wird sich der Zeitraum verkürzen, bis die Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls wächst, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, den Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird.
Wenn als ein Ergebnis des Steuerns des Einspritzventils zum Durchführen des zusätzlichen Einspritzvorgangs bestimmt wird, dass die Wachstumsrate einen zweiten Bestimmungswert überschreitet, der größer als der erste Bestimmungswert ist, kann die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung das Einspritzventil so steuern, dass es eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs verringert, oder das Einspritzventil so steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt, oder die Zündkerze so steuern, dass sie einen Startzeitpunkt des vorbestimmten Zeitraums nach früh verstellt, oder das Einspritzventil so steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt, und die Zündkerze so steuern, dass sie den Zeitpunkt des Auftretens nach spät verstellt.
Falls die Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs verringert wird, wird ein Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, in einem engeren Bereich verteilt, und daher wird sich ein Zeitraum verlängern, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen eines Kraftstoffstrahls wächst, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird.
Falls der Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt wird, wird sich ein Zeitraum verlängern, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen eines Kraftstoffstrahls wächst, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird.
Falls der Zeitpunkt des Auftretens eines Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt nach früh verstellt wird, obwohl eine Anfangsflamme, die aus dem Entladungsfunken entsteht, einen Kraftstoffstrahl verbrennen wird, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, und in einer frühen Stufe wachsen wird, wird sich ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, verlängern.
Falls der Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs und der Zeitpunkt des Auftretens eines Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt nach spät verstellt werden, wird sich der Druck im Zylinder verringern. Wenn sich der Druck im Zylinder verringert, wird es für einen Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, einfach, sich in der Bewegungsrichtung zu verteilen, und daher wird der Kraftstoffstrahl schmaler. Falls der Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, schmaler wird, wird sich ein Abstand zwischen dem Elektrodenabschnitt und der Konturfläche des Kraftstoffstrahls, der sich in der Richtung der Zündkerze bewegt, vergrößern, und daher wird sich ein Zeitraum verlängern, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen eines Kraftstoffstrahls wächst, der vom zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird.
Die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Bestimmung in Bezug auf die Wachstumsrate auf Basis eines Kurbelwinkelzeitraums durchführen, bis ein verbrannter Massenanteil nach dem Auftreten eines Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt von 0% zu 10% wird.
Es ist möglich, eine Bestimmung in Bezug auf die Wachstumsrate einer Anfangsflamme vorzunehmen, falls die Bestimmung auf einem Kurbelwinkelzeitraum, bis ein verbrannter Massenanteil nach dem Auftreten eines Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt von 0% zu 10% wird, basiert.
Gemäß der Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Offenbarung, ist es, wenn sich ein Abstand zwischen einem Elektrodenabschnitt und einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahls, der sich in der Richtung einer Zündkerze bewegt und der von einem Einspritzvorgang erzeugt wird, während eines Entladungszeitraums vergrößert, möglich, dass ein Zeitraum, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen eines Kraftstoffstrahls wächst, der von einem zusätzlichen Einspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der von einem Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, innerhalb eines optimalen Bereichs beschränkt wird. Somit können Schwankungen der Verbrennung zwischen Takten klein gemacht werden, und der Einfluss solcher Schwankungen der Verbrennung auf das Fahrverhalten kann vorteilhafterweise unterdrückt werden.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Systemausgestaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Kraftstoffeinspritzmuster gleich nach dem Hochfahren einer Brennkraftmaschine 10 veranschaulicht;
3 ist eine Ansicht, die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, Einspritzzeiträume und einen Entladungszeitraum an einem Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht;
4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Schwankungsrate der Verbrennung und einer Kraftstoffeinspritzmenge für einen Verbrennungshubeinspritzvorgang veranschaulicht;
5 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anziehungswirkung in Bezug auf einen Entladungsfunken, die von einem Verbrennungshubeinspritzvorgang bewirkt wird;
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Problems in Bezug auf das Steuern des Katalysatorwarmlaufens;
7 ist eine Ansicht, die eine Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
8 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, wenn zwei Einspritzvorgänge in einem Verbrennungshub durchgeführt werden;
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Ventilöffnungszeitraum τ und einer eingespritzten Kraftstoffmenge eines Einspritzventils veranschaulicht;
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Partikelanzahl PN und einer Schwankungsrate der Verbrennung und einer Kraftstoffeinspritzmenge veranschaulicht;
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine 10 und einem Einspritzzeitraum D₁ veranschaulicht;
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₁ und der Partikelanzahl PN veranschaulicht;
13 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen einer Schwankungsrate der Verbrennung und SA-CA10 veranschaulicht;
14 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Bestimmungswerts, der in Beziehung zu einem Abstand DT steht;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die eine ECU 40 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
16 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
17 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls eine Einspritzmenge für einen ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert wird;
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die die ECU 40 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
19 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
20 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls eine Einspritzmenge für einen zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert wird;
21 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die die ECU 40 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
22 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
23 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls die Startzeitpunkte von zwei Einspritzvorgängen und eine Entladung in einem Verbrennungshub nach früh verstellt werden;
24 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
25 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
26 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
27 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
28 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
29 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
30 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt;
31 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
32 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden hier die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf Basis der zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden. Es sei angemerkt, dass Elemente, die den jeweiligen Zeichnungen gemeinsam sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und dass die doppelte Beschreibung davon weggelassen wird. Des Weiteren ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die 1 bis 15 beschrieben.
[Beschreibung der Systemausgestaltung]
1 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Systemausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in der 1 veranschaulicht wird, umfasst ein System gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Brennkraftmaschine 10, die in einem Fahrzeug montiert ist. Die Brennkraftmaschine 10 ist ein Viertakt-Verbrennungsmotor, der mehrere Zylinder aufweist. Allerdings wird in der 1 nur ein Zylinder 12 von den mehreren Zylindern gezeigt. Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Zylinderblock 14, in dem der Zylinder 12 ausgebildet ist, und einen Zylinderkopf 16, der über dem Zylinderblock 14 angeordnet ist, auf. Im Zylinder 12 ist ein Kolben 18 angeordnet, der sich in dessen Axialrichtung hin- und her bewegt (in der vorliegenden Ausführungsform die vertikale Richtung). Ein Brennraum 20 der Brennkraftmaschine 10 wird durch wenigstens eine Wandungsoberfläche des Zylinderblocks 14, eine Unterseite des Zylinderkopfes 16 und eine Oberseite des Kolbens 18 definiert.
Zwei Einlasskanäle 22 und zwei Auslasskanäle 24, die mit dem Brennraum 20 in Verbindung stehen, sind im Zylinderkopf 16 ausgebildet. Ein Einlassventil 26 wird an einem Öffnungsabschnitt jedes Einlasskanals 22 bereitgestellt, der mit dem Brennraum 20 in Verbindung steht. Ein Auslassventil 28 wird an einem Öffnungsabschnitt jedes Auslasskanals 24 bereitgestellt, der mit dem Brennraum 20 in Verbindung steht. Des Weiteren wird ein Einspritzventil 30 im Zylinderkopf 16 bereitgestellt, so dass eine Spitze davon dem Brennraum 20 von ungefähr der Mitte eines oberen Abschnitts des Brennraums 20 zugewandt ist. Das Einspritzventil 30 ist mit einem Kraftstoffversorgungssystem verbunden, das aus einem Kraftstofftank, einer Verteilerleitung, einer Versorgungspumpe und dergleichen besteht. Mehrere Einspritzöffnungen sind in einer radialen Form in der Spitze des Einspritzventils 30 ausgebildet. Wenn das Einspritzventil 30 geöffnet ist, wird Kraftstoff in einem Hochdruckzustand aus den Einspritzöffnungen eingespritzt.
Im Zylinderkopf 16 wird eine Zündkerze 32 an einem oberen Abschnitt des Brennraums 20 in einer Position bereitgestellt, die sich im Vergleich zu der Position, an der das Einspritzventil 30 bereitgestellt wird, weiter zur Seite des Auslassventils 28 befindet. Die Zündkerze 32 umfasst an ihrer Spitze einen Elektrodenabschnitt 34, der aus einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode besteht. Der Elektrodenabschnitt 34 ist so angeordnet, dass er in einen Bereich hineinragt, der sich über einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahls befindet (hier nachstehend auch als „Strahlkonturfläche” des Einspritzventils 30 bezeichnet) (das heißt, in einen Bereich von der Strahlkonturfläche zur Unterseite des Zylinderkopfes 16). Insbesondere ist der Elektrodenabschnitt 34 so angeordnet, dass er in eine Fläche hineinragt, die sich über einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahls befindet, der der Zündkerze 32 von den Kraftstoffstrahlen, die in einer radialen Form von den Einspritzöffnungen des Einspritzventils 30 ausgestoßen werden, am nächsten kommt. Es sei angemerkt, dass eine Konturlinie, die in der 1 gezogen wird, eine Konturfläche des Kraftstoffstrahls darstellt, welcher der Zündkerze 32 von den Kraftstoffstrahlen aus dem Einspritzventil 30 am nächsten kommt.
Der Einlasskanal 22 verläuft ungefähr gerade von einem Einlass auf der Seite des Ansaugtrakts in der Richtung des Brennraums 20, und die Kanalquerschnittsfläche wird an einem Hals 36 verengt, der ein Verbindungsabschnitt mit dem Brennraum 20 ist. Diese Form des Einlasskanals 22 erzeugt eine Tumble-Strömung in der Einlassluft, die aus dem Einlasskanal 22 dem Brennraum 20 zugeführt wird. Die Tumble-Strömung verwirbelt im Inneren des Brennraums 20. Insbesondere bewegt sich die Tumble-Strömung am oberen Abschnitt des Brennraums 20 von der Seite des Einlasskanals 22 zur Seite des Auslasskanals 24, und auf der Seite des Auslasskanals 24 bewegt sich die Tumble-Strömung vom oberen Abschnitt des Brennraums 20 zu dessen unterem Abschnitt. Des Weiteren bewegt sich die Tumble-Strömung am unteren Abschnitt des Brennraums 20 von der Seite des Auslasskanals 24 zur Seite des Einlasskanals 22, und auf der Seite des Einlasskanals 22 bewegt sich die Tumble-Strömung vom unteren Abschnitt des Brennraums 20 zu dessen oberem Abschnitt. Eine Vertiefung zum Halten der Tumble-Strömung ist in der Oberseite des Kolbens 18 ausgebildet, der den unteren Abschnitt des Brennraums 20 bildet.
Wie in der 1 veranschaulicht wird, umfasst das System gemäß der vorliegenden Ausführungsform des Weiteren eine ECU (elektronische Steuereinheit) 40 als Steuermittel. Die ECU 40 umfasst ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read-Only Memory), eine CPU (zentrale Recheneinheit) und dergleichen. Die ECU 40 führt das Verarbeiten zur Aufnahme von Signalen verschiedener Sensoren durch, die im Fahrzeug verbaut sind. Zu den verschiedenen Sensoren zählen wenigstens ein Zylinderdrucksensor 42, der am oberen Abschnitt des Brennraums 20 bereitgestellt wird, ein Kurbelwinkelsensor 44, der einen Drehwinkel einer Kurbelwelle detektiert, die mit dem Kolben 18 verbunden ist, und ein Temperatursensor 46, der eine Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 10 detektiert. Die ECU 40 verarbeitet die Signale der jeweiligen Sensoren, die aufgenommen werden, und betätigt verschiedene Aktuatoren gemäß einem vorbestimmten Steuerprogramm. Zu den Aktuatoren, die von der ECU 40 betätigt werden, zählen wenigstens das Einspritzventil 30 und die Zündkerze 32, die vorstehend beschrieben werden.
[Steuern des Hochfahrens durch die ECU 40]
In der vorliegenden Ausführungsform wird Steuern, das die Aktivierung eines Abgasreinigungskatalysators fördert (hier nachstehend auch als „Steuern des Katalysatorwarmlaufens” bezeichnet), als Steuern unmittelbar nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 von der ECU 40, die in der 1 veranschaulicht wird, durchgeführt. Der Abgasreinigungskatalysator ist ein Katalysator, der in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 10 bereitgestellt wird. Ein Dreiwege-Katalysator, der Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO), die im Abgas enthalten sind, reinigt, wenn sich die Atmosphäre des Katalysators, der sich in einem aktivierten Zustand befindet, in der Nähe der Stöchiometrie befindet, kann als ein Beispiel für einen Abgasreinigungskatalysator erwähnt werden.
Das Steuern des Katalysatorwarmlaufens wird jetzt mit Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben. Die 2 veranschaulicht ein Beispiel für ein Kraftstoffeinspritzmuster gleich nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10. Wie in der 2 veranschaulicht wird, wird unmittelbar nach dem Hochfahren zuerst ein Kraftstoffeinspritzmuster eingesetzt, bei dem ein einzelner Einspritzvorgang in einem Einlasshub (hier nachstehend auch als „Einlasshubeinspritzvorgang” bezeichnet) und ein einzelner Einspritzvorgang in einem Verdichtungshub (hier nachstehend auch als „Verdichtungshubeinspritzvorgang” bezeichnet) kombiniert werden. Danach wird, einhergehend mit einer Vergrößerung der Verbrennungsmotordrehzahl, der Verdichtungshubeinspritzvorgang auf einen einzelnen Einspritzvorgang in einem Verbrennungshub umgeschaltet (hier nachstehend auch als „Verbrennungshubeinspritzvorgang” bezeichnet), um das Steuern des Katalysatorwarmlaufens zu starten. Das heißt, beim Steuern des Katalysatorwarmlaufens wird ein Kraftstoffeinspritzmuster, das den Einlasshubeinspritzvorgang und den Verbrennungshubeinspritzvorgang kombiniert, eingesetzt.
Die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und ein Entladungszeitraum am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens werden in der 3 veranschaulicht. Wie in der 3 veranschaulicht wird, wird ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₀ gestartet (als ein Beispiel: in der Nähe von VOT 300°), und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₀ gestartet (als ein Beispiel in der Nähe von VOT 260°). Der zweite Einlasshubeinspritzvorgang wird durchgeführt, um die Homogenität des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 20 zu vergrößern. Sobald Kraftstoff beim Kurbelwinkel b₀ eingespritzt wird, vergrößert sich allerdings die Menge an Kraftstoff, der an der Wandungsoberfläche des Brennraums 20 anhaftet, und eine Partikelanzahl PN, die Gegenstand von Emissionsvorschriften ist, vergrößert sich. Um das Auftreten dieses Zustands zu vermeiden, wird ein Teil des Kraftstoffs für das Einspritzen im zweiten Einlasshubeinspritzvorgang dem ersten Einlasshubeinspritzvorgang zugeteilt. Da die Hälfte der zweiten Einspritzmenge für die Einlasshubeinspritzvorgänge der ersten Einspritzmenge zugeteilt wird, sind in dieser Verbindung in der vorliegenden Ausführungsform ein erster Einspritzzeitraum A₀ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₀, die in der 3 gezeigt werden, gleich. Es sei angemerkt, dass die zweite Einspritzmenge und die erste Einspritzmenge für die Einlasshubeinspritzvorgänge geändert werden können und dass die Gesamtanzahl an Einspritzvorgängen im Einlasshub auch auf drei oder mehr eingestellt werden kann.
Wie in der 3 veranschaulicht wird, wird während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens ein Entladungszeitraum (vorbestimmter Zeitraum) am Elektrodenabschnitt 34 auf die Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts eingestellt. Der Grund für das Einstellen des Entladungszeitraums auf die Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts ist es, die Abgastemperatur zu erhöhen, und der Verbrennungshubeinspritzvorgang wird während dieses Entladungszeitraums durchgeführt. Insbesondere wird der Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel von c₀ gestartet, der sich in Bezug auf den Startzeitpunkt der Entladung (als ein Beispiel: in der Nähe von NOT 25 bis 35°) am Elektrodenabschnitt 34 auf der Spätverstellungsseite befindet, and ein Einspritzzeitraum C₀ endet in Bezug auf den Endzeitpunkt der Entladung am Elektrodenabschnitt 34 auf der Frühverstellungsseite. Allerdings können der Startzeitpunkt der Entladung am Elektrodenabschnitt 34 und der Kurbelwinkel c₀ übereinstimmen, und der Endzeitpunkt der Entladung am Elektrodenabschnitt 34 und der Beendigungszeitpunkt des Einspritzzeitraums C₀ können übereinstimmen. Der Grund, dass der Verbrennungshubeinspritzvorgang während des Entladungszeitraums durchgeführt wird, liegt darin, Kraftstoff, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang eingespritzt wird, mittels einer Anziehungswirkung zuverlässig zu verbrennen. Die Details der Anziehungswirkung werden später beschrieben.
Der in der 3 gezeigte Einspritzzeitraum C₀ wird auf Basis einer Beziehung zwischen einer Schwankungsrate der Verbrennung, die unter gleichwertigen Betriebsbedingungen wie die Betriebsbedingungen während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens ermittelt wird, und der Kraftstoffeinspritzmenge für den Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Ein Beispiel für diese Beziehung wird in der 4 veranschaulicht. Wie in der 4 veranschaulicht wird, weist eine Schwankungsrate der Verbrennung, die unter gleichwertigen Betriebsbedingungen wie die Betriebsbedingungen während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens ermittelt worden ist, innerhalb eines spezifischen Bereichs einer Kraftstoffeinspritzmenge eine nach unten gekrümmte konvexe Form auf.
Der Einspritzzeitraum C₀ wird als ein Einspritzzeitraum eingestellt, der einer Kraftstoffeinspritzmenge entspricht, wenn die Schwankungsrate der Verbrennung am geringsten wird (als ein Beispiel: etwa 5 mm³/Hub).
[Steuern des Katalysatorwarmlaufens unter Nutzung der Anziehungswirkung und damit zusammenhängendes Problem]
Die 5 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anziehungswirkung in Bezug auf einen Entladungsfunken, die von einem Verbrennungshubeinspritzvorgang bewirkt wird. Zwei Zustände des Entladungsfunkens während des Entladungszeitraums am Elektrodenabschnitt 34 werden in der oberen grafischen Darstellung und in der mittleren grafischen Darstellung in der 5 veranschaulicht. Die obere grafische Darstellung in der 5 entspricht dem Fall, dass ein Verbrennungshubeinspritzvorgang nicht durchgeführt wird, und die mittlere grafische Darstellung und die untere grafische Darstellung in der 5 entsprechen dem Fall, dass ein Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird. Es sei angemerkt, dass für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung von den Kraftstoffstrahlen, die vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt werden, nur ein Kraftstoffstrahl in der 5 veranschaulicht wird, der der Zündkerze 32 am nächsten ist. Wenn kein Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, verläuft ein Entladungsfunken, der am Elektrodenabschnitt 34 entsteht, in der Strömungsrichtung der Tumble-Strömung (obere grafische Darstellung in der 5). Wenn andererseits ein Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, wird ein Entladungsfunken, der am Elektrodenabschnitt 34 entsteht, in der zur Strömungsrichtung der Tumble-Strömung entgegengesetzten Richtung angezogen (mittlere grafische Darstellung in der 5), da ein Niederdruckbereich um den Kraftstoffstrahl gebildet wird (Entrainment). Folglich verbrennt eine Anfangsflamme, die aus dem Entladungsfunken und einem Luft-Kraftstoff-Gemisch entsteht, das den Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt wird, den Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, und wächst sofort (untere grafische Darstellung in der 5).
Der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugte Kraftstoffstrahl wird von der Tumble-Strömung und dem Druck im Zylinder beeinflusst. Wenn daher der Verbrennungshubeinspritzvorgang in einem Zeitraum durchgeführt wird, der vor dem Entladungszeitraum liegt, ändert sich die Form eines Kraftstoffstrahls, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, bevor der Kraftstoffstrahl schließlich am Elektrodenabschnitt 34 ankommt, und Schwankungen der Verbrennung neigen dazu, groß zu werden. Gemäß dem Steuern des Katalysatorwarmlaufens, das die in der mittleren grafischen Darstellung in der 5 veranschaulichte Anziehungswirkung nutzt, können in dieser Hinsicht Schwankungen der Verbrennung unterdrückt werden, da die Verbrennung, die bewirkt, dass die Anfangsflamme wächst (hier nachstehend auch als „Anfangsverbrennung” bezeichnet), stabilisiert werden kann, auch wenn sich die Form des vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugten Kraftstoffstrahls ändert. Zusätzlich kann ebenfalls die Verbrennung stabilisiert werden, die auf die Anfangsverbrennung folgt, das heißt, die Verbrennung, bei der die gewachsene Anfangsflamme weiter ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt worden ist (hier nachstehend auch als „Hauptverbrennung” bezeichnet).
Allerdings ist ein Abstand zwischen der Konturfläche des Strahls und dem Elektrodenabschnitt 34 (hier nachstehend auch als „Abstand DT” bezeichnet) bei der Anziehungswirkung wichtig. Wenn sich daher der Abstand aus einem Grund vergrößert, wie zum Beispiel Alterungsverschlechterung, besteht daher eine Möglichkeit, dass die Anziehungswirkung unzureichend sein wird. Die 6 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Problems in Bezug auf das Steuern des Katalysatorwarmlaufens. Wie in der oberen grafischen Darstellung in der 6 veranschaulicht wird, wenn eine Mittelachse eines Kraftstoffstrahls, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, sich in Richtung des unteren Abschnitts des Brennraums 20 bewegt (das heißt, der Richtung der Oberseite des Kolbens 18), vergrößert sich der Abstand zwischen der Konturfläche des Strahls und dem Elektrodenabschnitt 34, und die Anziehungswirkung ist unzureichend. In einem solchen Fall wird, wie in der unteren grafischen Darstellung in der 6 veranschaulicht wird, das Wachstum der Anfangsflamme, die den Kraftstoffstrahl, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, verbrennt, unterdrückt, und die Wachstumsrate der Anfangsflamme, das heißt, die Anfangsverbrennungsrate, verringert sich. Falls unter den Verbrennungstakten während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens eine große Anzahl an Takten vorhanden ist, in denen dieser Zustand auftritt, werden des Weiteren große Schwankungen der Verbrennung zwischen den Takten auftreten, und dies wird das Fahrverhalten beeinträchtigen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der ersten Ausführungsform]
Daher erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform eine Bestimmung in Bezug auf den Abstand DT während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens. Falls bestimmt wird, dass es zu einer Vergrößerung des Abstands DT kommt, werden zwei Einspritzvorgänge im Einlasshub und zwei Einspritzvorgänge im Verbrennungshub durchgeführt. Die beiden Einspritzvorgänge im Einlasshub sind grundsätzlich die gleichen wie der vorstehend beschriebene Einlasshubeinspritzvorgang. Die beiden Einspritzvorgänge im Verbrennungshub bestehen aus dem vorstehend beschriebenen Verbrennungshubeinspritzvorgang und einem zusätzlichen Einspritzvorgang, der vor dem Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird. Der zusätzliche Einspritzvorgang wird zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der auf der Spätverstellungsseite des oberen Verdichtungstotpunkts und in Bezug auf den Startzeitpunkt der Entladung am Elektrodenabschnitt 34 auf der Frühverstellungsseite liegt. Es sei angemerkt, dass, für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung, in der folgenden Beschreibung der zusätzliche Einspritzvorgang auch als „erster Verbrennungshubeinspritzvorgang” bezeichnet wird und der Verbrennungshubeinspritzvorgang auch als „zweiter Verbrennungshubeinspritzvorgang” bezeichnet wird.
Die 7 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 3 werden in der 7 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Der obere Abschnitt in der 7 entspricht dem Steuern, falls sich der Abstand DT nicht vergrößert oder falls, obwohl sich der Abstand DT vergrößert, keine Bestimmung in Bezug auf die Vergrößerung erfolgt. In solchen Fällen wird das Steuern durchgeführt, das das gleiche wie das in der 3 beschriebene ist (Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs und Steuern der Entladung).
Der untere Abschnitt in der 7 entspricht dem Steuern, wenn bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. In diesem Fall wird das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung) wie gehabt beibehalten, und das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs (Startzeitpunkt und Zeitraum des Kraftstoffeinspritzvorgangs) wird teilweise geändert. Das heißt, der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel d₁ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₁ durchgeführt. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₁ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₁ durchgeführt. Hier stimmt der Kurbelwinkel c₁ mit dem Kurbelwinkel c₀ überein, und der Einspritzzeitraum C₁ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum C₀ ist. Des Weiteren entspricht ein Intervall zwischen dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₁ und dem Kurbelwinkel c₁ einem Zeitraum (als ein Beispiel: 10°), der erforderlich ist, um das Einspritzventil 30 aufzuladen. Die Details des Einspritzzeitraums D₁ werden später beschrieben.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 7 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₁ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₁ gestartet. Hier stimmen die Kurbelwinkel a₁ und b₁ mit den Kurbelwinkeln a₀ und b₀ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₁ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₁ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Allerdings werden die Einspritzzeiträume A₁ und B₁ auf einen kürzeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum A₀ (= B₀) eingestellt. Der Grund dafür ist, die Gesamteinspritzmengen in einem einzelnen Verbrennungstakt im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt in der 7 gleich zu machen. Daher sind die Einspritzzeiträume A₁ und B₁ um eine Spanne, die gleichwertig der Hälfte des Einspritzzeitraums D₁ ist (A₁ = B₁ = A₀ – D₁/2), kürzer als der Einspritzzeitraum A₀ (oder der Einspritzzeitraum B₀). Es sei angemerkt, dass die Gesamteinspritzmenge in einem einzelnen Verbrennungstakt separat in der ECU 40 berechnet wird, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird.
Die 8 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls zwei Einspritzvorgänge im Verbrennungshub durchgeführt werden. Ein „Kraftstoffstrahl (i)”, der in der oberen grafischen Darstellung und der mittleren grafischen Darstellung in der 8 gezeigt wird, entspricht einem Kraftstoffstrahl, der unter den Kraftstoffstrahlen, die vom ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt werden, der Zündkerze 32 am nächsten ist. Ein „Kraftstoffstrahl (ii)”, der in der mittleren grafischen Darstellung und der unteren grafischen Darstellung in der 8 gezeigt wird, entspricht einem Kraftstoffstrahl, der unter den Kraftstoffstrahlen, die vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt werden, der Zündkerze 32 am nächsten ist. Da eine Tumble-Strömung im Brennraum 20 gebildet wird, wird der Kraftstoffstrahl (i) in der Strömungsrichtung der Tumble-Strömung zur stromabwärts gelegenen Seite geführt (obere grafische Darstellung und mittlere grafische Darstellung in der 8). Daher bewegt sich der Kraftstoffstrahl (i) zu der Zeit, zu welcher der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, bis in die Nähe des Elektrodenabschnitts 34 (mittlere grafische Darstellung in der 8). Des Weiteren tritt ein Entladungsfunke am Elektrodenabschnitt 34 zur Zeit des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs auf, und eine Anfangsflamme, die aus dem Entladungsfunken und einem Luft-Kraftstoff-Gemisch entsteht, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt wird, verbrennt den Kraftstoffstrahl (i) und wächst sofort (untere grafische Darstellung in der 8). Falls somit der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, wird ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme den Kraftstoffstrahl (ii) verbrennt, verkürzt. Das heißt, eine Verringerung der Anfangsverbrennungsrate wird unterdrückt.
[Details des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs]
Die Details des Kurbelwinkels d₁ und des Einspritzzeitraums D₁, die in der 7 veranschaulicht werden, werden jetzt mit Bezug auf 9 bis 12 beschrieben. Die 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Ventilöffnungszeitraum τ und einer eingespritzten Kraftstoffmenge eines Einspritzventils veranschaulicht. Um die Bewegung des Kraftstoffstrahls (i) auszuführen, die vorstehend mit Bezug auf die 8 beschrieben wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Einspritzzeitraum D₁ auf einen kürzeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum C₁ eingestellt. Wie in der 9 veranschaulicht wird, zeigen allerdings der Ventilöffnungszeitraum τ und die eingespritzte Kraftstoffmenge in einem Bereich, in dem der Ventilöffnungszeitraum τ extrem kurz ist, keine lineare Beziehung. Die Nichtlinearität wird durch die Struktur des Einspritzventils bewirkt. Wenn daher der Einspritzzeitraum D₁ eingestellt wird, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem stabilen Teilhubbereich (als ein Beispiel: 1 bis 5 mm³/Hub (30 MPa)) eingesetzt, der, wie in der 9 gezeigt wird, durch einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert festgelegt wird.
Die 10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Partikelanzahl PN und der Schwankungsrate der Verbrennung veranschaulicht. Die horizontale Achse in der 10 entspricht der vertikalen Achse in der 9. Wie im oberen Abschnitt in der 10 veranschaulicht wird, vergrößert sich die Partikelanzahl PN, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge größer wird. Beim Vergleich des Falls, dass der Verbrennungszustand normal ist (normale Zeit), und des Falls, dass der Verbrennungszustand verschlechtert ist (eine Zeit verschlechterter Verbrennung), wird des Weiteren herausgefunden, dass die Partikelanzahl PN größer wird, wenn sich der Verbrennungszustand im Vergleich zu einem normalen Verbrennungszustand verschlechtert. Wie im unteren Abschnitt in der 10 veranschaulicht wird, zeigt andererseits die Schwankungsrate der Verbrennung in einem Bereich, der durch den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert festgelegt wird, eine nach unten gekrümmte konvexe Form. Beim Vergleich des Falls, dass der Verbrennungszustand normal ist (normale Zeit), und des Falls, dass der Verbrennungszustand verschlechtert ist (eine Zeit verschlechterter Verbrennung), wird des Weiteren herausgefunden, dass die Schwankungsrate der Verbrennung größer wird, wenn sich der Verbrennungszustand im Vergleich zu einem normalen Verbrennungszustand verschlechtert. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Partikelanzahl PN eine höhere Priorität als der Schwankungsrate der Verbrennung eingeräumt wird, und daher wird eine Kraftstoffeinspritzmenge eingesetzt, die dem unteren Grenzwert des stabilen Teilhubbereichs entspricht (siehe oberer Abschnitt in der 10). Es sei angemerkt, dass auch eine Ausgestaltung eingesetzt werden kann, die der Schwankungsrate der Verbrennung und nicht der Partikelanzahl PN Priorität einräumt oder die einem Gleichgewicht zwischen der Partikelanzahl PN und der Schwankungsrate der Verbrennung Priorität einräumt.
Die 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine 10 und dem Einspritzzeitraum D₁ veranschaulicht. Wie im unteren Abschnitt in der 11 veranschaulicht wird, wird der Einspritzzeitraum D₁ auf einen konstanten Zeitraum eingestellt, ungeachtet der Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors während eines Kaltstarts. Es sei angemerkt, dass, wie im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt in der 11 veranschaulicht wird, die Einspritzzeiträume C₀ und C₁ ebenfalls auf konstante Zeiträume eingestellt werden, ungeachtet der Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors während eines Kaltstarts.
Die 12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Abschlusszeitpunkt (= d₁ + D₁) des Einspritzzeitraums D₁ und der Partikelanzahl PN veranschaulicht (wobei der Einspritzzeitraum D₁ konstant ist). Wie in der 12 veranschaulicht wird, verringert sich die Partikelanzahl PN vom oberen Verdichtungstotpunkt weiter umso mehr, je weiter der Abschlusszeitpunkt nach spät verstellt wird. Der Grund liegt darin, dass im Verbrennungshub die Verringerung der Menge an Kraftstoff, der an der Oberseite des Kolbens 18 anhaftet, umso größer ist, je weiter sich der Kolben 18 senkt. Um allerdings die Bewegung des Kraftstoffstrahls (i) auszuführen, die vorstehend unter Verwendung der 8 beschrieben wird, ist es nötig, den Abschlusszeitpunkt in Bezug auf den Entladungszeitraum am Elektrodenabschnitt 34 weiter zur Frühverstellungsseite einzustellen. Unter Berücksichtigung des Aufladezeitraums des Einspritzventils 30, der vorstehend beschrieben wird, kann des Weiteren der Abschlusszeitpunkt ebenfalls nicht zu nahe am Kurbelwinkel c₁ eingestellt werden. Der Abschlusszeitpunkt wird auf Basis wenigstens dieser Überlegungen bestimmt (als ein Beispiel: der Abschlusszeitpunkt liegt zwischen NOT 15° und 20°). Der Kurbelwinkel d₁ wird dann durch Rückwärtsrechnen vom bestimmten Abschlusszeitpunkt um eine Spanne, die dem Einspritzzeitraum D₁ entspricht, bestimmt.
[Bestimmung in Bezug auf den Abstand DT]
Eine Bestimmung in Bezug darauf, ob der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird oder nicht, erfolgt auf Basis einer Bestimmung in Bezug auf den Abstand DT. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt diese Bestimmung unter Nutzung eines Kurbelwinkelzeitraums CA0–CA10 (hier nachstehend auch als „SA-CA10” bezeichnet), in dem der verbrannte Massenanteil (MFB) nach dem Zündzeitpunkt 10% erreicht (das heißt, den Startzeitpunkt der Entladung des Elektrodenabschnitts 34). Es sei angemerkt, dass der MFB auf Basis eines Ergebnisses der Analyse von Daten des Drucks im Zylinder berechnet wird, die unter Nutzung des Drucksensors 42 im Zylinder und des Kurbelwinkelsensors 44 ermittelt werden, und SA-CA10 wird auf Basis des berechneten MFB berechnet. Ein Verfahren zum Berechnen des MFB auf Basis eines Analyseergebnisses mit Bezug auf die Daten des Drucks im Zylinder und ein Verfahren zum Berechnen von SA-CA10 werden ausführlich zum Beispiel in JP 2015-094339 A und JP 2015-098799 A beschrieben, und somit wird eine Beschreibung davon in der vorliegenden Beschreibung weggelassen.
Die 13 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Schwankungsrate der Verbrennung und SA-CA10 veranschaulicht. Wie in der 13 veranschaulicht wird, vergrößert sich die Schwankungsrate der Verbrennung, wenn SA-CA10 länger wird. Wie bereits vorher beschrieben worden ist, liegt in diesem Fall ein Grund dafür, dass sich die Schwankungsrate der Verbrennung vergrößert, darin, dass der Abstand DT sich vergrößert und dass sich die Anfangsverbrennungsrate verringert (siehe die Beschreibung der unteren grafischen Darstellung in der 6). Wenn daher der berechnete SA-CA10 länger als der SA-CA10 vor der Vergrößerung des Abstands DT ist, das heißt, der SA-CA10 zu einer normalen Zeit, kann auf dieser Basis daher vermutet werden, dass ein Grund dafür eine Verringerung der Anfangsverbrennungsrate ist, die mit einer Vergrößerung des Abstands DT einhergeht.
Die 14 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Bestimmungswerts, der in Beziehung zum Abstand DT steht. Wie in der 14 veranschaulicht wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der SA-CA10, der tatsächlich berechnet worden ist (hier nachstehend auch als „Ist-SA-CA10” bezeichnet), um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum (als ein Beispiel: 5°) oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist, bestimmt, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. Es sei angemerkt, dass der SA-CA10, der um eine Spanne, die einem vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum entspricht, länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist, nach dem Bestimmen des „SA-CA10 zu einer normalen Zeit” vorab durch Adaptation bestimmt wird.
[Spezifische Verarbeitung in der ersten Ausführungsform]
Die 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 15 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem ein Betriebsmodus ausgewählt ist, der das Steuern des Katalysatorwarmlaufens ausführt (hier nachstehend auch als „Katalysatorwarmlaufmodus” bezeichnet), wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 15 veranschaulichten Routine wird zuerst Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs für das Durchführen eines einzelnen Einspritzvorgangs im Verbrennungshub ausgeführt (Schritt S100). Im vorliegenden Schritt S100 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₀ und B₀) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₀ und b₀) für Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₀) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₀) für einen Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt.
Im Anschluss an den Schritt S100 bestimmt die ECU 40, ob der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (Schritt S102). Im vorliegenden Schritt S102 wird der Ist-SA-CA10, der in der ECU 40 separat berechnet wird, erfasst und mit dem SA-CA10 zu einer normalen Zeit verglichen (Einstellwert). Falls als ein Ergebnis des Vergleichs bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S104 weitergeführt. Falls im Gegensatz dazu etwas anderes bestimmt wird (wenn das Ergebnis „Nein” ist), verlässt die ECU die vorliegende Routine.
Im Schritt S104 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs zum Durchführen von zwei Einspritzvorgängen im Verbrennungshub durchgeführt. Im vorliegenden Schritt S104 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₁ und B₁) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₁ und b₁) für Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₁) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₁) für einen ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₁) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₁) für einen zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt.
Gemäß der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden. Das heißt, wenn der Abstand DT sich nicht vergrößert, wird die Anfangsverbrennung durch den Verbrennungshubeinspritzvorgang, der unter Verwendung der 3 beschrieben wird, stabilisiert, und somit kann die Hauptverbrennung stabilisiert werden und Schwankungen der Verbrennung können unterdrückt werden. Auch wenn eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt, kann des Weiteren die Anfangsverbrennung durch den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang, der im unteren Abschnitt in der 7 beschrieben wird, stabilisiert werden, und Schwankungen der Verbrennung können unterdrückt werden. Die Hauptverbrennung kann ebenfalls stabilisiert werden.
[Modifikation der ersten Ausführungsform]
In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird eine Ausgestaltung eingesetzt, bei der eine Tumble-Strömung, die im Brennraum 20 gebildet wird, auf der Seite des Auslasskanals 24 verwirbelt, so dass sie sich vom oberen Abschnitt des Brennraums 20 zu dessen unterem Abschnitt bewegt, und auf der Seite des Einlasskanals 22 verwirbelt, so dass sie sich vom unteren Abschnitt des Brennraums 20 zu dessen oberem Abschnitt bewegt. Allerdings kann eine Ausgestaltung eingesetzt werden, bei der die Tumble-Strömung in der entgegengesetzten Richtung verwirbelt, das heißt vom oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt des Brennraums 20 auf der Seite des Einlasskanals 22 und vom unteren Abschnitt zum oberen Abschnitt des Brennraums 20 auf der Seite des Auslasskanals 24. In diesem Fall ist es allerdings nötig, die Position, an der die Zündkerze 32 angeordnet ist, von der Seite des Auslassventils 28 zur Seite des Einlassventils 26 zu ändern. Falls die Position, an der die Zündkerze 32 angeordnet ist, auf diese Weise geändert wird, wird die Zündkerze 32 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Einspritzventils 30 in der Strömungsrichtung der Tumble-Strömung positioniert sein. Daher kann die Bewegung des Kraftstoffstrahls (das heißt, des Kraftstoffstrahls (i)), der vom ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, der vorstehend unter Verwendung der 8 beschrieben wird, in die Richtung des Elektrodenabschnitts 34 ausgeführt werden. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Modifikation gleichermaßen auf die zweite bis achte Ausführungsform, die später beschrieben werden, angewendet werden kann.
Des Weiteren erfolgt in der vorstehenden ersten Ausführungsform eine Bestimmung in Bezug auf eine Vergrößerung des Abstands DT unter Nutzung des SA-CA10. Anstelle des SA-CA10 kann allerdings eine Bestimmung in Bezug auf eine Vergrößerung des Abstands DT unter Verwendung eines bekannten Parameters erfolgen, der eine Korrelation mit der Anfangsverbrennungsrate aufweist. Das heißt, so lange der Parameter ein bekannter Parameter in Bezug auf einen Bestimmungswert ist (erster Bestimmungswert), mit dem die Anfangsverbrennungsrate verglichen werden kann, kann der Parameter anstelle von SA-CA10 verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Modifikation gleichermaßen auf die zweite bis achte Ausführungsform, die später beschrieben werden, angewendet werden kann.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 16 bis 18 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der zweiten Ausführungsform]
Wenn der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist, wird in der vorstehenden ersten Ausführungsform bestimmt, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt, und der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang wird durchgeführt. Da allerdings eine Kraftstoffeinspritzmenge im stabilen Teilhubbereich (siehe 10) als die Kraftstoffeinspritzmenge des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs eingesetzt wird, liegt das folgende Problem vor. Das heißt, wenn der SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist, und der Kurbelwinkelzeitraum sowohl des Ist-SA-CA10 als auch des SA-CA10 zu einer normalen Zeit lang ist, besteht ungeachtet einer Tatsache, dass der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, die Möglichkeit, dass ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme einen Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, nicht ausreichend verkürzt wird. Falls bestimmt wird, dass der Abstand DT sich vergrößert, wird daher in der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzmenge des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs gemäß dem oben erwähnten Kurbelwinkelzeitraum vergrößert.
Die 16 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 16 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt von 16 wird das Steuern veranschaulicht, welche das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Des Weiteren ist auch das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung), das in der 16 veranschaulicht wird, das gleiche, wie das Steuern der Entladung, das in Bezug auf die 7 beschrieben wird. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 16 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₂ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₂ durchgeführt. Der Einspritzzeitraum D₂ wird auf einen längeren Zeitraum eingestellt als der Einspritzzeitraum D₁, und eine Differenz zwischen dem Einspritzzeitraum D₂ und dem Einspritzzeitraum D₁ wird separat gemäß dem oben erwähnten Kurbelwinkelzeitraum berechnet, damit sie sich vergrößert, wenn sich der oben erwähnte Kurbelwinkelzeitraum verlängert.
In diesem Fall wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₂ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₂ durchgeführt. Der Kurbelwinkel c₂ stimmt mit dem Kurbelwinkel c₁ überein, und der Einspritzzeitraum C₂ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum C₁ ist. Des Weiteren entspricht ein Intervall zwischen dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₂ und dem Kurbelwinkel c₂ einem Zeitraum (als ein Beispiel: 10°), der erforderlich ist, um das Einspritzventil 30 aufzuladen. Daher befindet sich der Kurbelwinkel d₂ in Bezug auf den Kurbelwinkel d₁ auf der Frühverstellungsseite um eine Spanne, die einer Spanne entspricht, um die der Einspritzzeitraum D₂ länger als der Einspritzzeitraum D₁ ist.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 16 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₂ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₂ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₂ und b₂ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden der erste Einspritzzeitraum A₂ und der zweite Einspritzzeitraum B₂ des Einlasshubeinspritzvorgangs auf gleiche Zeiträume eingestellt. Allerdings werden die Einspritzzeiträume A₂ und B₂ auf einen kürzeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) eingestellt. Der Grund dafür ist, die Gesamteinspritzmenge in einem einzelnen Verbrennungstakt im oberen Abschnitt, im mittleren Abschnitt und im unteren Abschnitt in der 16 gleich zu machen. Somit sind die Einspritzzeiträume A₂ und B₂ um eine Spanne, die der Hälfte des Einspritzzeitraums D₂ entspricht (A₂ = B₂ = A₁ – D₂/2), kürzer als der Einspritzzeitraum A₁ (oder der Einspritzzeitraum B₁).
Die 17 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder bei Vergrößerung der Einspritzmenge für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang. Der „Kraftstoffstrahl (i)” und der „Kraftstoffstrahl (ii)”, die in der 17 beschrieben werden, sind die gleichen, wie die entsprechenden Kraftstoffstrahlen, die vorstehend mit Bezug auf die 8 beschrieben werden. Falls sich die Einspritzmenge für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert, wird sich der Kraftstoffstrahl (i) über einen größeren Bereich verteilen (obere grafische Darstellung oder mittlere grafische Darstellung in der 17). Daher verbrennt eine Anfangsflamme, die aus einem Entladungsfunken und einem Luft-Kraftstoff-Gemisch entsteht, das den Kraftstoffstrahl enthält, der von einem Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt wird, den Kraftstoffstrahl (i) unmittelbar, nachdem die Anfangsflamme entsteht, und wächst sofort (untere grafische Darstellung in der 17). Durch Vergrößern der Einspritzmenge für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang auf diese Weise wird daher ein Zeitraum, bis die Anfangsflamme den Kraftstoffstrahl (ii) verbrennt, verkürzt. Dementsprechend wird, auch wenn der oben erwähnte Kurbelwinkelzeitraum lang ist, eine Verringerung der Anfangsverbrennungsrate unterdrückt.
[Spezifische Verarbeitung in der zweiten Ausführungsform]
Die 18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 18 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 18 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S104 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits vorstehend in Bezug auf die 15 beschrieben wird. Im Anschluss an den Schritt S104 bestimmt die ECU 40, ob der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (Schritt S106). Die Verarbeitung im vorliegenden Schritt S106 ist mit der Verarbeitung im Schritt S102 identisch. Im vorliegenden Schritt S106 wird, falls bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), die Verarbeitung mit dem Schritt S108 weitergeführt. Falls im Gegensatz dazu etwas anderes bestimmt wird (wenn das Ergebnis „Nein” ist), verlässt die ECU 40 die vorliegende Routine.
Im Schritt S108 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs, um die Einspritzmenge für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang zu vergrößern, durchgeführt. Im vorliegenden Schritt S108 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₂ und B₂) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₂ und b₂) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₂ (> Einspritzzeitraum D₁)) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₂) für einen ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₂) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₂) für einen zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden. Das heißt, auch wenn der oben erwähnte Kurbelwinkelzeitraum groß ist, kann die Anfangsverbrennung durch Vergrößern der Einspritzmenge des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs gemäß dem oben erwähnten Kurbelwinkelzeitraum stabilisiert werden, und somit können Schwankungen der Verbrennung unterdrückt werden. Des Weiteren kann auch die Hauptverbrennung stabilisiert werden.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 19 bis 21 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der dritten Ausführungsform]
In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt, wenn bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. Des Weiteren wird in der vorstehenden zweiten Ausführungsform eine Einspritzmenge für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang gemäß dem vorstehend erwähnten Kurbelwinkelzeitraum vergrößert. In einigen Fällen wird allerdings, ungeachtet der Tatsache, dass der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird, erneut bestimmt, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erhöht, wenn erneut bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt.
Die 19 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 19 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 19 wird das Steuern veranschaulicht, welches das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Des Weiteren ist auch das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung), das in der 19 veranschaulicht wird, das gleiche, wie das Steuern der Entladung, das in Bezug auf die 7 beschrieben wird. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 19 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass erneut bestimmt wird, dass sich der Abstand DT vergrößert. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₃ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₃ durchgeführt. Der Kurbelwinkel d₃ stimmt mit dem Kurbelwinkel d₁ überein, und der Einspritzzeitraum D₃ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum D₁ ist. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang beim Kurbelwinkel c₃ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₃ durchgeführt. Obwohl der Kurbelwinkel c₃ mit dem Kurbelwinkel c₁ übereinstimmt, wird der Einspritzzeitraum C₃ auf einen längeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum C₁ eingestellt.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 19 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₃ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₃ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₃ und b₃ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₃ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₃ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Allerdings werden die Einspritzzeiträume A₃ und B₃ auf einen kürzeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) eingestellt. Der Grund dafür ist, die Gesamteinspritzmenge in einem einzelnen Verbrennungstakt im oberen Abschnitt, im mittleren Abschnitt und im unteren Abschnitt in der 19 gleich zu machen. Somit sind die Einspritzzeiträume A₃ und B₃ um eine Spanne, die der Hälfte des Einspritzzeitraums (C₃ – C₁) (d. h. A₃ = B₃ = A₁ – {(C₃ – C₁)/2}) entspricht, kürzer als der Einspritzzeitraum A₁ (oder der Einspritzzeitraum B₁).
Die 20 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert wird. Der „Kraftstoffstrahl (i)” und der „Kraftstoffstrahl (ii)”, die in der 20 beschrieben werden, sind die gleichen, wie die entsprechenden Kraftstoffstrahlen, die vorstehend mit Bezug auf die 8 beschrieben werden. Falls sich die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert, wird sich der Kraftstoffstrahl (ii) über einen größeren Bereich verteilen (obere grafische Darstellung oder mittlere grafische Darstellung in der 20). Daher wird ein Zeitraum verkürzt, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls (i) wächst, den Kraftstoffstrahl (ii) weiter verbrennt, der sich über einen größeren Bereich verteilt (untere grafische Darstellung in der 20). Auch wenn erneut bestimmt wird, dass der Abstand DT zunimmt, wird somit eine Verringerung der Anfangsverbrennungsrate unterdrückt.
[Spezifische Verarbeitung in der dritten Ausführungsform]
Die 21 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 21 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 21 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S106 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 18 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S106 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S110 weitergeführt.
Im Schritt S110 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs, das die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert, durchgeführt. Im vorliegenden Schritt S110 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₃ und B₃) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₃ und b₃) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₃) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₃) für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₃) (> Einspritzzeitraum C₁) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₃) für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt.
Gemäß der dritten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden. Das heißt, auch wenn erneut bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt, kann die Anfangsverbrennung durch Vergrößern der Einspritzmenge des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs stabilisiert werden, und somit können Schwankungen der Verbrennung unterdrückt werden. Des Weiteren kann auch die Hauptverbrennung stabilisiert werden.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 22 bis 24 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der vierten Ausführungsform]
In der vorstehenden dritten Ausführungsform wird, falls erneut bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt, die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang vergrößert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, falls erneut bestimmt wird, dass eine Vergrößerung im Abstand DT vorliegt, die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang nicht vergrößert, sondern stattdessen werden der Startzeitpunkt der beiden Einspritzvorgänge im Verbrennungshub (das heißt, der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang und der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang) und die Entladung nach früh verstellt.
Die 22 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 22 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 22 wird das Steuern veranschaulicht, welchees das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 22 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass erneut bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₄ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₄ durchgeführt. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₄ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₄ durchgeführt. Die Einspritzzeiträume C₄ und D₄ werden auf Zeiträume eingestellt, die gleich den Einspritzzeiträumen C₁ und D₁ sind. Allerdings werden die Kurbelwinkel c₄ und d₄ in Bezug auf die Kurbelwinkel c₁ und d₁ weiter auf die Frühverstellungsseite eingestellt. Der im unteren Abschnitt in der 22 veranschaulichte Entladungszeitraum wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich den Entladungszeiträumen ist, die im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 22 gezeigt werden. Allerdings wird der Startzeitpunkt der Entladung, der im unteren Abschnitt in der 22 veranschaulicht wird, in Bezug auf den Startzeitpunkt der Entladungen, die im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 22 veranschaulicht werden, weiter auf die Frühverstellungsseite eingestellt.
In diesem Zusammenhang liegt der Grund, dass der Kurbelwinkel d₄ in Bezug auf den Kurbelwinkel d₁ weiter auf die Frühverstellungsseite eingestellt wird, darin, dass der Kurbelwinkel d₄ um die gleiche Spanne nach früh verstellt wird, wie die Frühverstellungsspanne des Kurbelwinkels c₁, damit ein Intervall zwischen dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₄ und dem Kurbelwinkel c₄ einem Zeitraum entspricht, der erforderlich ist, um das Einspritzventil 30 aufzuladen. Wenn dementsprechend zum Beispiel das Intervall zwischen dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₄ und dem Kurbelwinkel c₄ auf mehr als einen Zeitraum (als ein Beispiel: 10°) eingestellt wird, der erforderlich ist, um das Einspritzventil 30 aufzuladen, und im Intervall etwas überschüssige Zeit vorhanden ist, können der Kurbelwinkel d₄ und der Kurbelwinkel d₁ so eingestellt werden, das sie miteinander übereinstimmen, ohne den Kurbelwinkel d₄ nach früh zu verstellen.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 22 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₄ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₄ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₄ und b₄ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₄ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₄ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzzeiträume A₄ und B₄ auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) ist.
Die 23 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Zuständen im Zylinder, falls der Startzeitpunkt der beiden Einspritzvorgänge und die Entladung im Verbrennungshub nach früh verstellt werden. Es sei angemerkt, dass für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung von den Kraftstoffstrahlen, die vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt werden, nur zwei Kraftstoffstrahlen (ii), die nahe an die Zündkerze 32 kommen, in der 23 veranschaulicht werden. In der oberen grafischen Darstellung in der 23 wird zum Vergleich ein Zustand im Zylinder vor dem Frühverstellen des Startzeitpunkts der beiden Einspritzvorgänge und der Entladung im Verbrennungshub gezeigt. Wie aus dem Vergleich der oberen grafischen Darstellung und der unteren grafischen Darstellung in der 23 zu verstehen ist: Wenn der Startzeitpunkt der beiden Einspritzvorgänge und die Entladung im Verbrennungshub nach früh verstellt werden, schrumpfen die jeweiligen Kraftstoffstrahlen (ii) in ihrer Bewegungsrichtung und werden dick. Der Grund liegt darin, dass, wenn der Startzeitpunkt der Entladung nach früh verstellt wird, der Druck im Zylinder im Vergleich zu einem Fall steigt, bei dem der Startzeitpunkt der Entladung nicht nach früh verstellt wird, und es wird für die Kraftstoffstrahlen (ii) schwierig, sich in ihrer jeweiligen Bewegungsrichtung zu verteilen. Falls der Kraftstoffstrahl (ii) dick wird, verkürzt sich der Abstand zwischen dem Kraftstoffstrahl (ii) und der Zündkerze 32 (Elektrodenabschnitt 34). Folglich wird ein Zeitraum verkürzt, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls (i) wächst, den Kraftstoffstrahl (ii) weiter verbrennt. Auch wenn erneut bestimmt wird, dass der Abstand DT zunimmt, wird somit eine Verringerung der Anfangsverbrennungsrate unterdrückt.
[Spezifische Verarbeitung in der vierten Ausführungsform]
Die 24 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die die ECU 40 in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 24 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 24 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S106 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 18 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S106 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S112 weitergeführt.
Im Schritt S112 werden das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs, das den Startzeitpunkt der beiden Einspritzvorgänge im Verbrennungshub nach früh verstellt, und das Steuern der Entladung, das den Startzeitpunkt der Entladung nach früh verstellt, ausgeführt. Im vorliegenden Schritt S112 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₄ und B₄) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₄ und b₄) für Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₄) des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs und eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₄) des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs eingestellt. Zusätzlich werden ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₄) des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₄) des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs auf die Frühverstellungsseite eingestellt. Des Weiteren wird auch ein Startzeitpunkt der Entladung um eine Spanne, die gleich der Frühverstellungsspanne dieser Einspritzzeitpunkte ist, auf der Frühverstellungsseite eingestellt.
Gemäß der vierten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden. Das heißt, auch wenn erneut bestimmt wird, dass der Abstand DT sich vergrößert, kann die Anfangsverbrennung stabilisiert werden, indem der Startzeitpunkt der beiden Einspritzvorgänge und der Entladung im Verbrennungshub nach früh verstellt wird, und somit können Schwankungen der Verbrennung unterdrückt werden. Des Weiteren kann auch die Hauptverbrennung stabilisiert werden.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 25 bis 26 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der fünften Ausführungsform]
In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt, wenn bestimmt wird, dass eine Vergrößerung des Abstands DT vorliegt. Allerdings wird in einigen Fällen bestimmt, dass sich der Abstand DT als ein Ergebnis des Durchführens des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs zu sehr verringert. Unter dem Gesichtspunkt, die Anfangsverbrennungsrate zu sichern, liegt kein Problem vor, auch wenn der Abstand DT sich zu sehr verringert. Falls sich allerdings der Abstand DT zu sehr verringert, wird erwartet, dass die Anfangsflamme in einer frühen Stufe wachsen wird, und zwischen der Anfangsflamme und einem Kraftstoffstrahl (das heißt, einem Kraftstoffstrahl, der von einem Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt wird), der im Inneren des Brennraums 20 zusammen mit der Tumble-Strömung verwirbelt, wird ein größerer Abstand bestehen. Folglich ist es möglich, dass es nicht möglich sein wird, sanft von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung überzugehen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird daher, falls bestimmt wird, dass der Abstand DT sich als Ergebnis des Durchführens des ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs zu sehr verringert, die Einspritzmenge des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs reduziert. Das heißt, ein Steuern wird durchgeführt, das dem Steuern der dritten Ausführungsform entgegengesetzt ist. Eine Bestimmung in Bezug auf den Abstand DT erfolgt unter Verwendung von SA-CA10, ähnlich der vorher genannten ersten Ausführungsform. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt, dass der Abstand DT sich zu sehr verringert, falls der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum (als ein Beispiel: 5°) oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist. Es sei angemerkt, dass der SA-CA10, der um eine Spanne, die einem vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum entspricht, kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist, nach dem Bestimmen des „SA-CA10 zu einer normalen Zeit” vorab durch Adaptation bestimmt wird.
Die 25 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 25 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 25 wird das Steuern veranschaulicht, welches das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Des Weiteren ist auch das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung), das in der 25 veranschaulicht wird, das gleiche, wie das Steuern der Entladung, das in Bezug auf die 7 beschrieben wird. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 25 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₅ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₅ durchgeführt. Der Kurbelwinkel d₅ stimmt mit dem Kurbelwinkel d₁ überein, und der Einspritzzeitraum D₅ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum D₁ ist. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₅ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₅ durchgeführt. Obwohl der Kurbelwinkel c₅ mit dem Kurbelwinkel c₁ übereinstimmt, wird der Einspritzzeitraum C₅ auf einen kürzeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum C₁ eingestellt.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 25 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₅ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₅ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₅ und b₅ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₅ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₅ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Allerdings werden die Einspritzzeiträume A₅ und B₅ auf einen längeren Zeitraum als der Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) eingestellt. Der Grund dafür ist, die Gesamteinspritzmenge in einem einzelnen Verbrennungstakt im oberen Abschnitt, im mittleren Abschnitt und im unteren Abschnitt in der 25 gleich zu machen. Somit sind die Einspritzzeiträume A₅ und B₅ um eine Spanne, die der Hälfte des Einspritzzeitraums (C₁ – C₅) (d. h. A₅ = B₅ = A₁ + {(C₁ – C₅)/2}) entspricht, länger als der Einspritzzeitraum A₁ (oder der Einspritzzeitraum B₁).
Ein Zustand im Zylinder, wenn die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang verringert wird, kann beschrieben werden, indem angenommen wird, dass der in der 20 gezeigte „Kraftstoffstrahl (ii)” verringert wird. Das heißt, falls die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang verringert wird, verringert sich ein Bereich, in dem sich ein vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugter Kraftstoffstrahl (das heißt, der Kraftstoffstrahl (ii) in der 20) verteilt. Daher dauert es eine Zeit, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls (i) wächst, den Kraftstoffstrahl (ii) weiter verbrennt, und im Ergebnis verlangsamt sich die Anfangsverbrennungsrate. Somit kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann stabilisiert werden.
[Spezifische Verarbeitung in der fünften Ausführungsform]
Die 26 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 26 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 26 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S108 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 18 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S106 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 nicht um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr länger als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Nein” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S114 weitergeführt. Es sei angemerkt, dass die Verarbeitung im Schritt S110 in der 21 oder die Verarbeitung im Schritt S112 in der 24 anstelle der Verarbeitung im Schritt S108 in der 26 durchgeführt werden können.
Im Schritt S114 bestimmt die ECU 40, ob der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist. Im vorliegenden Schritt S114 wird der Ist-SA-CA10, der in der ECU 40 separat berechnet wird, erfasst und mit dem SA-CA10 zu einer normalen Zeit verglichen (Einstellwert). Falls als ein Ergebnis des Vergleichs bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um einen vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S116 weitergeführt. Falls im Gegensatz dazu etwas anderes bestimmt wird (wenn das Ergebnis „Nein” ist), verlässt die ECU 40 die vorliegende Routine.
Im Schritt S116 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs, das die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang verringert, durchgeführt. Im vorliegenden Schritt S116 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₅ und B₅) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₅ und b₅) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₅) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₅) für einen ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich werden eine Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₅) (< Einspritzzeitraum C₁) und ein Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₅) für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt.
Gemäß der fünften Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, kann die folgende vorteilhafte Wirkung erreicht werden. Das heißt, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann durch Verringern der Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang stabilisiert werden.
[Modifikation der fünften Ausführungsform]
In der vorstehenden fünften Ausführungsform erfolgt eine Bestimmung in Bezug auf eine Verringerung des Abstands DT unter Nutzung von SA-CA10. Anstelle des SA-CA10 kann allerdings eine Bestimmung in Bezug auf eine Verringerung des Abstands DT unter Verwendung eines bekannten Parameters erfolgen, der eine Korrelation mit der Anfangsverbrennungsrate aufweist. Das heißt, so lange ein Parameter ein bekannter Parameter in Bezug auf einen Bestimmungswert ist (zweiter Bestimmungswert), mit dem die Anfangsverbrennungsrate verglichen werden kann, kann der Parameter anstelle von SA-CA10 verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Modifikation gleichermaßen auf die sechste bis achte Ausführungsform, die später beschrieben werden, angewendet werden kann.
Sechste Ausführungsform
Als Nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 27 bis 28 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der sechsten Ausführungsform]
In der vorstehenden fünften Ausführungsform wird, falls bestimmt wird, dass der Abstand DT sich als Ergebnis des Durchführens eines ersten Verbrennungshubeinspritzvorgangs zu sehr verringert, die Einspritzmenge des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs reduziert. In der vorliegenden Ausführungsform wird, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, die Einspritzmenge des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nicht reduziert, und stattdessen wird der Startzeitpunkt des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt.
Die 27 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 27 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 27 wird das Steuern veranschaulicht, welches das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Des Weiteren ist auch das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung), das in der 27 veranschaulicht wird, das gleiche, wie das Steuern der Entladung, das in Bezug auf die 7 beschrieben wird. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 27 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₆ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₆ durchgeführt. Der Kurbelwinkel d₆ stimmt mit dem Kurbelwinkel d₁ überein, und der Einspritzzeitraum D₆ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum D₁ ist. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₆ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₆ durchgeführt. Obwohl der Einspritzzeitraum C₆ auf einen Zeitraum eingestellt wird, der gleich dem Einspritzzeitraum C₁ ist, wird der Kurbelwinkel c₆ in Bezug auf den Kurbelwinkel c₁ weiter auf die Spätverstellungsseite eingestellt. Folglich wächst ein Intervall zwischen dem Kurbelwinkel c₆ und dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₆ (10° + α) auf ein Intervall, dass größer als ein Zeitraum ist, der zum Aufladen des Einspritzventils 30 erforderlich ist (als ein Beispiel: 10°).
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 27 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₆ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₆ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a_b und b₆ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₆ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₆ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzzeiträume A₆ und B₆ auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) ist.
Falls der Startzeitpunkt des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt wird, dauert es eine Zeit, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen eines Kraftstoffstrahls wächst, der vom ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl weiter verbrennt, der vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, und als Ergebnis verlangsamt sich die Anfangsverbrennungsrate. Somit kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann stabilisiert werden.
[Spezifische Verarbeitung in der sechsten Ausführungsform]
Die 28 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die die ECU 40 in der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 28 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 28 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S108 und S114 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 26 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S114 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S118 weitergeführt.
Im Schritt S118 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs zum Spätverstellen des Startzeitpunkts des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs ausgeführt. Im vorliegenden Schritt S118 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₆ und B₆) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₆ und b₆) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₆) und der Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₆) für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich wird die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₆) für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Des Weiteren wird der Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₆) auf die Spätverstellungsseite eingestellt.
Gemäß der sechsten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, kann die folgende vorteilhafte Wirkung erreicht werden. Das heißt, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann durch Spätverstellen des Startzeitpunkts des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs stabilisiert werden.
Siebte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 29 bis 30 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der siebten Ausführungsform]
In der vorstehenden fünften Ausführungsform wird, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, die Einspritzmenge für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang reduziert. Des Weiteren wird in der vorstehenden sechsten Ausführungsform, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, der Startzeitpunkt des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Einspritzmenge oder der Startzeitpunkt des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nicht geändert, und stattdessen wird der Startzeitpunkt der Entladung nach früh verstellt.
Die 29 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 29 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 29 wird das Steuern veranschaulicht, welches das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 29 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₇ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₇ durchgeführt. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₇ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₇ durchgeführt. Die Kurbelwinkel c₇ und d₇ stimmen mit den Kurbelwinkeln c₁ und d₁ überein. Des Weiteren werden die Einspritzzeiträume C₇ und D₇ auf Zeiträume eingestellt, die gleich den Einspritzzeiträumen C₁ und D₁ sind. Zusätzlich wird ein im unteren Abschnitt in der 29 gezeigter Entladungszeitraum wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich den jeweiligen Entladungszeiträumen ist, die im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 29 gezeigt werden. Allerdings wird der Startzeitpunkt der Entladung, der im unteren Abschnitt in der 29 veranschaulicht wird, in Bezug auf den Startzeitpunkt der Entladungen, die im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 29 veranschaulicht werden, weiter auf die Frühverstellungsseite eingestellt.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 29 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₇ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₇ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₇ und b₇ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₇ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₇ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzzeiträume A₇ und B₇ auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) ist.
Wenn der Startzeitpunkt der Entladung nach früh verstellt wird, obwohl eine Anfangsflamme, die aus einem Entladungsfunken und einem Luft-Kraftstoff-Gemisch entsteht, das einen Kraftstoffstrahl enthält, der vom Einlasshubeinspritzvorgang erzeugt wird, einen Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, und in einer frühen Stufe wächst, dauert es eine Zeit, bis die Anfangsflamme weiter einen Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, und als ein Ergebnis verlangsamt sich die Anfangsverbrennungsrate. Somit kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann stabilisiert werden.
[Spezifische Verarbeitung in der siebten Ausführungsform]
Die 30 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, welche die ECU 40 in der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 30 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 30 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S108 und S114 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 26 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S114 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S120 weitergeführt.
Im Schritt S120 werden Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs und Steuern der Entladung für das Frühverstellen des Startzeitpunkts der Entladung ausgeführt. Im vorliegenden Schritt S120 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₇ und B₇) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₇ und b₇) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₇) und der Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₇) für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich wird die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₇) für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Des Weiteren wird der Startzeitpunkt der Entladung auf die Frühverstellungsseite eingestellt.
Gemäß der siebten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, kann die folgende vorteilhafte Wirkung erreicht werden. Das heißt, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann durch Frühverstellen des Startzeitpunkts der Entladung stabilisiert werden.
Achte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 31 bis 32 beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf der Voraussetzung basiert, die in der 1 veranschaulichte Systemausgestaltung einzusetzen, und somit wird hier eine Beschreibung der Systemausgestaltung weggelassen.
[Merkmale des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens in der achten Ausführungsform]
In der vorstehenden sechsten Ausführungsform wird, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, der Startzeitpunkt des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird zusätzlich zum Spätverstellen des Startzeitpunkts des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs auch der Startzeitpunkt der Entladung nach spät verstellt.
Die 31 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Übersicht über das Steuern des Katalysatorwarmlaufens der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich wie in der 7 werden in der 31 die Startzeitpunkte von Einspritzvorgängen, die Einspritzzeiträume und die Entladungszeiträume am Elektrodenabschnitt 34 während des Steuerns des Katalysatorwarmlaufens veranschaulicht. Im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 31 wird das Steuern veranschaulicht, welches das gleiche wie das im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 7 veranschaulichte Steuern ist. Des Weiteren ist auch das Steuern der Entladung (Startzeitpunkt und Zeitraum der Entladung), das in der 31 veranschaulicht wird, das gleiche, wie das Steuern der Entladung, das in Bezug auf die 7 beschrieben wird. Daher wird eine Beschreibung dieser Steuervorgänge hier weggelassen.
Im unteren Abschnitt in der 31 wird das Steuern für den Fall veranschaulicht, dass bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert. In diesem Fall wird der erste Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel d₈ gestartet und über einen Einspritzzeitraum D₈ durchgeführt. Der Kurbelwinkel d₈ stimmt mit dem Kurbelwinkel d₁ überein, und der Einspritzzeitraum D₈ wird auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum D₁ ist. Des Weiteren wird der zweite Verbrennungshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel c₈ gestartet und über einen Einspritzzeitraum C₈ durchgeführt. Obwohl der Einspritzzeitraum C₈ auf einen Zeitraum eingestellt wird, der gleich dem Einspritzzeitraum C₁ ist, wird der Kurbelwinkel c₈ in Bezug auf den Kurbelwinkel c₁ weiter auf die Spätverstellungsseite eingestellt. Folglich wächst ein Intervall zwischen dem Kurbelwinkel c₈ und dem Abschlusszeitpunkt des Einspritzzeitraums D₈ (10° + α) auf ein Intervall, dass größer als ein Zeitraum ist, der zum Aufladen des Einspritzventils 30 erforderlich ist (als ein Beispiel: 10°). Des Weiteren wird der Startzeitpunkt der Entladung, der im unteren Abschnitt in der 31 veranschaulicht wird, in Bezug auf den Startzeitpunkt der Entladungen, die im oberen Abschnitt und im mittleren Abschnitt in der 31 veranschaulicht werden, weiter auf die Spätverstellungsseite eingestellt.
Des Weiteren wird im unteren Abschnitt in der 31 ein erster Einlasshubeinspritzvorgang bei einem Kurbelwinkel a₈ gestartet, und ein zweiter Einlasshubeinspritzvorgang wird bei einem Kurbelwinkel b₈ gestartet. In diesem Fall stimmen die Kurbelwinkel a₈ und b₈ mit den Kurbelwinkeln a₁ und b₁ überein. Des Weiteren werden ein erster Einspritzzeitraum A₈ und ein zweiter Einspritzzeitraum B₈ der Einlasshubeinspritzvorgänge auf gleiche Zeiträume eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzzeiträume A₈ und B₈ auf einen Zeitraum eingestellt, der gleich dem Einspritzzeitraum A₁ (= B₁) ist.
Zustände im Zylinder, wenn die Startzeitpunkte von zwei Einspritzvorgängen und der Startzeitpunkt einer Entladung im Verbrennungshub nach spät verstellt werden, können beschrieben werden, indem „vor der Frühverstellung” in der oberen grafischen Darstellung in der 23 durch „nach der Spätverstellung” ersetzt wird und „nach der Frühverstellung” in der unteren grafischen Darstellung in der 23 durch „vor der Spätverstellung” ersetzt wird. Das heißt, wenn die Startzeitpunkte von zwei Einspritzvorgängen und der Startzeitpunkt einer Entladung im Verbrennungshub nach spät verstellt werden (obere grafische Darstellung in der 23), verläuft der Kraftstoffstrahl (ii) in seiner Einspritzrichtung und wird im Vergleich zu dem Fall schmaler, dass die oben erwähnten Startzeitpunkte nicht nach spät verstellt werden (untere grafische Darstellung in der 23). Der Grund liegt darin, dass, wenn die Startzeitpunkte der beiden Einspritzvorgänge und der Startzeitpunkt der Entladung nach spät verstellt werden, der Druck im Zylinder im Vergleich zu dem Fall sinkt, dass die oben erwähnten Startzeitpunkte nicht nach spät verstellt werden, und es wird für den Kraftstoffstrahl (ii) einfach, sich in der Einspritzrichtung zu verteilen. Falls der Kraftstoffstrahl (ii) schmal wird, vergrößert sich ein Abstand zwischen dem Kraftstoffstrahl (ii) und der Zündkerze 32 (dem Elektrodenabschnitt 34). Folglich dauert es eine Zeit, bis eine Anfangsflamme, die durch Verbrennen des Kraftstoffstrahls (i) wächst, den Kraftstoffstrahl (ii) weiter verbrennt, und im Ergebnis verlangsamt sich die Anfangsverbrennungsrate. Somit kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann stabilisiert werden.
[Spezifische Verarbeitung in der achten Ausführungsform]
32 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung veranschaulicht, die die ECU 40 in der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführt. Es sei angemerkt, dass die in der 32 gezeigte Routine während eines Zeitraums, in dem der Katalysatorwarmlaufmodus ausgewählt ist, wiederholt ausgeführt wird.
In der in der 32 veranschaulichten Routine wird die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S108 und S114 ausgeführt. Die Verarbeitung in diesen Schritten ist die gleiche, wie die Verarbeitung, die bereits in Bezug auf die 26 beschrieben wird. Falls allerdings in der vorliegenden Routine im Schritt S114 bestimmt wird, dass der Ist-SA-CA10 um den vorbestimmten Kurbelwinkelzeitraum oder mehr kürzer als der SA-CA10 zu einer normalen Zeit ist (wenn das Ergebnis „Ja” ist), wird die Verarbeitung mit dem Schritt S122 weitergeführt.
Im Schritt S122 wird das Steuern des Kraftstoffeinspritzvorgangs zum Spätverstellen des Startzeitpunkts des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs ausgeführt, und das Steuern der Entladung zum Spätverstellen des Startzeitpunkts der Entladung wird ausgeführt. Im vorliegenden Schritt S122 werden insbesondere die Einspritzmengen (Einspritzzeiträume A₈ und B₈) und die Einspritzzeitpunkte (Kurbelwinkel a₈ und b₈) für die Einlasshubeinspritzvorgänge eingestellt. Des Weiteren werden die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum D₈) und der Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel d₈) für den ersten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Zusätzlich wird die Einspritzmenge (Einspritzzeitraum C₈) für den zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgang eingestellt. Des Weiteren wird der Einspritzzeitpunkt (Kurbelwinkel c₈) auf die Spätverstellungsseite eingestellt. Des Weiteren wird der Startzeitpunkt für die Entladung auf die Spätverstellungsseite eingestellt.
Gemäß der achten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wird, kann die folgende vorteilhafte Wirkung erreicht werden. Das heißt, falls bestimmt wird, dass sich der Abstand DT zu sehr verringert, kann die Anfangsverbrennungsrate innerhalb eines angemessenen Bereichs beschränkt werden, und ein Übergang von der Anfangsverbrennung zur Hauptverbrennung kann durch Spätverstellen des Startzeitpunkts des zweiten Verbrennungshubeinspritzvorgangs und des Startzeitpunkts der Entladung stabilisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016-133422 [0001]
JP 2006-052687 A [0003, 0005, 0007]
JP 2015-094339 A [0084]
JP 2015-098799 A [0084]

Claims

Steuereinrichtung (40) zum Steuern einer Brennkraftmaschine (10), wobei die Brennkraftmaschine (10) Folgendes umfasst: ein Einspritzventil (30), das in einem oberen Abschnitt eines Brennraums (20) bereitgestellt wird und das dazu ausgelegt ist, Kraftstoff direkt in einen Zylinder einzuspritzen; eine Zündkerze (32), die dazu ausgelegt ist, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Innern eines Zylinders unter Verwendung eines Entladungsfunkens zu entzünden, der an einem Elektrodenabschnitt erzeugt wird, und die an einer Position bereitgestellt wird, die ein oberer Abschnitt des Brennraums (20) ist und sich auf einer stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf das Einspritzventil (30) in einer Strömungsrichtung einer Tumble-Strömung befindet, die im Inneren des Brennraums (20) gebildet wird, und die so bereitgestellt wird, dass sich eine Position des Elektrodenabschnitts über einer Konturfläche eines Kraftstoffstrahls befindet, der aus dem Einspritzventil (30) zur Zündkerze (32) eingespritzt wird; und ein Abgasreinigungskatalysator, der dazu ausgelegt ist, Abgas aus dem Brennraum (20) zu reinigen; wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, wenigstens den Kraftstoffeinspritzvorgang durch das Einspritzventil (30) und einen Entladungsvorgang durch die Zündkerze (32) am Elektrodenabschnitt zu steuern, wobei die Steuereinheit (40) des Weiteren zu Folgendem ausgelegt ist: das Einspritzventil (30) zu steuern, damit es einen Einlasshubeinspritzvorgang und einen Verbrennungshubeinspritzvorgang durchführt, die den Abgasreinigungskatalysator aktivieren, und ebenfalls die Zündkerze (32) zu steuern, damit sie einen Entladungsfunken am Elektrodenabschnitt über einen vorbestimmten Zeitraum erzeugt, wobei der vorbestimmte Zeitraum auf einer Spätverstellungsseite eines oberen Verdichtungstotpunkts liegt und einen Zeitraum umfasst, in dem der Verbrennungshubeinspritzvorgang durchgeführt wird; und das Einspritzventil (30) zu steuern, damit es, zusätzlich zum Einlasshubeinspritzvorgang und zum Verbrennungshubeinspritzvorgang, einen zusätzlichen Einspritzvorgang zu einem Zeitpunkt durchführt, der in Bezug auf einen oberen Verdichtungstotpunkt auf einer Spätverstellungsseite und in Bezug auf den Zeitpunkt des Auftretens des Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt auf einer Frühverstellungsseite liegt, wenn bestimmt wird, dass eine Wachstumsrate einer Anfangsflamme, die aus einem Entladungsfunken entsteht und deren Wachstum bewirkt wird, während sie einen Kraftstoffstrahl verbrennt, der vom Verbrennungshubeinspritzvorgang erzeugt wird, im vorbestimmten Zeitraum kleiner als ein erster Bestimmungswert ist.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (40) des Weiteren dazu ausgelegt ist, das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass eine Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs kleiner als eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs ist.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (40) des Weiteren dazu ausgelegt ist, das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es, wenn bestimmt wird, dass die Wachstumsrate kleiner als der erste Bestimmungswert ist, eine Einspritzmenge des zusätzlichen Einspritzvorgangs zunehmend vergrößert, so wie sich eine Differenz zwischen der Wachstumsrate und dem ersten Bestimmungswert vergrößert.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (40) des Weiteren dazu ausgelegt ist, das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es, wenn bestimmt wird, dass die Wachstumsrate immer noch kleiner als der erste Bestimmungswert ist, obwohl das Einspritzventil (30) so gesteuert wird, dass es den zusätzlichen Einspritzvorgang durchführt, eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs vergrößert, oder das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach früh verstellt, und die Zündkerze (32) ebenfalls so zu steuern, dass sie den Zeitpunkt des Auftretens des Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt nach früh verstellt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (40) des Weiteren dazu ausgelegt ist, das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es, wenn bestimmt wird, dass als ein Ergebnis des Steuerns des Einspritzventils (30), so dass es den zusätzlichen Einspritzvorgang durchführt, die Wachstumsrate einen zweiten Bestimmungswert überschreitet, der größer als der erste Bestimmungswert ist, eine Einspritzmenge des Verbrennungshubeinspritzvorgangs verringert, oder das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt, die Zündkerze (32) so zu steuern, dass sie den Startzeitpunkt des vorbestimmten Zeitraums nach früh verstellt, oder das Einspritzventil (30) so zu steuern, dass es einen Einspritzzeitpunkt des Verbrennungshubeinspritzvorgangs nach spät verstellt, und auch die Zündkerze (32) so zu steuern, dass sie den Zeitpunkt des Auftretens des Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt nach spät verstellt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung (40) des Weiteren dazu ausgelegt ist, eine Bestimmung in Bezug auf die Wachstumsrate auf Basis eines Kurbelwinkelzeitraums durchführen, bis ein verbrannter Massenanteil nach dem Auftreten eines Entladungsfunkens am Elektrodenabschnitt von 0% zu 10% wird.