DE102018003656A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors und Computerprogrammprodukt - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors und Computerprogrammprodukt Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors zum Durchführen einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Bewirken einer Mehrzahl von Verbrennungen in einem Zylinder in einem Verbrennungszyklus, das umfasst: Erfassen einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders, Durchführen, beim Verdichtungstakt, der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei im Wesentlichen gleichmäßigen Einspritzintervallen, während die Einspritzintervalle in dem Maße erhöht wird, wie die Sauerstoffkonzentration abnimmt, und Durchführen, nach der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, einer weiteren Kraftstoffeinspritzung mit einer größeren Einspritzmenge als bei der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, nahe einem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors, der eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen durchführt, um eine Mehrzahl von Verbrennungen in einem Zylinder in einem Verbrennungszyklus zu bewirken. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Herkömmlicherweise wurden verschiedene Studien durchgeführt, um ein Geräusch eines Dieselmotors zu reduzieren (insbesondere ein Geräusch, das durch Motorklopfen verursacht wird, im Folgenden einfach als „Klopfgeräusch“ bezeichnet). Zum Beispiel offenbart die JP 2012 - 036 798 A eine Technik zum Berechnen, als einen Sollwert einer Zeitdifferenz, die zwischen Verbrennungsdruckwellen auftritt, die durch eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen erzeugt werden, einer Zeitdifferenz, mit der ein Druckpegel in einem Hochfrequenzbereich durch Interferenz zwischen den Verbrennungsdruckwellen gesenkt werden kann, und zum Steuern bzw. Regeln eines Zeitintervalls der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen basierend auf diesem Sollwert. Diese Technik zielt darauf ab, das Klopfgeräusch zu reduzieren, indem das Zeitintervall der Kraftstoffeinspritzungen dahingehend gesteuert bzw. geregelt wird, eine Frequenzkomponente des Drucks innerhalb eines Zylinders (Zylinderinnendruck) auf einen spezifischen Frequenzbereich (etwa 2,8 bis etwa 3,5 kHz) abzusenken. Es ist anzumerken, dass eine „Verbrennungsdruckwelle“ eine Druckwelle ist, die durch einen Zylinderinnendruck erzeugt wird, der auf Grund einer Verbrennung in einem Motor stark ansteigt, und einer zeitdifferenzierten Wellenform des Zylinderinnendrucks entspricht.
  • In der Zwischenzeit weist das Klopfgeräusch, das in dem Motor auftritt, eine Übertragungscharakteristik eines Struktursystems des Motors auf, insbesondere eine Charakteristik, die einer Resonanzfrequenz des Struktursystems des Motors entspricht. Insbesondere neigt das Klopfgeräusch dazu, in einem Frequenzbereich lauter zu werden, der die Resonanzfrequenz des Struktursystems des Motors enthält (ein Frequenzbereich mit einer bestimmten Bandbreite, der durch eine Kombination von Resonanzen zwischen Komponenten gebildet wird, die auf einem Hauptübertragungsweg des Motors bereitgestellt sind, nachfolgend als „Resonanzfrequenzbereich“ bezeichnet). Obwohl ein Struktursystem eines Motors im Allgemeinen eine Mehrzahl von Resonanzfrequenzbereichen aufweist, ist die Technik der JP 2012 - 036 798 A nur in der Lage, das Klopfgeräusch in einem spezifischen Frequenzbereich von etwa 2,8 bis etwa 3,5 kHz zu reduzieren, und kann die jeweiligen Klopfgeräusche angemessen reduzieren, die der Mehrzahl von Resonanzfrequenzbereichen entsprechen.
  • Dabei ist das Klopfgeräusch eine Charakteristik, die zusätzlich zu der Resonanz, die in dem Struktursystem des oben beschriebenen Motors auftritt, einem Zylinderinnendruckpegel entspricht, der zu einer Verbrennungsanregungskraft äquivalent ist (im Allgemeinen als „CPL“ oder „Zylinderdruckpegel“ bezeichnet, und gibt eine Hochfrequenzenergie an, die durch Fourier-Transformation einer Zylinderinnendruckwellenform mit einem Verbrennungsanregungskraftindex erhalten wird). Dieses CPL hängt von einer Wärmeerzeugungsrate ab, die einen Verbrennungsmodus in dem Zylinder angibt, wobei sich eine Wellenform dieser Wärmeerzeugungsrate unter einem Einfluss von Umgebungsbedingungen, wie etwa Temperatur und Druck ändert, und das Klopfgeräusch erhält einen Einfluss von dem Modus einer solchen Wellenform der Wärmeerzeugungsrate. Um das Klopfgeräusch in geeigneter Weise zu reduzieren, ist es daher wünschenswert, das Zeitintervall der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen basierend auf einem Zeitpunkt festzulegen, an dem die Wärmeerzeugungsrate, die den Einfluss der Umgebungsbedingungen widerspiegelt, den höchsten Wert (Spitze) erreicht.
  • Im Hinblick auf diesen Punkt offenbart beispielsweise die JP 2016 - 217 215 A eine Technik zum Reduzieren eines Klopfgeräusches, das einer Resonanzfrequenz eines Struktursystems eines Motors entspricht. In dieser Technik wird ein Zeitintervall einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen so gesteuert bzw. geregelt, dass Talabschnitte einer Wellenform, die eine Frequenzcharakteristik einer Verbrennungsdruckwelle angibt, die durch eine Mehrzahl von Verbrennungen erzeugt wird, in die jeweilige Mehrzahl von Resonanzfrequenzbereichen des Struktursystems des Motors fallen. Somit werden die Klopfgeräusche entsprechend den jeweiligen Resonanzfrequenzbereichen reduziert.
  • Im Folgenden wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung, die durchgeführt wird, um das Klopfgeräusch zu reduzieren, das der spezifischen Frequenz des Motors (typischerweise der Resonanzfrequenz des strukturellen Systems) entspricht, wie in JP 2016 - 217 215 A beschrieben, in geeigneter Weise als „Frequenzsteuerung bzw. -regelung“ bezeichnet.
  • Da in einem Niedriglastbereich des Dieselmotors der Verbrennungsgeräuschpegel höher wird als mechanische Geräusche, Fahrgeräusche, Ansaug- und Abgasgeräusche etc., wird das Klopfgeräusch stärker wahrnehmbar. Obwohl Einzelheiten später beschrieben werden, wurde gemäß Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, festgestellt, dass das Durchführen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen vor einer Haupteinspritzung, um kontinuierliche Verbrennungen in dem Zylinder zu bewirken, zu einer Verringerung des Verbrennungsgeräuschpegels führt. Wenn sich jedoch eine Zündumgebung auf Grund einer Abnahme der Sauerstoffkonzentration etc. verschlechtert, wird es schwierig, solche kontinuierlichen Verbrennungen durchzuführen, und infolgedessen kann das Klopfgeräusch nicht angemessen reduziert werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf das Lösen der oben beschriebenen Probleme der herkömmlichen Technik gemacht und zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors bereitzustellen, die ein Klopfgeräusch angemessen reduzieren, selbst wenn sich eine Zündumgebung verschlechtert.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors zum Durchführen einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Bewirken einer Mehrzahl von Verbrennungen in einem Zylinder in einem Verbrennungszyklus bereitgestellt, das umfasst: Erfassen einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders, Durchführen, beim Verdichtungstakt, der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei im Wesentlichen konstanten Einspritzintervallen, während die Einspritzintervalle erhöht werden, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt, und Durchführen, nach der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, einer weiteren Kraftstoffeinspritzung mit einer größeren Einspritzmenge als bei der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, nahe einem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts.
  • Gemäß der Konfiguration werden, wenn die Kraftstoffeinspritzungen mit einer Mehrzahl von Vorstufeneinspritzungen und einer Haupteinspritzung (einer weiteren Kraftstoffeinspritzung) durchgeführt werden, die Mehrzahl von Vorstufeneinspritzungen mit den im Wesentlichen konstanten Einspritzintervallen durchgeführt, während jede Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt. Selbst wenn sich eine Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration verschlechtert, wird eine Strömung (z.B. eine Drallströmung) in dem Zylinder effektiv genutzt, um die Oxidationsreaktion des Kraftstoffs in dem Zylinder zu stimulieren. Daher wird eine kontinuierliche Wärmeerzeugung zuverlässig vor der Haupteinspritzung bewirkt. Im Ergebnis wird eine Zylinderinnenwärmemenge und somit ein Zylinderinnendruck zu Beginn einer Hauptverbrennung erhöht, um die Steigung des Zylinderinnendrucks auf den höchsten Zylinderinnendruck, die durch die Hauptverbrennung verursacht wird, weniger steil zu machen, und eine Hochfrequenzkomponente eines Klopfgeräuschs wird in geeigneter Weise reduziert. Daher wird gemäß dieser Konfiguration das Klopfgeräusch geeignet verringert, selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration verschlechtert.
  • Ferner können Kurbelwinkel, die den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen entsprechen, schrittweise reduziert werden.
  • Gemäß dieser Konfiguration werden die mehreren Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt, und somit wird eine kontinuierliche Wärmeerzeugung effektiver durch die Vorstufeneinspritzungen zu der Haupteinspritzung hin bewirkt.
  • Ferner kann das Verfahren ferner das Erhöhen der Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen umfassen, wenn eine Drehzahl des Dieselmotors ansteigt.
  • Gemäß dieser Konfiguration werden, selbst wenn die Zeitdauer des Verbrennungstakts (Verbrennungszyklus) gemäß der Motordrehzahl geändert wird, die Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt.
  • Ferner können Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen im Wesentlichen konstant sein, ungeachtet einer Änderung einer Last des Dieselmotors.
  • Gemäß dieser Konfiguration ändert sich, wenn die Motorlast geändert wird, anders als in dem Fall, in dem die Motordrehzahl geändert wird, die Zeitdauer entsprechend dem Verbrennungstakt nicht, und daher kann das durch den Kurbelwinkel definierte Einspritzintervall im Wesentlichen konstant sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. -regelvorrichtung für einen Dieselmotor zum Durchführen einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Bewirken einer Mehrzahl von Verbrennungen in einem Zylinder in einem Verbrennungszyklus bereitgestellt, die eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die konfiguriert ist, Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen, und einen Controller bzw. Regler enthält, der konfiguriert ist, eine Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders zu erfassen, wobei der Controller die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuert bzw. regelt, beim Verdichtungstakt die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei im Wesentlichen gleichmäßigen Einspritzintervallen durchzuführen, während die Einspritzintervalle erhöht werden, wenn eine Sauerstoffkonzentration abnimmt, und nach der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen eine weitere Kraftstoffeinspritzung mit einer größeren Einspritzmenge als bei der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen nahe einem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts durchzuführen.
  • Auch bei dieser Konfiguration werden kontinuierliche Verbrennungen zuverlässig in dem Zylinder vor der Haupteinspritzung durch die Vorstufeneinspritzungen mit den verlängerten Einspritzintervallen erzeugt, selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration verschlechtert. Daher wird die Zylinderinnenwärmemenge und somit der Zylinderinnendruck zu Beginn der Hauptverbrennung erhöht, um die Steigung des Zylinderinnendrucks auf den höchsten Zylinderinnendruck, die durch die Hauptverbrennung verursacht wird, weniger steil zu machen, und selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration verschlechtert, wird das Klopfgeräusch geeignet verringert.
  • Ferner kann der Controller die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuern bzw. regeln, die Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen schrittweise zu verringern.
  • Gemäß dieser Konfiguration werden die mehreren Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt, und somit wird eine kontinuierliche Wärmeerzeugung effektiver durch die Vorstufeneinspritzungen zu der Haupteinspritzung hin bewirkt.
  • Ferner kann der Controller die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuern bzw. regeln, Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zu erhöhen, wenn eine Drehzahl des Dieselmotors zunimmt.
  • Gemäß dieser Konfiguration werden, selbst wenn die Zeitdauer des Verbrennungstakts gemäß der Motordrehzahl geändert wird, die Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt.
  • Ferner kann der Controller die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuern bzw. regeln, Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen unabhängig von einer Änderung einer Last des Dieselmotors im Wesentlichen konstant festzulegen.
  • Gemäß dieser Konfiguration ändert sich, wenn die Motorlast geändert wird, anders als in dem Fall, in dem die Motordrehzahl geändert wird, die Zeitdauer entsprechend dem Verbrennungstakt nicht, und daher kann das durch den Kurbelwinkel definierte Einspritzintervall im Wesentlichen konstant sein.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit computerlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte eines der oben genannten Verfahren ausführen können.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtstruktur eines Dieselmotorsystems zeigt, auf das eine Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. - regelvorrichtung eines Dieselmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt wird.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuer- bzw. Regelsystem des Dieselmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 3 ist ein Zeitdiagramm, das ein repräsentatives Kraftstoffeinspritzmuster zeigt, das in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt wird.
    • 4A und 4B sind Diagramme, die eine Wärmeerzeugungsrate und einen CPL (Zylinderdruckpegel) in zwei Fahrszenen zeigen, wo eine Differenz zwischen Klopfgeräuschen, die in tatsächlichen Fahrszenen erhalten werden, groß ist.
    • 5A und 5B zeigen ein Simulationsergebnis, wenn eine Verbrennung innerhalb eines Motorvolllastbereichs innerhalb eines Motorteillastbereichs reproduziert wird.
    • 6A und 6B zeigen ein Simulationsergebnis, wenn eine Verbrennungswellenform, bei der die Verbrennung innerhalb des Motorvolllastbereichs innerhalb des Motorteillastbereichs reproduziert wird, mit einer Verbrennungswellenform verglichen wird, die eine geringste Steigung der Wärmeerzeugung aufweist.
    • 7A und 7B zeigen ein Simulationsergebnis einer abgeleiteten idealen Verbrennungswellenform.
    • 8A und 8B sind Diagramme, die eine Beziehung zwischen einer Motorlast und einer Zündverzögerungszeit zeigen.
    • 9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel von Kraftstoffeinspritzmustern innerhalb des Motorteillastbereichs und des Motorvolllastbereichs zeigt.
    • 10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzmusters zeigt, bei dem die Anzahl der Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist.
    • 11A und 11B sind konzeptionelle Ansichten, die eine Verbrennung zeigen, wenn die Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist.
    • 12A und 12B sind Diagramme, die eine Zündverzögerungszeit zeigen, wenn die Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist.
    • 13 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzmusters zeigt, das innerhalb des Motorteillastbereichs angewandt wird.
    • 14 ist ein Diagramm, das eine Verbrennungswellenform zeigt, wenn ein siebenstufiges Referenzeinspritzmuster angewandt wird.
    • 15A und 15B sind Diagramme, die einen CPL und eine Rauchmenge zeigen, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird.
    • 16A und 16B sind Diagramme, die Verbrennungswellenformen zeigen, wenn ein erstes und ein zweites verbessertes siebenstufiges Einspritzmuster angewandt werden.
    • 17A und 17B sind Diagramme, die einen CPL und eine Rauchmenge zweigen, wenn das erste und das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden.
    • 18A und 18B sind Ansichten, die ein Empfindlichkeitseinstellverfahren für mehrstufige Einspritzungen zeigen, das implementiert ist, um Mechanismen des CPL und der Rauchmenge aufzudecken.
    • 19A und 19B sind Diagramme, die ein Empfindlichkeitsuntersuchungsergebnis von jeder der mehrstufigen Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs zeigen.
    • 20 ist ein Diagramm, das eine Verbrennungswellenform in einem Kraftstoffeinspritzmuster zeigt, das durch Kalibrierung basierend auf den Mechanismen des CPL und der Rauchmenge erhalten wird.
    • 21A bis 21F sind Diagramme, die verschiedene Ergebnisse zeigen, wenn ein verbessertes sechsstufiges Einspritzmuster innerhalb des Motorteillastbereichs angewandt wird.
    • 22 ist ein Diagramm, das eine Steuerung bzw. Regelung zeigt, die von einem PCM in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird.
    • 23 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl und jedem Einspritzintervall zeigt, das durch einen Kurbelwinkel definiert ist.
    • 24 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Motorlast und jedem Einspritzintervall zeigt, das durch einen Kurbelwinkel definiert ist.
    • 25 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Sauerstoffkonzentration innerhalb eines Zylinders und einem Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten zeigt.
    • 26 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
  • Im Folgenden werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • <Vorrichtungsstruktur>
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Gesamtstruktur eines Dieselmotorsystems darstellt, auf das eine Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. - regelvorrichtung eines Dieselmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt wird.
  • Der in 1 dargestellte Dieselmotor ist ein Viertakt-Dieselmotor, der an einem Fahrzeug als eine Antriebsquelle zum Fahren montiert ist. Zum Beispiel enthält der Dieselmotor einen Motorkörper 1 mit einer Mehrzahl von Zylindern 2 und angetrieben durch Aufnehmen eines hauptsächlich Dieselkraftstoff enthaltenden Kraftstoffs, einen Einlasstrakt 30, der zu verbrennende Luft in den Motorkörper 1 einleitet, einen Auslasstrakt 40, der in dem Motorkörper 1 erzeugtes Abgas ausstößt, eine Abgasrückführungs(AGR)-Vorrichtung 50, die einen Teil des durch den Auslasstrakt 40 strömenden Abgases zu dem Einlasstrakt 30 zurückführt, und einen Turbolader 60, der durch das Abgas angetrieben wird, das durch den Auslasstrakt 40 strömt. Die vier Zyklen des Dieselmotors sind der Einlasstakt, der Verdichtungstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt.
  • In dem Einlasstrakt 30 sind ein Luftreiniger 31, Verdichter 61a und 62a des Turboladers 60, ein Drosselventil 36, ein Ladeluftkühler 35 und ein Ausdehnungsbehälter 37 in der Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite aus bereitgestellt. Unabhängige Trakte, die einzeln mit den Zylindern 2 kommunizieren, sind stromabwärts des Ausdehnungsbehälters 37 gebildet, und Gas innerhalb des Ausdehnungsbehälters 37 wird durch diese unabhängigen Trakte auf die Zylinder 2 verteilt.
  • In dem Auslasstrakt 40 sind Turbinen 62b und 61b des Turboladers 60 und ein Abgasemissionssteuer- bzw. -regelsystem 41 in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite aus bereitgestellt.
  • Der Turbolader 60 ist als ein zweistufiges Turboladersystem strukturiert, das effizient eine hohe Turboladekraft über den gesamten Bereich von einem niedrigen Motordrehzahlbereich, in dem die Abgasenergie niedrig ist, bis zu einem hohen Motordrehzahlbereich erhält. Das heißt, der Turbolader 60 enthält einen größeren Turbolader 61, der eine große Luftmenge innerhalb des hohen Motordrehzahlbereichs turbolädt, und einen kleineren Turbolader 62, der selbst bei einer niedrigen Abgasenergie effizient turbolädt. Der Turbolader 60 schaltet die Turboladung zwischen dem größeren Turbolader 61 und dem kleineren Turbolader 62 dazwischen gemäß einem Betriebszustand des Motors (Motordrehzahl und -last) um. Die Turbinen 61b und 62b des Turboladers 60 drehen sich durch Aufnehmen der Energie des Abgases, das durch den Auslasstrakt 40 strömt, und die Verdichter 61a und 62a drehen sich in Verbindung damit. Somit wird die durch den Einlasstrakt 30 strömende Luft komprimiert (turbogeladen).
  • Der Ladeluftkühler 35 kühlt die von den Verdichtern 61a und 62a verdichtete Luft.
  • Das Drosselventil 36 öffnet und schließt den Einlasstrakt 30. Man beachte, dass in dieser Ausführungsform das Drosselventil 36 bei Betriebs des Motors im Wesentlichen vollständig geöffnet ist oder bei einer hohen Öffnung nahe an vollständig geöffnet ist und im Wesentlichen nur geschlossen ist, wenn der Motor gestoppt ist, um den Einlasstrakt 30 abzusperren.
  • Das Abgasemissionssteuer- bzw. -regelsystem 41 reinigt gefährliche Komponenten innerhalb des Abgases. In dieser Ausführungsform enthält das Abgasemissionssteuer- bzw. -regelsystem 41 einen Oxidationskatalysator 41a, der CO und HC innerhalb des Abgases oxidiert, und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 41b, der Ruß innerhalb des Abgases sammelt.
  • Die AGR-Vorrichtung 50 rezirkuliert das Abgas zur Einlassseite. Die AGR-Vorrichtung 50 enthält einen AGR-Trakt 50a, der einen Teil des Auslasstrakts 40 stromaufwärts der Turbine 62 mit einem Teil des Einlasstrakts 30 stromabwärts des Ladeluftkühlers 35 verbindet, und ein AGR-Ventil 50b, das den AGR-Trakt 50a öffnet und schließt. Die AGR-Vorrichtung 50 rezirkuliert Abgas mit relativ hohem Druck (Hochdruck-AGR-Gas), das in den Auslasstrakt 40 abgegeben wird, zu der Einlassseite.
  • Der Motorkörper 1 enthält einen Zylinderblock 3, der darin ausgebildet ist, wobei sich die Zylinder 2 vertikal erstrecken, Kolben 4, die in den Zylindern aufgenommen sind, um hin- und herbewegbar (vertikal bewegbar) zu sein, einen Zylinderkopf 5, der Endflächen bzw. -oberflächen (obere Flächen bzw. Oberflächen) des Zylinders von einer Kronenflächen- bzw. -oberflächenseite der Kolben 4 abdeckt, und eine Ölwanne 6, die unter dem Zylinderblock 3 angeordnet ist, um Schmieröl zu speichern.
  • Jeder Kolben 4 ist über eine Verbindungsstange 8 mit einer Kurbelwelle 7 gekoppelt, die eine Ausgangswelle des Motorkörpers 1 ist. Darüber hinaus ist eine Brennkammer 9 an dem Kolben 4 ausgebildet, und der Kraftstoff, der von einem Injektor 20 eingespritzt wird, der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung ist, wird diffundiert und verbrennt, während er mit Luft in der Brennungskammer 9 vermischt wird. Dann bewegt sich der Kolben 4 auf Grund der mit der Verbrennung einhergehenden Expansionsenergie hin und her und die Kurbelwelle 7 dreht sich um eine Mittelachse. Der Kolben 4 ist vorzugsweise mit einem dynamischen Vibrationsabsorber versehen, der die Dehnungsresonanz der Verbindungsstange 8 reduziert.
  • Dabei ist ein geometrisches Verdichtungsverhältnis des Motorkörpers 1, d.h. ein Verhältnis eines Brennkammervolumens, wenn der Kolben 4 bei einem unteren Totpunkt (BDC) ist, und eines Brennkammervolumens, wenn der Kolben 4 bei einem oberen Totpunkt (TDC) ist, zwischen etwa 12:1 und etwa 15:1 (z. B. 14:1) festgelegt. Obwohl das geometrische Verdichtungsverhältnis zwischen etwa 12:1 und etwa 15:1 ein signifikant niedriger Wert für einen Dieselmotor ist, zielt diese Einstellung darauf ab, eine niedrige Verbrennungstemperatur zu erreichen, um die Emissionsleistung und den Wärmewirkungsgrad zu verbessern.
  • Der Zylinderkopf 5 ist mit Einlassöffnungen 16, welche die von dem Einlasstrakt 30 in die Brennkammern 9 zugeführte Luft einleiten, und Auslassöffnungen 17 ausgebildet, die das in den Brennkammern 9 erzeugte Abgas jeweils in den Auslasstrakt 40 einleiten. Der Zylinderkopf 5 ist ferner mit Einlassventilen 18, die Öffnungen der Einlassöffnungen 16 von der Seite der Brennkammer 9 öffnen und schließen, und Auslassventilen 19 versehen, die jeweils Öffnungen der Auslassöffnungen 17 von der Seite der Brennkammer 9 öffnen und schließen.
  • Ferner sind die Injektoren 20, die den Kraftstoff jeweils in die Brennkammern 9 einspritzen, an dem Zylinderkopf 5 angebracht. Jeder Injektor 20 ist in einer solchen Stellung angebracht, dass sein Spitzenendteil auf der Seite des Kolbens 4 im Wesentlichen zu einer Mitte eines Hohlraums (nicht dargestellt) ausgerichtet ist, der als ein vertiefter Abschnitt in der Kronenfläche des Kolbens 4 ausgebildet ist. Der Injektor 20 ist mit einer Druckakkumulationskammer (nicht dargestellt) auf einer Common-Rail-Seite über einen Kraftstoffströmungsweg verbunden. Die Druckakkumulationskammer speichert den Kraftstoff in einem Hochdruckzustand durch eine Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt), und der Injektor 20 wird mit dem Kraftstoff von dieser Druckakkumulationskammer versorgt und spritzt ihn in die Brennkammer 9 ein. Ein Kraftstoffdruckregler (nicht dargestellt), der den Einspritzdruck einstellt, der ein Druck innerhalb der Druckakkumulationskammer ist (d.h. ein Druck des von dem Injektor 20 eingespritzten Kraftstoffs), ist zwischen der Kraftstoffpumpe und der Druckakkumulationskammer bereitgestellt.
  • Als nächstes wird ein Steuer- bzw. Regelsystem des Dieselmotors gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm, welches das Steuer- bzw. Regelsystem des Dieselmotors gemäß dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 2 dargestellt, wird der Dieselmotor dieser Ausführungsform umfassend durch ein PCM (Antriebsstrangsteuer- bzw. - regelmodul) 70 gesteuert bzw. geregelt. Das PCM 70 ist ein Mikroprozessor, der aus einem Prozessor 71 (d.h. einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU)), ROM(s) RAM(s) etc. besteht.
  • Das PCM 70 ist elektrisch mit verschiedenen Sensoren verbunden, die einen Betriebszustand des Motors erfassen.
  • Beispielsweise ist der Zylinderblock 3 mit einem Kurbelwinkelsensor SN1 versehen, der einen Drehwinkel (Kurbelwinkel) und eine Drehzahl der Kurbelwelle 7 erfasst. Der Kurbelwinkelsensor SN1 gibt ein Impulssignal entsprechend der Drehung einer Kurbelplatte (nicht dargestellt) aus, die sich intAGRal mit der Kurbelwelle 7 dreht, und identifiziert basierend auf diesem Impulssignal den Drehwinkel und die Drehzahl der Kurbelwelle 7 (d.h. die Motordrehzahl).
  • Der Einlasstrakt 30 ist an einer Position nahe dem Luftfilter 31 (einem Abschnitt zwischen dem Luftfilter 31 und dem Verdichter 61a) mit einem Luftströmungssensor SN2 versehen, der eine Luftmenge (Frischluft) erfasst, die durch den Luftfilter 31 strömt, um in jeden Zylinder 2 gesaugt werden.
  • Der Ausdehnungsbehälter 37 ist mit einem Ansaugkrümmertemperatursensor SN3 versehen, der eine Temperatur des Gases innerhalb des Ausdehnungsbehälters 37 erfasst, d.h. die Temperatur des in jeden Zylinder 2 gesaugten Gases.
  • Der Einlasstrakt 30 ist an einer Position stromabwärts des Ladeluftkühlers 35 mit einem Ansaugkrümmerdrucksensor SN4 versehen, der den Druck der durch diese Position des Einlasstrakts 30 strömenden Luft erfasst und somit den Druck der Ansaugluft erfasst, die in den Zylinder 2 gesaugt wird.
  • Der Motorkörper 1 ist mit einem Wassertemperatursensor SN5 versehen, der eine Temperatur von Kühlwasser zum Kühlen des Motorkörpers 1 erfasst. Zusätzlich ist ein Atmosphärendrucksensor SN6 bereitgestellt, der Atmosphärendruck erfasst.
  • Das PCM 70 steuert bzw. regelt verschiedene Teile des Motors, während es verschiedene Bestimmungen und Berechnungen basierend auf Eingangssignalen von den verschiedenen oben beschriebenen Sensoren ausführt. Zum Beispiel steuert bzw. regelt das PCM 70 den Injektor 20, das Drosselventil 36, das AGR-Ventil 50b, den Kraftstoffdruckregler etc. Bei dieser Ausführungsform steuert bzw. regelt das PCM 70, wie in 2 dargestellt, hauptsächlich den Injektor 20, um eine Steuerung bzw. Regelung bezüglich des dem Zylinder 2 zugeführten Kraftstoffs (Kraftstoffeinspritzsteuerung) auszuführen. Man beachte, dass das PCM 70 „der Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. -regelvorrichtung des Dieselmotors“ zusammen mit dem Injektor 20 entspricht und als „der Controller“ fungiert.
  • Hier wird ein Grundkonzept der Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung, die von dem PCM 70 in dieser Ausführungsform ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Zeitdiagramm, das ein repräsentatives Kraftstoffeinspritzmuster darstellt, das in dieser Ausführungsform angewandt wird.
  • In dieser Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, führt das PCM 70 eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen (mehrstufige Einspritzungen) durch, um eine Mehrzahl von Verbrennungen innerhalb des Zylinders in einem Verbrennungszyklus zu bewirken. Zum Beispiel führt das PCM 70 eine Piloteinspritzung zu einem relativ frühen Zeitpunkt durch und führt dann eine Voreinspritzung zu einem Zeitpunkt durch, der relativ nahe demjenigen einer Haupteinspritzung ist. Bei diesem Einspritzmuster wird die Piloteinspritzung, die in der Reihenfolge eine erste Einspritzung ist, durchgeführt, um die Vormischfähigkeit des Kraftstoffs und der Luft zu erhöhen, um so eine Luftverbrauchsrate zu erhöhen. Darüber hinaus werden die Piloteinspritzung und die Voreinspritzung, die in der Reihenfolge eine zweite Einspritzung ist, durchgeführt, unmittelbar bevor der in der Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoff (Haupteinspritzungskraftstoff) verbrennt, d.h. unmittelbar bevor eine Hauptverbrennung auftritt, um eine Vorverbrennung zu bewirken, die eine Verbrennung mit einer geringen Wärmeerzeugungsrate ist, um einen Zustand zu bilden, in dem der Haupteinspritzungskraftstoff leicht verbrennt. Zusätzlich führt das PCM 70 eine Nacheinspritzung durch, bei der eine Kraftstoffmenge, die kleiner als die Menge bei der Haupteinspritzung ist, nach der Haupteinspritzung in die Brennkammer 9 eingespritzt wird, um den in der Brennkammer 9 erzeugten Ruß zu verbrennen.
  • Obwohl 3 eine Piloteinspritzung, die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung zeigt, kann zumindest eine dieser Kraftstoffeinspritzungen (typischerweise die Voreinspritzung) zweimal oder öfter durchgeführt werden, oder zumindest eine dieser Kraftstoffeinspritzungen (typischerweise die Nacheinspritzung) muss möglicherweise nicht durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus wendet das PCM 70 ein Kraftstoffeinspritzmuster an, das dem Betriebszustand des Motors entspricht. Das heißt, gemäß der Motorlast und der Motordrehzahl ändert das PCM 70 die Zeitpunkte und Zeiträume zum Durchführen der Piloteinspritzung, der Voreinspritzung, der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung, die Anzahl an Malen der Durchführung dieser Einspritzungen, und/oder ob diese Einspritzungen durchgeführt werden oder nicht.
  • Typischerweise legt das PCM 70 einen Basiseinspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung (nachfolgend als „Referenzhaupteinspritzungszeitpunkt“ bezeichnet) basierend auf einer erforderlichen Ausgabe fest, entsprechend einer durch einen Fahrzeugführer gesteuerten Gaspedalöffnung bzw. -stellung und dem Betriebszustand des Motors. Um eine Verbrennung mit einer geringen Wärmeerzeugungsmenge durch die Voreinspritzung unmittelbar vor dem Verbrennen des Haupteinspritzungskraftstoffs zu bewirken, um so einen Zustand zu bilden, in dem der Haupteinspritzungskraftstoff leicht verbrannt wird, legt das PCM 70 beispielsweise den Einspritzzeitpunkt der Voreinspritzung dahingehend fest, ein Zeitpunkt zu sein, zu dem sich der in die Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffsprühnebel in dem in der Kronenfläche des Kolbens 4 ausgebildeten Hohlraum absetzt und ein relativ fettes Gasgemisch in dem Hohlraum gebildet wird. Das PCM 70 legt zudem den Einspritzzeitpunkt der Nacheinspritzung dahingehend fest, ein Zeitpunkt zu sein, zu dem der Ruß, der in der Brennkammer 9 durch die vor der Nacheinspritzung durchgeführte Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, durch die Nacheinspritzung geeignet verbrannt wird.
  • <Grundkonzept der Steuerung bzw. Regelung>
  • Als nächstes wird ein Grundkonzept der Steuerung bzw. Regelung gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4A und 4B und die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben.
  • Wie oben beschrieben, reduziert der in der JP 2016 - 217 215 A offenbarte Frequenzcontroller die Klopfgeräusche entsprechend der Mehrzahl von Frequenzbereichen, wie zum Beispiel die Resonanzfrequenzkomponente; es ist jedoch nicht ausreichend, den Klopfgeräuschpegel als Ganzes zu verringern. Insbesondere im Niedriglastbereich des Dieselmotors wird das Klopfgeräusch stärker wahrnehmbar da der Verbrennungsgeräuschpegel höher wird als mechanische Geräusche, Fahrgeräusche, Ansaug- und Abgasgeräusche etc. Obwohl in Betracht gezogen werden kann, einen höchsten Verbrennungsdruck zu senken, um diesen Verbrennungsgeräuschpegel zu senken, verursacht dieses Verfahren eine Zunahme der Rauchmenge (Rußerzeugungsmenge) und eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Das heißt, das Klopfgeräusch und die Rauchmenge stehen grundsätzlich in einer widersprüchlichen Beziehung, ebenso wie das Klopfgeräusch und der Kraftstoffverbrauch.
  • Um eine ideale Verbrennung zu finden, bei der das Klopfgeräusch angemessen verringert wird, ohne die Raucherzeugung und den Kraftstoffverbrauch zu erhöhen, suchten die Erfinder nach einer idealen Verbrennung hinsichtlich eines CPL. Zuerst suchten die vorliegenden Erfinder nach einem Anhaltspunkt zum Reduzieren des CPL durch Fokussieren von tatsächlichen Fahrszenen auf eine Szene, wo der Klopfgeräusch leise ist, und eine Szene, wo das Klopfgeräusch laut ist. Als Ergebnis wurde herausgefunden, dass, während das Klopfgeräusch innerhalb eines Motorvolllastbereichs, wo die größte Verbrennungsenergie (Drehmoment) erhalten wird, leise ist, es in einem Niedrig-Mittel-Motorlastbereich auf einer Niedrigmotordrehzahlseite laut ist (d.h. das Klopfgeräusch steigt auf ein merkliches Niveau an). Nachstehend kann der Ausdruck „Motorteillastbereich“ im Vergleich zu dem Motorvolllastbereich geeignet verwendet werden, um den Niedrig-Mittel-Motorlastbereich auf der Niedrigmotordrehzahlseite anzugeben. Typischerweise gehört ein Betriebszustand, bei dem die Motordrehzahl etwa 1500 U/min und die Motorlast etwa 500 kPa beträgt, zu diesem Motorteillastbereich.
  • 4A und 4B veranschaulichen die Wärmeerzeugungsrate und den CPL in zwei Fahrszenen (insbesondere dem Motorteillastbereich und dem Motorvolllastbereich), wo eine Differenz zwischen Klopfgeräuschen, die in den tatsächlichen Fahrszenen erhalten werden, groß ist. 4A zeigt den Kurbelwinkel in einer horizontalen Achse und die Wärmeerzeugungsrate in einer vertikalen Achse, und 4B zeigt die Frequenz in einer horizontalen Achse und den CPL in einer vertikalen Achse. Zum Beispiel zeigen die Graphen G11 und G13 die Wärmeerzeugungsrate bzw. den CPL, die in der Fahrszene innerhalb des Motorteillastbereichs erhalten werden, und die Graphen G12 und G14 geben die Wärmeerzeugungsrate bzw. den CPL an, die in der Fahrszene innerhalb des Motorvolllastbereichs erhalten werden. Durch Konzentrieren auf den Unterschied bei den Verbrennungen innerhalb des Motorteillastbereichs und des Motorvolllastbereichs in 4A und 4B wird ersichtlich, dass innerhalb des Motorvolllastbereichs die Hochfrequenzenergie gering ist, obwohl die erzeugte Wärmemenge (das Drehmoment) groß ist. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung versucht, durch eine Simulation eine ideale Verbrennungswellenform basierend auf der Verbrennungswellenform innerhalb des Motorvolllastbereichs zu finden, wo das Klopfgeräusch leise ist.
  • 5A und 5B veranschaulichen ein Simulationsergebnis, wenn eine Volllastverbrennung (nachfolgend als „Volllastverbrennung“ bezeichnet) in dem Motorteillastbereich reproduziert wird. 5A gibt den Kurbelwinkel in einer horizontalen Achse und die Wärmeerzeugungsrate in einer vertikalen Achse an, und 5B gibt die Frequenz in einer horizontalen Achse und den CPL in einer vertikalen Achse an. Zum Beispiel sind die Graphen G11 bis G14 die gleichen wie jene in 4A und 4B, und ein Graph G15 gibt eine Verbrennungswellenform an, bei der die Wärmefreisetzungsrate innerhalb des Motorvolllastbereichs (Graph G12) durch eine ähnliche Wärmeerzeugung modifiziert ist, um sich an den Motorteillastbereich anzupassen, und ein Graph G16 gibt den CPL an, wenn diese modifizierte Verbrennungswellenform des Graphen G15 angewandt wird. Basierend auf diesem Graphen G16 wurde verstanden, dass durch Kopieren der ähnlichen Verbrennungswellenform innerhalb des Motorvolllastbereichs auf den Motorteillastbereich der CPL signifikant abnimmt. Daher führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung ferner eine Simulation durch, um das reduzierbare Ausmaß des CPL zu untersuchen.
  • 6A und 6B zeigen ein Simulationsergebnis, wenn die Verbrennungswellenform, bei der die Volllastverbrennung in dem Motorteillastbereich reproduziert wird, mit einer Verbrennungswellenform verglichen wird, die eine geringste Steigung der Wärmeerzeugungsrate aufweist. 6A gibt den Kurbelwinkel in einer horizontalen Achse und die Wärmeerzeugungsrate in einer vertikalen Achse an, und 6B gibt die Frequenz in einer horizontalen Achse und den CPL in einer vertikalen Achse an. Zum Beispiel sind die Graphen G13, G15 und G16 die gleichen wie jene in den 5A und 5B, und ein Graph G17 gibt eine Verbrennungswellenform an, die unter der gleichen Drehmomentbedingung wie die Verbrennungswellenform, die im Motorteillastbereich der Volllastverbrennung reproduziert, die niedrigste Steigung aufweist (Graph G15). Insbesondere zeigt dieser Graph G17 eine Verbrennungswellenform, bei der die Wärmeerzeugungsmenge erhöht ist und die Verbrennungssteigung weniger steil als in dem Graphen G15 bei dem Anstieg der Wärmeerzeugungsrate gemacht ist, und auch die Wärmeerzeugungsmenge an der Spitze der Wärmeerzeugungsrate ist gegenüber dem Graphen G15 reduziert. Ferner zeigt ein Graph G18 den CPL an, wenn eine solche Verbrennungswellenform des Graphen G17 angewandt wird. Durch Vergleichen dieses Graphen G18 mit dem Graphen G16, der den CPL in der Verbrennungswellenform anzeigt, die in dem Motorteillastbereich die Volllastverbrennung reproduziert, kann man sagen, dass der CPL bei Frequenzen von etwa 1500 Hz und darunter reduziert werden kann. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Simulation durchgeführt, um eine weitere Verringerung des CPL bei Frequenzen von etwa 1500 Hz und darunter zu untersuchen.
  • 7A und 7B zeigen ein Simulationsergebnis einer abgeleiteten idealen Verbrennungswellenform. 7A zeigt den Kurbelwinkel in einer horizontalen Achse und die Wärmeerzeugungsrate in einer vertikalen Achse, und 7B zeigt die Frequenz in einer horizontalen Achse und den CPL in einer vertikalen Achse. Zum Beispiel sind die Graphen G13, G17 und G18 die gleichen wie diejenigen in 6A und 6B, und ein Graph G19 gibt eine Verbrennungswellenform an, die auf der Verbrennungswellenform mit der geringsten Steigung der Wärmeerzeugung (Graph G17) basiert und durch eine tatsächliche Vorrichtung (nachfolgend als „Soll-Verbrennungswellenform“ bezeichnet) erhalten werden kann. Es versteht sich, dass die durch diesen Graphen 19 angezeigte Soll-Verbrennungswellenform im Wesentlichen durch Verfolgen der durch den Graphen G17 gezeigten Verbrennungswellenform gebildet wird, welche die geringste Steigung der Wärmeerzeugung aufweist, mit Ausnahme des Teils der Verbrennung, der durch die Nacheinspritzung bewirkt wird. Darüber hinaus gibt ein Graph G20 den CPL an, wenn eine derartige Soll-Verbrennungswellenform des Graphen G19 angewandt wird. Somit versteht sich, dass gemäß der Soll-Verbrennungswellenform der CPL bei den Frequenzen von etwa 1500 Hz und niedriger geeignet reduziert wird.
  • Durch die oben beschriebenen Simulationen wurde die Soll-Verbrennungswellenform (ideale Verbrennungswellenform) aus der Verbrennungswellenform abgeleitet, welche die Volllastverbrennung in dem Motorteillastbereich reproduziert. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Verbrennungsfunktion untersucht, die dahingehend gesteuert bzw. geregelt werden soll, diese ideale Verbrennungswellenform zu erreichen. Insbesondere wurde die Verbrennungsfunktion extrahiert, die von der Volllastverbrennung verbessert werden soll, bei der das Klopfgeräusch leise ist. Um den Grund herauszufinden, warum das Klopfgeräusch bei der Volllastverbrennung leise ist, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuerst die Verbrennung innerhalb des Motorteillastbereichs (im Folgenden als „Teillastverbrennung“ bezeichnet) mit derjenigen innerhalb des Motorvolllastbereichs verglichen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben insbesondere Zündverzögerungszeiträume bei der Teillastverbrennung und der Volllastverbrennung (die Zeitspanne vom Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zum Beginn der Verbrennung) untersucht.
  • 8A und 8B veranschaulichen eine Beziehung zwischen der Motorlast und der Zündverzögerungsperiode. 8A zeigt die Motorlast in einer horizontalen Achse und die Zündverzögerungsperiode der Vorverbrennung (insbesondere die Periode von der Piloteinspritzung bis zur Spitze der Vorverbrennung) in einer vertikalen Achse, und 8B zeigt die Motorlast in einer horizontalen Achse und die Zündverzögerungsperiode der Hauptverbrennung (insbesondere die Periode von der Haupteinspritzung bis zum Beginn der Hauptverbrennung) in einer vertikalen Achse. Es kann aus 8A und 8B ersichtlich, dass die Zündverzögerungsperioden der Vorverbrennung und der Hauptverbrennung beide kürzer werden, wenn die Motorlast zunimmt. Insbesondere ist die Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorvolllastbereichs minimiert. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Mechanismus des Klopfgeräuschs betrachtet, das sich auf Grund der kurzen Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorvolllastbereichs verringert.
  • Dabei wird der Mechanismus der Verbesserung/Verschlechterung des CPL au Grund der Zündverzögerung betrachtet. Erstens, wenn die Zündverzögerungsperiode lang ist, da eine Zeitdauer ab dem Start der Kraftstoffeinspritzung bis zur Kraftstoffzündung lang ist, ist die Menge an nicht verbranntem Kraftstoff (Vorgasgemischmenge) innerhalb der Brennskammer groß. Wenn daher die Zündungsverzögerungsperiode lang ist, verbrennt eine große Menge an Kraftstoff innerhalb der Brennkammer, was das Ausmaß der Verbrennung erhöht und den CPL verschlechtert. Wenn andererseits die Zündverzögerungsperiode kurz ist, ist die Zeitdauer ab Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zur Kraftstoffzündung kurz und die Menge an nicht verbranntem Kraftstoff (Vorgasgemischmenge) innerhalb der Brennkammer ist klein. Daher kann in Betracht gezogen werden, dass, wenn die Zündungsverzögerungsperiode kurz ist, eine kleine Menge an Kraftstoff innerhalb der Brennkammer verbrennt, was das Ausmaß der Verbrennung verringert und den CPL verbessert.
  • Aus diesem Grund haben die vorliegenden Erfinder in Betracht gezogen, den CPL durch Verkürzen der Zündverzögerungsperiode durch Einstellen bzw. Anpassen des Kraftstoffeinspritzmusters zu verbessern. Obwohl die Verkürzung der Zündverzögerungsperiode den CPL verbessert, nimmt jedoch die Rauchmenge zu, da das Klopfgeräusch und die Rauchmenge wie oben beschrieben in der Abwägungsbeziehung sind. Obwohl eine solche Rauchmenge berücksichtigt werden muss, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuerst eine Art und Weise zum Erreichen der Steuerung bzw. Regelung der Zündverzögerungsperiode in Betracht gezogen.
  • 9 veranschaulicht schematisch ein Beispiel von Kraftstoffeinspritzmustern innerhalb des Motorteillastbereichs und des Motorvolllastbereichs. In dem in 9 veranschaulichten Beispiel werden die Piloteinspritzung, die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung innerhalb des Motorteillastbereichs durchgeführt, und zwei Voreinspritzungen und die Haupteinspritzung werden innerhalb des Motorvolllastbereichs durchgeführt. Genauer gesagt wird die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs in relativ langen Zeitintervallen durchgeführt. Dies dient dazu, die Zeit für die Verwendung einer Drallströmung und das Eindringen der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer sicherzustellen, um so das Mischen des Kraftstoffs und der Luft innerhalb der Brennkammer zu verbessern. Auf der anderen Seite wird die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen innerhalb des Motorvolllastbereichs in relativ kurzen Zeitintervallen durchgeführt. Dies liegt daran, dass innerhalb des Motorvolllastbereichs die Umgebung, in der das Mischen des Kraftstoffs und der Luft in der Brennkammer ausreichend sichergestellt ist, erhalten wird und es nicht erforderlich ist, die Drallströmung oder das Eindringen wie in dem Motorteillastbereich zu nutzen. Insbesondere während des Motorvolllastbereichs wird, während die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zu engen Zeitpunkten durchgeführt wird, die Einspritzmenge schrittweise über die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen erhöht (nachfolgend geeigneterweise als „Steigungseinspritzungen“ bezeichnet).
  • Somit wird die Auffassung vertreten, dass die Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorteillastbereichs lang ist, da die Einspritzintervalle der Mehrzahl der Kraftstoffeinspritzungen lang sind, wohingegen innerhalb des Motorvolllastbereichs die Zündverzögerungszeitdauer als kurz betrachtet wird, da die Einspritzintervalle der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen kurz sind. Daher haben die vorliegenden Erfinder in Betracht gezogen, die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs zu erhöhen, um die Zündintervalle zu verkürzen und somit die Zündverzögerungsperiode zu verkürzen.
  • 10 veranschaulicht schematisch ein Beispiel von Kraftstoffeinspritzmustern, bei denen die Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist. Wie im unteren Teil von 10 dargestellt ist, wird die Anzahl der Voreinspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs um Eins erhöht, das heißt, die Voreinspritzungen werden zweimal durchgeführt.
  • 11A und 11B sind konzeptionelle, Ansichten, die eine Verbrennung darstellen, wenn die Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist. 11A zeigt ein Verbrennungsmodell innerhalb der Brennkammer, wenn die Anzahl der Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist, und 11B zeigt ein Verbrennungsmodell innerhalb der Brennkammer innerhalb des Motorvolllastbereichs. Wie in 11B gezeigt ist, nimmt innerhalb des Motorvolllastbereichs das Ausmaß der Verbrennung (Energie) kontinuierlich in der Brennkammer zu, da die Einspritzmenge stufenweise erhöht wird. Wenn andererseits die Anzahl der Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht wird, wie in 11A dargestellt, werden Verbrennungen (Energie) in kleinem Maßstab, die in der Brennkammer verteilt sind, und die Zündungen nacheinander durchgeführt. Das heißt, auch innerhalb des Motorteillastbereichs wird durch Erhöhen der Anzahl der Einspritzungen eine ähnliche Verbrennung wie im Motorvolllastbereichs gebildet. Somit wird die Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorteillastbereichs verkürzt.
  • 12A und 12B zeigen die Zündverzögerungsperiode, wenn die Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs erhöht ist. Zum Beispiel zeigt 12A Zündverzögerungsperioden vor und nach dem Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen für die Vorverbrennung, und 12B zeigt Zündverzögerungsperioden vor und nach dem Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen für die Hauptverbrennung. Es ist aus 12A und 12B ersichtlich, dass durch Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs die Zündverzögerungsperioden sowohl der Vorverbrennung als auch der Hauptverbrennung (insbesondere der Hauptverbrennung) kürzer werden.
  • Um die Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorteillastbereichs zu verkürzen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung daher eine Desktopstudienkalibrierung eines Kraftstoffeinspritzmusters durchgeführt und die Erhöhung der Anzahl der Einspritzungen und die Steigungseinspritzungen kombiniert. Dabei wurde eine höchste Anzahl von Einspritzungen, die auf das Kraftstoffeinspritzmuster angewandt wurde, auf das Siebenfache eingestellt, bestehend beispielsweise aus drei Piloteinspritzungen, zwei Voreinspritzungen, einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung. Darüber hinaus wurden die Einspritzmengen der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen ebenfalls in geeigneter Weise geändert.
  • 13 veranschaulicht schematisch ein Beispiel des Kraftstoffeinspritzmusters, das innerhalb des Motorteillastbereichs angewandt wird. Um in 13 die Zündverzögerungsperiode innerhalb des Motorteillastbereichs zu verkürzen, wird das Beispiel des Kraftstoffeinspritzmusters genannt, in dem die sieben Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt werden und die Einspritzmenge schrittweise erhöht wird (das heißt, die Steigungseinspritzungen werden durchgeführt). Nachstehend wird das in 13 dargestellte Kraftstoffeinspritzmuster in geeigneter Weise als „siebenstufiges Referenzeinspritzmuster“ bezeichnet.
  • 14 zeigt eine Verbrennungswellenform, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird, bei der eine horizontale Achse den Kurbelwinkel und eine vertikale Achse die Wärmeerzeugungsrate angibt. Zum Beispiel sind die Graphen G11 und G19 die gleichen wie diejenigen in 4A und 7A. Mit anderen Worten gibt der Graph G11 die Verbrennungswellenform an, die durch das ursprüngliche Kraftstoffeinspritzmuster innerhalb des Motorteillastbereichserreicht wird, bei dem die erhöhte Anzahl von Einspritzungen und die Steigungseinspritzungen nicht angewandt werden (nachstehend als „Referenzeinspritzmuster“ bezeichnet). Darüber hinaus gibt der Graph G19 die Soll-Verbrennungswellenform basierend auf der Verbrennungswellenform mit der niedrigsten Steigung der Wärmeerzeugung an (siehe Graph G17 von 6A). Auf der anderen Seite gibt ein Graph G21 die Verbrennungswellenform an, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Aus diesem Graphen G21 ist ersichtlich, dass die Soll-Verbrennungswellenform im Wesentlichen durch Anwenden des siebenstufigen Referenzeinspritzmusters erreicht wird.
  • 15A und 15B veranschaulichen den CPL und die Rauchmenge, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Zum Beispiel zeigt 15A den CPL, wenn das Referenzeinspritzmuster und das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 15A ersichtlich, dass der CPL signifikant verbessert wird, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird, verglichen damit, wenn das Referenz-einspritzmuster angewandt wird. Auf der anderen Seite zeigt 15B die Rauchmenge, wenn das Referenzeinspritzmuster und das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 15B ersichtlich, dass die Rauchmenge größer ist, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird, verglichen damit, wenn das Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung in Erwägung gezogen, die Rauchmenge durch ein solches siebenstufiges Referenzeinspritzmuster zu verbessern.
  • 16A und 16B zeigen Verbrennungswellenformen, wenn ein erstes und ein zweites verbessertes siebenstufiges Einspritzmuster, die durch Verbessern des siebenstufigen Referenzeinspritzmusters designt werden, angewandt werden. In 16A und 16B gibt eine horizontale Achse den Kurbelwinkel an und eine vertikale Achse gibt die Wärmeerzeugungsrate an.
  • Zum Beispiel ist in 16A der Graph G21 der gleiche wie derjenige von 14, das heißt, er gibt die Verbrennungswellenform an, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird, und ein Graph G22 gibt eine Verbrennungswellenform an, wenn das erste verbesserte siebenstufige Einspritzmuster wird angewandt. Bei diesem ersten verbesserten siebenstufigen Einspritzmuster wird, verglichen mit dem siebenstufige Referenzeinspritzmuster, die Delle (Tal) in dem Anstiegsabschnitt der Verbrennungswellenform eliminiert, um den Anstieg der Verbrennungswellenform zu glätten (die Steigung zu stabilisieren) die Spitze der Verbrennungswellenform wird vorgerückt, und die Wärmeerzeugungsmenge in dem Anstiegsabschnitt der Verbrennungswellenform entsprechend der Hauptverbrennung wird reduziert. Die Rauchmenge soll durch ein solches erstes verbessertes siebenstufiges Einspritzmuster reduziert werden. Man beachte, dass die Delle (Tal) in dem Anstiegsabschnitt der Verbrennungswellenform, da der Anstieg zum Wiederaufnehmen ab dieser Delle steil ist, zu einem Stoßgeräusch wird, das ein Hauptfaktor des Klopfgeräuschs wird, das insbesondere viele Hochfrequenzkomponenten enthält.
  • Ferner wird bei dem ersten verbesserten siebenstufigen Einspritzmuster durch Verzögern der Nacheinspritzung ab der des siebenstufigen Referenzeinspritzmusters, um die Rauchmenge mehr zu reduzieren, die Mischperiode des Kraftstoffs und der Luft verlängert. Man beachte, dass die Verbrennungswellenform in dem ersten verbesserten siebenstufigen Einspritzmuster, wie oben beschrieben, vorgerückt wird, um eine Drehmomentverringerung (Kraftstoffverbrauchzunahme) zu verhindern, was durch Verzögern der Nacheinspritzung verursacht wird.
  • Andererseits ist in 16B der Graph G22 derselbe Graph wie derjenige von 16A, das heißt, er gibt die Verbrennungswellenform an, wenn das erste verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt wird, und ein Graph G23 gibt eine Verbrennungswellenform an, wenn das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt wird. Das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster ist grundsätzlich das gleiche Muster wie das erste verbesserte siebenstufige Einspritzmuster, mit der Ausnahme, dass der Einspritzdruck des Kraftstoffs erhöht wird. Durch solch eine Erhöhung des Einspritzdrucks des Kraftstoffs wird die Homogenisierung des Kraftstoffs verbessert, um die Rauchmenge zu verringern.
  • 17A und 17B veranschaulichen den CPL und die Rauchmenge, wenn das erste und das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden. Zum Beispiel veranschaulicht 17A den CPL, wenn das Referenzeinspritzmuster, das siebenstufige Referenzeinspritzmuster und das erste und zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 17A ersichtlich, dass der CPL mehr verbessert wird, wenn das erste und das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden, verglichen mit dem Fall, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Andererseits zeigt 17B die Rauchmenge, wenn das Referenzeinspritzmuster, das siebenstufige Referenzeinspritzmuster und das erste und das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 17B ersichtlich, dass die Rauchmenge reduziert wird, wenn das erste und das zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden, verglichen damit, wenn das siebenstufige Referenzeinspritzmuster angewandt wird, aber immer noch größer ist als wenn das Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Somit kamen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu der Schlussfolgerung, dass es schwierig ist, die Rauchmenge durch einfaches Verbessern der Nacheinspritzung und des Einspritzdrucks bei dem ersten und zweiten verbesserten siebenstufigen Einspritzmuster zu reduzieren. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung beschlossen, Faktoren zum Bestimmen des CPL und der Rauchmenge in den mehrstufigen Einspritzungen zu untersuchen.
  • 18A und 18B sind Ansichten, die ein Empfindlichkeitseinstellverfahren der mehrstufigen Einspritzungen veranschaulichen, das implementiert wird, um die Mechanismen des CPL und der Rauchmenge aufzudecken. 18A zeigt ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzmusters, das zum Aufdecken der Mechanismen angewandt wird. Dieses Kraftstoffeinspritzmuster umfasst sieben Einspritzungen einschließlich einer ersten Piloteinspritzung, einer zweiten Piloteinspritzung, einer ersten Voreinspritzung, einer zweiten Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung, einer ersten Nacheinspritzung und einer zweiten Nacheinspritzung. 18B zeigt ein Beispiel einer Verbrennungswellenform, wenn ein Kraftstoffeinspritzmuster von 18A angewandt wird. Bei dieser Verbrennungswellenform entspricht ein Bereich R11 einer Verbrennung, die durch die erste und zweite Piloteinspritzung verursacht wird, ein Bereich R12 entspricht einer Verbrennung, die durch die erste Voreinspritzung verursacht wird, ein Bereich R13 entspricht einer Verbrennung, die durch die zweite Voreinspritzung verursacht wird, ein Bereich R14 entspricht einer Verbrennung, die durch die Haupteinspritzung und die erste Nacheinspritzung verursacht wird.
  • Dabei untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Wärmeerzeugung und die Rauchempfindlichkeit in Bezug auf die Einspritzmenge für jede der mehrstufigen Einspritzungen, um die für jede der mehrstufigen Einspritzungen auszurüstende Funktion aufzudecken. Für diese Untersuchung wird die Steigung der Wärmeerzeugungsrate, die stark mit dem CPL korreliert, in eine vertikale Änderung der Wärmeerzeugungsmenge pro Einheit Einspritzmenge umgewandelt, um das Klopfgeräusch durch die Wärmeerzeugungsmenge zu ersetzen.
  • 19A und 19B zeigen ein Ergebnis der Empfindlichkeitsprüfung für jede der mehrstufigen Einspritzungen innerhalb des Motorteillastbereichs. Zum Beispiel zeigt 19A die vertikale Änderung der Wärmeerzeugungsmenge pro Einheit Einspritzmenge für die erste und die zweite Piloteinspritzung, die erste und die zweite Voreinspritzung und die erste Nacheinspritzung. Die vertikale Änderung der Wärmeerzeugungsmenge gibt das Klopfgeräusch (CPL) eindeutig an. Aus 19A ist ersichtlich, dass die vertikale Änderung der Wärmeerzeugungsmenge bezüglich der zweiten Piloteinspritzung und der ersten Voreinspritzung groß ist. Mit anderen Worten ist ersichtlich, dass die zweite Piloteinspritzung und die erste Voreinspritzung einen größeren Einfluss auf das Klopfgeräusch (CPL) im Vergleich zu den anderen Kraftstoffeinspritzungen bewirken. Andererseits zeigt 19B die Änderung der Rauchmenge pro Einheit Einspritzmenge für die erste und die zweite Piloteinspritzung, die erste und die zweite Voreinspritzung und die erste Nacheinspritzung. Es ist aus 19B ersichtlich, dass die Änderung der Rauchmenge bezüglich der ersten und zweiten Voreinspritzung und der ersten Nacheinspritzung groß ist. Mit anderen Worten ist ersichtlich, dass die erste und die zweite Voreinspritzung und die erste Nacheinspritzung im Vergleich zu den anderen Kraftstoffeinspritzungen einen größeren Einfluss auf die Rauchmenge bewirken.
  • Basierend auf den Untersuchungsergebnissen, die in 19A und 19B gezeigt sind, wurden Mechanismen des CPL und der Rauchmenge gefunden, bei denen der Betrag des CPL von einer Kraftstoffeinspritzung der vorausgehenden Stufe abhängt und der Betrag der Rauchmenge von einer Kraftstoffeinspritzung der nachfolgenden Stufe abhängt. Daher führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung basierend auf den Mechanismen die Kalibrierung des Kraftstoffeinspritzmusters durch Anpassen der Kraftstoffeinspritzung der vorhergehenden Stufe, um den CPL zu reduzieren, und durch Anpassen der Kraftstoffeinspritzung der nachfolgenden Stufe durch, um die Rauchmenge zu reduzieren.
  • 20 zeigt eine Verbrennungswellenform in dem Kraftstoffeinspritzmuster, die durch die Kalibrierung basierend auf den Mechanismen des CPL und der Rauchmenge, wie oben beschrieben, erhalten wird, wobei eine horizontale Achse den Kurbelwinkel und eine vertikale Achse die Wärmeerzeugungsrate angibt. Zum Beispiel ist der Graph G11 derselbe wie der von 4A, das heißt, er gibt die Verbrennungswellenform an, die aus dem Referenzeinspritzmuster erhalten wird, und ein Graph G24 gibt eine Verbrennungswellenform in dem Kraftstoffeinspritzmuster innerhalb des Motorteillastbereichs an, die durch die Kalibrierung basierend auf den Mechanismen des CPL und der Rauchmenge erhalten wird. Das letztgenannte Kraftstoffeinspritzmuster umfasst sechs Kraftstoffeinspritzungen, die nachstehend in geeigneter Weise als „verbessertes sechsstufiges Einspritzmuster“ bezeichnet werden. Dieses verbesserte sechsstufige Einspritzmuster ist grundsätzlich das oben beschriebene siebenstufige Einspritzmuster (das siebenstufige Referenzeinspritzmuster, das erste und zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster), jedoch ohne die erste Kraftstoffeinspritzung.
  • Zum Beispiel ist bei dem verbesserten sechsstufigen Einspritzmuster die Vorverbrennung in der Hauptverbrennung enthalten, um die Delle (Tal) des Anstiegsabschnitts der Verbrennungswellenform zu eliminieren und den Anstieg der Verbrennungswellenform weniger steil zu machen (siehe einen Bereich R21). Somit wird der CPL reduziert. Insbesondere wird die Hochfrequenzkomponente des Klopfgeräuschs reduziert. Darüber hinaus wird bei dem verbesserten sechsstufigen Einspritzmuster die der Hauptverbrennung entsprechende Verbrennungswellenform durch die mehrstufigen Einspritzungen (siehe einen Bereich R22) zu einem Trapez gemacht, so dass die Rauchmenge reduziert wird. Zusätzlich wird bei dem verbesserten sechsstufigen Einspritzmuster die Nacheinspritzung verzögert, um die Rauchmenge weiter zu verringern. In diesem Fall wird die Hauptverbrennung bei dem verbesserten sechsstufigen Einspritzmuster vorgerückt, um die Drehmomentverringerung (Kraftstoffverbrauchzunahme) zu vermeiden, was durch die Verzögerung der Nacheinspritzung verursacht wird.
  • 21A bis 21F zeigen verschiedene Ergebnisse, wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster innerhalb des Motorteillastbereichs angewandt wird. Zunächst zeigen 21A und 21B Zündverzögerungsperioden bei der Vorverbrennung bzw. der Hauptverbrennung, wenn das Referenzeinspritzmuster und das verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 21A und 21B ersichtlich, dass, wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, die Zündverzögerungsperioden der Vorverbrennung und der Hauptverbrennung beide kürzer werden, verglichen damit, wenn das Referenzeinspritzmuster angewandt wird.
  • Als nächstes zeigt 21C den CPL, wenn das Referenzeinspritzmuster und das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 21C ersichtlich, dass der CPL kleiner wird (z.B. etwa 6 dB kleiner), wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, verglichen damit, wenn das Referenzeinspritzmuster angewandt wird.
  • Als nächstes zeigt 21D die Rauchmenge, wenn das Referenzeinspritzmuster und das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 21D ersichtlich, dass die Rauchmenge die gleiche ist zwischen dem Fall, in dem das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, und dem Fall, in dem das Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Dies bedeutet, dass, wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, die Rauchmenge im Vergleich zu dem Fall reduziert wird, in dem das siebenstufige Referenzeinspritzmuster und das oben beschriebene erste und zweite verbesserte siebenstufige Einspritzmuster angewandt werden.
  • Als nächstes zeigt 21E eine CO-Menge und eine HC-Menge, wenn das Referenzeinspritzmuster und das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt werden. Es ist aus 21E ersichtlich, dass, wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, die CO-Menge kleiner wird (z.B. etwa 20% reduziert), während die HC-Menge die gleiche bleibt wie wenn das Referenzeinspritzmuster angewandt wird. Es wird angenommen, dass dies so ist da der Kraftstoff, der innerhalb des Zylinders (unverbrannter Kraftstoff) anhaftet, abnimmt, wenn das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird.
  • Als nächstes zeigt 21F eine Kraftstoffverbrauchsrate, wenn das Referenzeinspritzmuster und das verbesserte Sechsstufeneinspritzmuster angewandt werden. Aus 21F ist ersichtlich, dass die Kraftstoffverbrauchsrate zwischen dem Fall, in dem das verbesserte sechsstufige Einspritzmuster angewandt wird, und dem Fall, in dem das Referenzeinspritzmuster angewandt wird, gleich ist.
  • Gemäß dem vorstehenden wird gemäß dem verbesserten sechsstufigen Einspritzmuster innerhalb des Motorteillastbereichs das Klopfgeräusch signifikant reduziert, ohne die Emissionsleistung, wie beispielsweise Rauch, zu verschlechtern oder den Kraftstoffverbrauch zu erhöhen.
  • <Steuerung bzw. Regelung dieser Ausführungsform>
  • Als nächstes wird eine Steuerung bzw. Regelung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung basierend auf dem oben beschriebenen Grundkonzept spezifisch beschrieben.
  • 22 ist ein Diagramm, das eine Steuerung bzw. Regelung darstellt, die von dem PCM 70 in dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird. 22 veranschaulicht schematisch die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, wobei eine horizontale Richtung die Zeit angibt (eindeutig dem Kurbelwinkel entspricht) und eine vertikale Richtung die Kraftstoffeinspritzmenge angibt. In dieser Ausführungsform führt das PCM 70 innerhalb des Motorteillästbereichs wie oben beschrieben eine Haupteinspritzung, drei Vorstufeneinspritzungen vor der Haupteinspritzung und eine spätere Einspritzung nach der Haupteinspritzung durch. Die Vorstufeneinspritzungen umfassen zumindest die Voreinspritzung (kann die Piloteinspritzung umfassen oder nicht), und die spätere Einspritzung ist die Nacheinspritzung. Im Folgenden werden die drei Vorstufeneinspritzungen als „Einspritzung der ersten Stufe“, „Einspritzung der zweiten Stufe“ bzw. „Einspritzung der dritten Stufe“ bezeichnet, die Haupteinspritzung wird als „Einspritzung der vierten Stufe“ bezeichnet und die spätere Einspritzung wird als „Einspritzung der fünften Stufe“ bezeichnet.
  • Insbesondere in dieser Ausführungsform, wie durch eine durchgezogene Linie L11 von 22 angezeigt, steuert bzw. regelt das PCM 70 die Kraftstoffeinspritzmengen, die auf die Einspritzung der ersten Stufe, die Einspritzung der zweiten Stufe und die Einspritzung der dritten Stufe angewandt werden, dahingehend zu der Haupteinspritzung hin schrittweise größer zu sein, d.h. führt die Steigungseinspritzungen durch. Somit wird die Wärmeerzeugungsrate durch die Einspritzung der ersten Stufe, die Einspritzung der zweiten Stufe und die Einspritzung der dritten Stufe kontinuierlich erhöht, um die Zylinderinnenwärmemenge, also den Zylinderinnendruck, zu Beginn der Hauptverbrennung zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Steigung des Zylinderinnendrucks bis zu einem höchsten Zylinderinnendruck, der durch die Hauptverbrennung verursacht wird, weniger steil gemacht, und die Hochfrequenzkomponente des Klopfgeräuschs wird in geeigneter Weise verringert.
  • Darüber hinaus stellt das PCM 70 in dieser Ausführungsform die Einspritzintervalle T11, T12, T13 und T14 zwischen der Einspritzung der ersten Stufe, der Einspritzung der zweiten Stufe, der Einspritzung der dritten Stufe, der Einspritzung der vierten Stufe und der Einspritzung der fünften Stufe dahingehend ein, im Wesentlichen konstant zu sein. Indem insbesondere die Einspritzintervalle T11, T12 und T13 im Wesentlichen konstant eingestellt werden, wird durch die Einspritzung der ersten Stufe, die Einspritzung der zweiten Stufe und die Einspritzung der dritten Stufe kontinuierlich Wärme zu der Haupteinspritzung hin erzeugt.
  • Es ist anzumerken, dass, wie in 22 dargestellt, obwohl die Einspritzintervalle T11, T12 und T13 hinsichtlich der Zeit im Wesentlichen konstant sind, sie hinsichtlich des Kurbelwinkels nicht konstant sind. Zum Beispiel wird eine Breite des Kurbelwinkels, die dem Einspritzintervall entspricht, in Richtung der späteren Stufe (verzögernden Seite) schmaler, d.h. „Kurbelwinkelbreite entsprechend dem Einspritzintervall T11 > Kurbelwinkelbreite entsprechend dem Einspritzintervall T12 > Kurbelwinkelbreite entsprechend dem Einspritzintervall T13“. Dies liegt daran, dass die durch den Kurbelwinkel definierte Drehzahl der Kurbelwelle 7 abnimmt, wenn sie sich dem TDC nähert.
  • Ferner ändert das PCM 70 in dieser Ausführungsform das Einspritzintervall gemäß der Motordrehzahl. Die Einstellung des Einspritzintervalls gemäß der Motordrehzahl wird mit Bezug auf 23 beschrieben. 23 veranschaulicht eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Einspritzintervall, das durch den Kurbelwinkel definiert ist. Ein Graph G31 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der ersten Stufe und der Einspritzung der zweiten Stufe, ein Graph G32 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der zweiten Stufe und der Einspritzung der dritten Stufe, ein Graph G33 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der dritten Stufe und der Einspritzung der vierten Stufe, und ein Graph G34 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der vierten Stufe und der Einspritzung der fünften Stufe. Man beachte, dass in 23, obwohl die Graphen G31 bis G34 aus Gründen der Einfachheit nicht überlappen, diese Graphen G31 bis G34 tatsächlich im Wesentlichen überlappen.
  • Wie in 23 dargestellt, verlängert das PCM 70 das durch den Kurbelwinkel definierte Einspritzintervall, wenn die Motordrehzahl ansteigt. Dies liegt daran, dass die Drehzahl der Kurbelwelle 7 ansteigt und die Zeitdauer entsprechend einem Verbrennungstakt (Verbrennungszyklus) kürzer wird, wenn die Motordrehzahl ansteigt. Durch Verlängern des Einspritzintervalls, das durch den Kurbelwinkel definiert ist, wenn die Motordrehzahl zunimmt, ändert sich das Einspritzintervall in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zeitlich kaum. Darüber hinaus ändert das PCM 70 die Einspritzintervalle aller Kraftstoffeinspritzungen in einem im Wesentlichen gleichen Verhältnis entsprechend der Motordrehzahl. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn sich die Motordrehzahl ändert, die Beziehung zwischen den jeweiligen Einspritzintervallen im Wesentlichen konstant gehalten.
  • Ferner ändert das PCM 70 in dieser Ausführungsform das Einspritzintervall gemäß der Motordrehzahl nicht. Dies wird unter Bezugnahme auf 24 beschrieben. 24 zeigt eine Beziehung zwischen der Motorlast und dem Einspritzintervall, das durch den Kurbelwinkel definiert ist. Ein Graph G41 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der ersten Stufe und der Einspritzung der zweiten Stufe, ein Graph G42 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der zweiten Stufe und der Einspritzung der dritten Stufe, ein Graph G43 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der dritten Stufe und der Einspritzung der vierten Stufe, und ein Graph G44 zeigt das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der vierten Stufe und der Einspritzung der fünften Stufe. Man beachte, dass in 24, obwohl die Graphen G41 bis G44 der Einfachheit halber nicht überlappen, diese Graphen G41 bis G44 tatsächlich im Wesentlichen überlappen.
  • Wie in 24 dargestellt, legt das PCM 70 im Wesentlichen das Einspritzintervall, das durch den Kurbelwinkel definiert ist, unabhängig von der Motorlast fest. Mit anderen Worten ändert das PCM 70 das Einspritzintervall nicht, selbst wenn sich die Motorlast ändert. Dies liegt daran, dass die Änderung der Motorlast ledigliche die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge ändert, und im Gegensatz zu dem Fall, in dem sich die Motordrehzahl ändert, ändert sich die einem Verbrennungshub entsprechende Zeitdauer nicht. Man beachte, dass, wenn sich die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der Motorlast ändert, sich die Pulsbreite des dem Injektor 20 zugeführten Steuer- bzw. Regelsignals ändert und daher der Zeitpunkt, zu dem jede Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, gemäß der Änderung der Pulsbreite geändert werden kann.
  • Darüber hinaus ändert in dieser Ausführungsform das PCM 70 das Einspritzintervall gemäß einer Sauerstoffkonzentration im Zylinder. Diese Einstellung des Einspritzintervalls gemäß der Sauerstoffkonzentration im Zylinder wird unter Bezugnahme auf 25 beschrieben. 25 zeigt eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration im Zylinder und einem Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren des Einspritzintervalls (Einspritzintervallkorrekturkoeffizient). Zum Beispiel zeigt ein Graph G51 den Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten an, der auf das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der ersten Stufe und der Einspritzung der zweiten Stufe angewandt wird, und ein Graph G53 zeigt den Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten an, der auf das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der zweiten Stufe und der Einspritzung der dritten Stufe angewandt wird.
  • Wie in 25 dargestellt, erhöht das PCM 70 den Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten, wenn die Sauerstoffkonzentration im Zylinder abnimmt, um das Einspritzintervall zwischen der Einspritzung der ersten Stufe und der Einspritzung der zweiten Stufe und das Einspritzintervall der Einspritzung der zweiten Stufe und der Einspritzung der dritten Stufe zu verlängern. Auf diese Weise wird, selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Zylinder verschlechtert, die Oxidationsreaktion des Kraftstoffs durch eine Strömung (z.B. eine Drallströmung) in dem Zylinder stimuliert, und eine kontinuierliche Verbrennung wird zuverlässig in dem Zylinder vor der Haupteinspritzung erzeugt. Selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Zylinder verschlechtert, wird somit das Klopfgeräusch in geeigneter Weise verringert. Darüber hinaus ändert das PCM 70 alle Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten, die auf die Einspritzintervalle angewandt werden, in einem im Wesentlichen gleichen Verhältnis gemäß der Sauerstoffkonzentration im Zylinder. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn sich die Sauerstoffkonzentration im Zylinder ändert, die Beziehung zwischen den jeweiligen Einspritzintervallen im Wesentlichen konstant gehalten.
  • Als nächstes wird ein Flussdiagramm der Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. - regelung, die von dem PCM 70 ausgeführt wird, mit Bezug auf 26 beschrieben. Diese Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung wird aktiviert, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird und dem PCM 70 Strom zugeführt wird, und wird wiederholt ausgeführt.
  • Wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung gestartet wird, erfasst das PCM 70 verschiedene Informationen über einen Betriebszustand des Fahrzeugs bei S1. Zum Beispiel erfasst das PCM 70 zusätzlich zu den Erfassungssignalen, die von den verschiedenen oben beschriebenen Sensoren SN1 bis SN6 ausgegeben werden, Informationen, die eine durch einen Gaspedalöffnungs- bzw. - stellungssensor erfasste Gaspedalöffnung bzw. -stellung, eine von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Gangposition umfassen, die derzeit bei einem Getriebe des Fahrzeugs eingestellt ist, etc.
  • Als nächstes legt das PCM 70 bei S2 eine Sollbeschleunigung basierend auf den bei S1 erfassten Informationen fest. Zum Beispiel wählt das PCM 70 ein Beschleunigungskennfeld, das einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und Gangposition entspricht, aus Beschleunigungskennfeldern aus, die für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten und Gangpositionen definiert sind (sie werden im Voraus erzeugt und im Speicher gespeichert, etc.). Das PCM 70 bestimmt die Sollbeschleunigung, die einer aktuellen Gaspedalstellung entspricht, mit Bezug auf das ausgewählte Beschleunigungskennfeld.
  • Als nächstes bestimmt das PCM 70 bei S3 ein Solldrehmoment des Motors zum Erreichen der bei S2 bestimmten Sollbeschleunigung. Zum Beispiel bestimmt das PCM 70 das Solldrehmoment innerhalb eines Drehmomentbereichs, der durch den Motor ausgegeben werden kann, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gangposition, einer Straßenoberflächenneigung, einer Straßenoberfläche µ, etc. zu diesem Zeitpunkt.
  • Als nächstes legt das PCM 70 bei S4 eine erforderliche Einspritzmenge von Kraftstoff fest, der von dem Injektor 20 einzuspritzen ist (hauptsächlich die Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung), um das Solldrehmoment zu erhalten, und zwar basierend auf dem bei S3 bestimmten Solldrehmoment und der Motordrehzahl, die basierend auf dem Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor SN1 erhalten wird.
  • Als nächstes bestimmt das PCM 70 bei S5 einen Kraftstoffeinspritzmodus (einschließlich der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zeitpunkts, d.h. des Kraftstoffeinspritzmusters). Wenn in dieser Ausführungsform der Betriebszustand des Motors in dem Motorteillastbereich enthalten ist, greift das PCM 70 insbesondere einen Kraftstoffeinspritzmodus auf, der die Einspritzungen der ersten bis fünften Stufe umfasst und bei dem die Kraftstoffeinspritzmengen der Einspritzungen der ersten bis dritten Stufe schrittweise zu der Haupteinspritzung hin erhöht werden und die Einspritzintervalle der Einspritzungen der ersten bis fünften Stufe im Wesentlichen konstant gemacht werden (siehe 22). Darüber hinaus stellt das PCM 70 das Einspritzintervall jeder Kraftstoffeinspritzung gemäß der Motordrehzahl ein. Insbesondere wendet das PCM 70 das Einspritzintervall an, das der aktuellen Motordrehzahl entspricht, indem auf ein Kennfeld Bezug genommen wird, das die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem durch den Kurbelwinkel definierten Einspritzintervall definiert, wie in 23 dargestellt. In diesem Fall ändert das PCM 70 die Einspritzintervalle aller Kraftstoffeinspritzungen in einem im Wesentlichen gleichen Verhältnis entsprechend der Motordrehzahl. Man beachte, dass das PCM 70 im Wesentlichen das durch den Kurbelwinkel definierte Einspritzintervall unabhängig von der Motorlast festlegt (siehe 24).
  • Ferner wendet das PCM 70 den Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten entsprechend der momentanen Sauerstoffkonzentration im Zylinder unter Bezugnahme auf ein Kennfeld an, das die Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration im Zylinder und dem Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten definiert, wie in 25 dargestellt. In diesem Fall verlängert das PCM 70 jedes Einspritzintervall der Vorstufeneinspritzungen durch Erhöhen des Einspritzintervallkorrekturkoeffizienten, wenn die Sauerstoffkonzentration im Zylinder abnimmt. Zum Beispiel berechnet das PCM 70 die Sauerstoffkonzentratiön im Zylinder unter Verwendung einer gegebenen arithmetischen Gleichung basierend auf einer Ansaugluftmenge, einem Ladedruck, einem AGR-Verhältnis, einer Abgasströmungsrate, einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases (oder Luft-Kraftstoffverhältnis) etc.
  • Als nächstes steuert bzw. regelt das PCM 70 bei S6 den Injektor 20 basierend auf der erforderlichen Einspritzmenge, die bei S4 bestimmt wird, und dem Kraftstoffeinspritzmodus, der in S5 bestimmt wird. Nach S6 beendet das PCM 70 die Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung.
  • <Operationen und Effekte>
  • Als nächstes werden die Operationen und Effekte dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Gemäß dieser Ausführungsform führt, wenn die Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Mehrzahl von Vorstufeneinspritzungen und der Haupteinspritzung während des Verdichtungstakts durchgeführt werden, das PCM 70 die Mehrzahl von Vorstufeneinspritzungen mit den im Wesentlichen konstanten Einspritzintervallen durch, während es die Einspritzintervalle verlängert, wenn die Sauerstoffkonzentration im Zylinder abnimmt. Selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Zylinder verschlechtert, wird die Strömung (z.B. die Drallströmung) in dem Zylinder effektiv genutzt, um die Oxidationsreaktion des Kraftstoffs in dem Zylinder zu stimulieren. Daher wird eine kontinuierliche Wärmeerzeugung zuverlässig vor der Haupteinspritzung bewirkt. Im Ergebnis wird eine Zylinderinnenwärmemenge und somit ein Zylinderinnendruck zu Beginn einer Hauptverbrennung erhöht, um den Gradienten des Zylinderinnendrucks auf den höchsten Zylinderinnendruck, die durch die Hauptverbrennung verursacht wird, weniger steil zu machen, und die Hochfrequenzkomponente des Klopfgeräuschs wird in geeigneter Weise reduziert. Daher wird gemäß dieser Konfiguration das Klopfgeräusch geeignet verringert, selbst wenn sich die Zündumgebung auf Grund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration im Zylinder verschlechtert.
  • Da gemäß dieser Ausführungsform das PCM 70 die Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Vorstufeneinspritzungen schrittweise reduziert, werden die Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt und somit wird eine kontinuierliche Wärmeerzeugung effektiver durch die Vorstufeneinspritzungen zu der Haupteinspritzung hin bewirkt.
  • Da gemäß dieser Ausführungsform das PCM 70 das Einspritzintervall verlängert, das durch den Kurbelwinkel definiert ist, wenn die Motordrehzahl ansteigt, werden auch dann, wenn die Zeitdauer des Verbrennungstakts (Verbrennungszyklus) entsprechend der Motordrehzahl geändert wird, die Vorstufeneinspritzungen in geeigneten Einspritzintervallen durchgeführt.
  • Darüber hinaus wird gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Motorlast geändert wird, anders als in dem Fall, in dem die Motordrehzahl geändert wird, die Zeitdauer entsprechend dem Verbrennungstakt (Verbrennungszyklus) nicht geändert, und daher steuert bzw. regelt das PCM 70 das durch den Kurbelwinkel definierte Einspritzintervall dahingehend, im Wesentlichen konstant zu sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motorkörper
    2
    Zylinder
    4
    Kolben
    7
    Kurbelwelle
    8
    Verbindungsstange
    20
    Injektor
    30
    Einlasstrakt
    40
    Auslasstrakt
    60
    Turbolader
    70
    PCM
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012036798 A [0002, 0003]
    • JP 2016217215 A [0005, 0006, 0056]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors zum Durchführen einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Bewirken einer Mehrzahl von Verbrennungen innerhalb eines Zylinders (2) in einem Verbrennungszyklus, umfassend: Erfassen einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders (2); Durchführen, beim Verdichtungstakt, der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei im Wesentlichen gleichmäßigen Einspritzintervallen, während die Einspritzintervalle erhöht werden, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt; und Durchführen, nach der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, einer weiteren Kraftstoffeinspritzung mit einer größeren Einspritzmenge als bei der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, nahe einem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Kurbelwinkel, die den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen entsprechen, schrittweise reduziert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Erhöhen von Kurbelwinkeln entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen, wenn eine Drehzahl des Dieselmotors ansteigt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen im Wesentlichen konstant sind, ungeachtet einer Änderung einer Last des Dieselmotors.
  5. Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. -regelvorrichtung für einen Dieselmotor zum Durchführen einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Bewirken einer Mehrzahl von Verbrennungen innerhalb eines Zylinders (2) in einem Verbrennungszyklus, umfassend: eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung, die konfiguriert ist, Kraftstoff in den Zylinder (2) einzuspritzen; und einen Controller bzw. Regler (70), der eine Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders (2) erfasst, wobei der Controller (70) konfiguriert ist, die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend zu steuern bzw. zu regeln, beim Verdichtungstakt die Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei im Wesentlichen konstanten Einspritzintervallen durchzuführen, während die Einspritzintervalle verlängert werden, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt, und nach der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen eine weitere Kraftstoffeinspritzung mit einer größeren Einspritzmenge als bei der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen nahe einem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts durchzuführen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Controller (70) die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuert bzw. regelt, Kurbelwinkel, die den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen entsprechen, schrittweise zu reduzieren.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Controller (70) die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuert bzw. regelt, Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen zu erhöhen, wenn eine Drehzahl des Dieselmotors ansteigt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei der Controller (70) die Kraftstoffzufuhrvorrichtung dahingehend steuert bzw. regelt, Kurbelwinkel entsprechend den Einspritzintervallen der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen im Wesentlichen konstant einzustellen, ungeachtet einer Änderung einer Last des Dieselmotors.
  9. Computerprogrammprodukt umfassend computerlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 ausführen können.
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