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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung.
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2. Bisheriger Stand der Technik
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Unter herkömmlichen Verbrennungsmotoren ist ein Verbrennungsmotor mit einer düsenförmigen Kolbenkühlungsdüse (PCJ = Piston Cooling Jet) bekannt, die ein Motoröl in Richtung zu einem Kolben hin einspritzt, um eine Zunahme der Temperatur des Kolbens oder des Zylinders während eines Betriebs mit einer hohen Drehzahl und einer hohen Last zu verhindern (siehe
JP 2013- 142 297 A ).
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Die
DE 10 2013 219 860 A1 offenbart ein System, welches die Steuerung von Öleinspritzung für die Kolbenkühlung in einer Kraftmaschine betrifft. Während eines Kraftmaschinenkaltstartereignisses wird die Öleinspritzung auf einen Kolben der Kraftmaschine aktiviert. Nach dem Kraftmaschinenkaltstartereignis wird die Öleinspritzung deaktiviert und basierend auf einem Betriebsparameter erneut aktiviert.
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Bei dem in
JP 2013- 142 297 A offenbarten Verbrennungsmotor stoppt ein Steuergerät (ECU) die Zufuhr eines Erregerstroms von einem Magnetschieberventil zu einem Magnet-Aktuator, wenn eine Motorlast zunimmt. Dann wird ein Schieber, der von einer Rückstellfeder angetrieben wird, so bewegt, dass ein Steueröl von dem Magnetschieberventil durch einen Steueröl-Durchlass auf der Seite einer Mengenerhöhung in eine Öffnung einer Ölpumpe auf der Seite einer Mengenerhöhung hinein strömt.
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Dementsprechend treibt ein hydraulischer Aktuator ein bewegliches Gehäuse in einer Drehrichtung nach links an, so dass eine Einspritzmenge der Ölpumpe zunimmt. In dem PCJ-Ventil wird das Steueröl indessen einer Steueröffnung von dem Steueröl-Durchlass auf der Seite einer Mengenerhöhung zugeführt, so dass ein Schließen durch einen Ventilkörper gelöst wird. Dann wird ein vierter Zufuhrdurchlass geöffnet, so dass das Motoröl von einer Strahldüse in Richtung zu einer unteren Oberfläche des Kolbens oder dergleichen eingespritzt wird. Aus diesem Grund kann der in
JP 2013- 142 297 A offenbarte Verbrennungsmotor einen Antriebsverlust, eine Verzögerung beim Warmlaufen und dergleichen verhindern, die durch den Einbau der Kolbenkühlungsdüse verursacht werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Wenn bei dem in
JP 2013- 142 297 A offenbarten Verbrennungsmotor jedoch ein Einspritzdruck der Kolbenkühlungsdüse erhöht wird, um das Auftreten eines Klopfens in einem Zustand mit einer niedrigen Drehzahl und einer hohen Last zu unterbinden, tritt ein Ölanstieg auf, bei dem ein Teil einer großen Menge des Öls, das in den Kolben eingespritzt wird, in eine Verbrennungskammer eindringt. Infolgedessen entsteht ein Problem dahingehend, dass aufgrund des in die Verbrennungskammer eindringenden Öls leicht eine Vorzündung auftritt.
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Das heißt, wenn die Öleinspritzmenge in den Kolben nicht ausreichend ist, kann der Kolben nicht zufriedenstellend gekühlt werden, und es tritt ein Klopfen auf. Wenn die Öleinspritzmenge indessen übermäßig ist, nimmt die Wahrscheinlichkeit für eine Vorzündung zu. Des Weiteren ist ein geeigneter Bereich der Öleinspritzmenge nicht gleichbleibend, sondern ändert sich in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors. Somit bestand ein Bedarf dahingehend, sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung durch Regeln der Öleinspritzmenge der Kolbenkühlungsdüse in Reaktion auf den Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf eine geeignete Menge zu verhindern.
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Diese Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände konzipiert, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung zu verhindern.
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Gemäß Aspekten dieser Erfindung wird eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, der eine Kolbenkühlungsdüse, die ein Öl aus einer Kurbelkammer zu einer unteren Oberfläche eines Kolbens hin einspritzt, sowie eine Ölpumpe beinhaltet, die der Kolbenkühlungsdüse das Öl unter Druck zuführt, wobei die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung beinhaltet: eine Steuereinheit, die einen von der Ölpumpe erzeugten hydraulischen Druck und einen Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse steuert, um den Kolben basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu kühlen, wobei die Steuereinheit, wenn eine Motorlast des Verbrennungsmotors auf eine vorgegebene Last oder eine höhere Last zunimmt, einen erhöhten hydraulischen Druck, der einem hydraulischen Druck entspricht, der im Vergleich zu einem Zeitpunkt vor einer Zunahme der Motorlast erhöht ist, und eine Anzahl von Haltezyklen, die der Anzahl von Zyklen des Verbrennungsmotors für ein Halten des erhöhten hydraulischen Drucks entspricht, basierend auf dem hydraulischen Druck bestimmt, der erhalten wird, bevor die Motorlast zunimmt, und wobei die Steuereinheit die von der Ölpumpe erzeugten hydraulischen Drücke und den Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse gemäß dem erhöhten hydraulischen Druck und der Anzahl von Haltezyklen steuert. In der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung verringert die Steuereinheit, wenn sie basierend auf zumindest einer von einer Ansauglufttemperatur der Ansaugluft des Verbrennungsmotors, einer Wassertemperatur des Kühlwassers und einer Öltemperatur des Öls bestimmt, dass leicht eine Vorzündung des Verbrennungsmotors auftritt oder der Verbrennungsmotor kalt ist, die Anzahl von Haltezyklen. Die erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit den von der Ölpumpe erzeugten hydraulischen Druck von dem erhöhten hydraulischen Druck graduell mit einer vorgegebenen Verringerungsrate verringert, nachdem die Anzahl von Haltezyklen verstrichen ist, und die Verringerungsrate des hydraulischen Drucks erhöht, wenn bestimmt wird, dass leicht die Vorzündung des Verbrennungsmotors auftritt oder der Verbrennungsmotor kalt ist.
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Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung zu verhindern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaubild, das eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht, bei dem es sich um ein Schaubild der Konfiguration eines Fahrzeugs und eines Verbrennungsmotors handelt, der mit einer Steuervorrichtung ausgestattet ist;
- 2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen PCJ-Steuerbetrieb unter Verwendung der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht;
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Detail von Schritt S2 von 2 veranschaulicht;
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Detail von Schritt S3 von 2 veranschaulicht;
- 5 ist ein Kennfeld für normale hydraulische Zieldrücke, auf das zum Zeitpunkt der Berechnung eines normalen hydraulischen Zieldrucks des Verbrennungsmotors mittels der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung Bezug genommen wird;
- 6 ist eine Haltezeittabelle für transiente hydraulische Drücke, auf die zum Zeitpunkt der Berechnung einer Anzahl transienter Haltezyklen des Verbrennungsmotors mittels der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung Bezug genommen wird;
- 7 ist eine Tabelle für transiente hydraulische Drücke, auf die zum Zeitpunkt der Berechnung eines erhöhten transienten hydraulischen Drucks des Verbrennungsmotors mittels der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung Bezug genommen wird;
- 8 ist ein normales PCJ-AN-AUS-Kennfeld, auf das zum Zeitpunkt der Bestimmung eines normalen Kolbenkühlungsdüsen-Einspritzzustands des Verbrennungsmotors mittels der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung Bezug genommen wird; und
- 9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Übergang eines Betriebszustands und eines Steuerzustands des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt der Durchführung eines PCJ-Steuerbetriebs mittels der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei einer Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung handelt es sich um eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der eine Kolbenkühlungsdüse, die ein Öl aus einer Kurbelkammer zu einer unteren Oberfläche eines Kolbens hin einspritzt, sowie eine Ölpumpe beinhaltet, die der Kolbenkühlungsdüse das Öl unter Druck zuführt, wobei die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung beinhaltet: eine Steuereinheit, die einen von der Ölpumpe erzeugten hydraulischen Druck und einen Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse steuert, um den Kolben basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu kühlen, wobei die Steuereinheit, wenn eine Motorlast des Verbrennungsmotors auf eine vorgegebene Last oder eine höhere Last zunimmt, einen erhöhten hydraulischen Druck, der einem hydraulischen Druck entspricht, der im Vergleich zu einem Zeitpunkt vor einer Zunahme der Motorlast erhöht ist, und eine Anzahl von Haltezyklen, die der Anzahl von Zyklen des Verbrennungsmotors für ein Halten des erhöhten hydraulischen Drucks entspricht, basierend auf dem hydraulischen Druck bestimmt, der erhalten wird, bevor die Motorlast zunimmt, und welche die von der Ölpumpe erzeugten hydraulischen Drücke und den Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse gemäß dem erhöhten hydraulischen Druck und der Anzahl von Haltezyklen steuert. Dementsprechend kann die Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung verhindern.
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Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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In 1 beinhaltet ein Fahrzeug 50, das mit einer Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung ausgestattet ist, einen Verbrennungsmotor 60 sowie ein elektronisches Steuergerät (ECU) 70, bei dem es sich um eine Steuereinheit handelt.
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Der Verbrennungsmotor 60 ist als ein Viertakt-Motor konfiguriert, der eine Serie von vier Takten durchführt, die einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Arbeitstakt sowie einen Auslasstakt beinhalten, während sich der Kolben 5 im Inneren des Zylinders zweimal in einer hin- und hergehenden Weise bewegt.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet einen Turbolader 3, und der Turbolader 3 beinhaltet einen Kompressor 3A sowie eine Turbine 3B, die mit dem Kompressor 3A verbunden ist.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet einen Ansaugdurchlass 61, der einen Ansaugdurchlass 61A bildet, sowie ein Auslassrohr 62, das einen Auslassdurchlass 62A bildet.
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In dem Ansaugdurchlass 61A sind von der stromaufwärts gelegenen Seite her ein Luftfilter 1, der Kompressor 3A des Turboladers 3, ein Ladeluftkühler 4 sowie ein Ansaugkrümmer 6 sequentiell angeordnet. Der Luftfilter 1 filtert die Ansaugluft. Der Kompressor 3A komprimiert die Ansaugluft. Der Ladeluftkühler 4 kühlt die Ansaugluft. Der Ansaugkrümmer 6 verteilt die Ansaugluft zu einer Verbrennungskammer 64 jedes Zylinders hin.
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In dem Auslassdurchlass 62A sind von der stromaufwärts gelegenen Seite her die Turbine 3B des Turboladers 3 und eine Abgasreinigungsvorrichtung 24 sequentiell angeordnet. Die Turbine 3B wird mittels eines Abgases gedreht, so dass eine Drehkraft auf den Kompressor 3A übertragen wird. Die Abgasreinigungsvorrichtung 24 reinigt ein Abgas.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet eine Einspritzdüse 23, und die Einspritzdüse 23 spritzt einen Kraftstoff mit einem hohen Druck in die Verbrennungskammer 64 ein. Bei dem Kraftstoff, der mittels der Einspritzdüse 23 eingespritzt wird, handelt es sich um einen Benzin- oder Diesel-Kraftstoff. Das heißt, der Verbrennungsmotor 60 ist als ein Benzinmotor mit Direkteinspritzung oder als ein Dieselmotor mit Direkteinspritzung konfiguriert.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet einen MAF-Sensor 10 (Mass Air Flow sensor, Massenluftstrom-Sensor), der in Bezug auf den Kompressor 3A des Ansaugdurchlasses 61A auf der stromaufwärts gelegenen Seite bereitgestellt ist. Der MAF-Sensor 10 detektiert eine Menge der Ansaugluft (auf die im Folgenden als eine AnsaugluftMenge Bezug genommen wird), die durch den Ansaugdurchlass 61A hindurch strömt, und gibt ein Detektionssignal an das Steuergerät 70 ab. Der MAF-Sensor 10 wird auch als ein Luftstrommesser oder ein Luftstrom-Sensor bezeichnet.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet einen Öltemperatur-/Öldruck-Sensor 11, der im Inneren eines Zylinderblocks 60A bereitgestellt ist, und der Öltemperatur-/Öldruck-Sensor 11 detektiert eine Öltemperatur und einen Öldruck des Öls und gibt ein Detektionssignal an das Steuergerät 70 ab.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet eine Kolbenkühlungsdüse 20 sowie ein PCJ-Steuerventil 21, die im Inneren des Zylinderblocks 60A bereitgestellt sind. Öl, das von einer Ölpumpe 12 ausgestoßen wird, wird durch das PCJ-Steuerventil 21 in die Kolbenkühlungsdüse 20 eingeleitet.
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Die Kolbenkühlungsdüse 20 ist in einer Kurbelkammer 65 bereitgestellt, die im Inneren des Zylinderblocks 60A ausgebildet ist, und ist so konfiguriert, dass sie ein Öl aus der Kurbelkammer 65 in Richtung zu der unteren Oberfläche des Kolbens 5 hin einspritzt. Die Kolbenkühlungsdüse 20 wird auch als eine Öldüse bezeichnet. Bei dem PCJ-Steuerventil 21 handelt es sich um ein Ventil, das eine Öleinspritzung aus der Kolbenkühlungsdüse 20 aktiviert oder deaktiviert.
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Der Verbrennungsmotor 60 beinhaltet die Ölpumpe 12, die im Inneren des Zylinderblocks 60A bereitgestellt ist, und die Ölpumpe 12 führt einer Mehrzahl von Ziel-Schmierabschnitten der Kolbenkühlungsdüse 20 und des Verbrennungsmotors 60 das Öl unter Druck zu. Die Ölpumpe 12 ist als eine Ölpumpe mit variabler Verdrängung konfiguriert und ist so konfiguriert, dass ein Öldruck durch Ändern einer Öleinspritzmenge geändert wird.
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Das Steuergerät 70 ist als ein Mikrocomputer konfiguriert, der eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen beinhaltet, und ist so konfiguriert, dass der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 60 elektrisch gesteuert wird.
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Die CPU ist so konfiguriert, dass sie eine temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet und dass sie gemäß einem im Voraus in dem ROM gespeicherten Programm einen Signalverarbeitung durchführt. Der ROM speichert im Voraus verschiedene Steuergrößen oder verschiedene Kennfelder.
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Das Steuergerät 70 steuert den Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse 20 und den von der Ölpumpe 12 erzeugten hydraulischen Druck, um den Kolben 5 basierend auf dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 60 zu kühlen. Das Steuergerät 70 steuert den Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse 20, indem das Öffnen und Schließen des PCJ-Steuerventils 21 gesteuert wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 ein PCJ-Steuerbetrieb beschrieben, der mittels des Steuergeräts 70 unter Verwendung der Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt wird. Bei dem PCJ-Steuerbetrieb handelt es sich um eine Steuerung, die eine vorgegebene Haltezeit und einen hydraulischen Druck erhöht, welcher der Kolbenkühlungsdüse 20 zugeführt wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
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In 2 bestimmt das Steuergerät 70 in Schritt S1 wiederholt, ob die Motorlast des Verbrennungsmotors 60 auf einen vorgegebenen Wert oder einen höheren Wert zunimmt, und bestimmt den hydraulischen Druck basierend auf dem hydraulischen Druck, der vor dem Übergang erhalten wird, wenn die Motorlast auf einen vorgegebenen Wert oder einen höheren Wert zunimmt (Schritt S2). Darüber hinaus kann die Motorlast des Verbrennungsmotors 60 zum Beispiel basierend auf dem Druck des Ansaugdurchlasses berechnet werden.
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Darüber hinaus zeigt der hydraulische Druck vor dem Übergang in Schritt S2 den hydraulischen Druck an, der vor einer Zunahme der Motorlast erhalten wird, das heißt, den hydraulischen Druck in einem Normalzustand vor dem Übergang. Des Weiteren zeigt der erhöhte hydraulische Druck den hydraulischen Druck an, der erhöht ist, so dass ein Klopfen verhindert werden kann und der Kolben 5 ohne einen Überschuss oder einen Mangel in dem Betriebszustand gekühlt werden kann, in dem die Motorlast zunimmt.
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Hierbei steuert das Steuergerät 70 den hydraulischen Druck in dem Normalzustand, in dem sich die Motorlast nicht ändert, derart, dass der hydraulische Druck gleich einem Zielwert des hydraulischen Drucks (einem hydraulischen Zieldruck) wird, der durch das Kennfeld für normale hydraulische Zieldrücke unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte Kennfeld für normale hydraulische Zieldrücke bestimmt wird.
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Das Kennfeld für normale hydraulische Zieldrücke ist bereitgestellt, um den hydraulischen Zieldruck für jeden Bereich festzulegen, der durch die Verknüpfung der Motorlast (auf die in der Zeichnung als eine Motorlastrate Bezug genommen wird) und der Motordrehzahl erhalten wird. In obigem Schritt S2 wird der erhöhte hydraulische Druck basierend auf dem hydraulischen Druck in dem Normalzustand bestimmt, bevor die Motorlast zunimmt.
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Des Weiteren öffnet und schließt das Steuergerät 70 in dem Normalzustand, in dem sich die Motorlast nicht ändert, das PCJ-Steuerventil 21 gemäß dem normalen PCJ-AN-AUS-Kennfeld unter Bezugnahme auf das in 8 dargestellte normale PCJ-AN-AUS-Kennfeld. Das normale PCJ-AN-AUS-Kennfeld ist bereitgestellt, um das PCJ-Steuerventil 21 für jeden Bereich zu öffnen oder zu schließen, der durch die Verknüpfung der Motorlast (auf die in den Zeichnungen als eine Motorlastrate Bezug genommen wird) und der Motordrehzahl erhalten wird.
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Wie in 3 dargestellt, gewinnt das Steuergerät 70 in Schritt S2 den hydraulischen Druck vor dem Übergang (Schritt S21) und berechnet den erhöhten hydraulischen Druck basierend auf dem hydraulischen Druck (Schritt S22). In Schritt S22 berechnet das Steuergerät 70 den erhöhten hydraulischen Druck (auf den in den Zeichnungen als ein transienter hydraulischer Druck Bezug genommen wird) basierend auf dem normalen hydraulischen Druck, der vor dem Übergang erhalten wird, unter Bezugnahme auf die in 7 dargestellte Tabelle für transiente hydraulische Drücke. Der erhöhte hydraulische Druck der Tabelle für transiente hydraulische Drücke ist auf einen hohen hydraulischen Druck festgelegt, um zunächst ein Klopfen zu verhindern.
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Als nächstes bestimmt das Steuergerät 70, ob es sich bei der Lastzunahmerate um eine vorgegebene Zunahmerate oder eine höhere Rate handelt oder ob es sich bei dem Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 60 um einen Klopf-Bereich handelt (Schritt S23). Das Steuergerät 70 bestimmt, dass die Bestimmung in Schritt S23 ein JA ergibt, wenn es sich bei der Lastzunahmerate um die vorgegebene Zunahmerate oder eine höhere Rate handelt oder wenn es sich bei dem Betriebsbereich um den Klopf-Bereich handelt.
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Wenn die Bestimmung in Schritt S23 ein JA ergibt, korrigiert das Steuergerät 70 den erhöhten hydraulischen Druck nach oben (Schritt S24) und bestimmt den nach oben korrigierten erhöhten hydraulischen Druck als den geänderten erhöhten hydraulischen Druck (Schritt S25).
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Wenn die Bestimmung in Schritt S23 ein NEIN ergibt, überspringt das Steuergerät 70 Schritt S24 und führt Schritt S25 durch. In diesem Fall wird der erhöhte hydraulische Druck nicht geändert. Nach Schritt S25 lässt das Steuergerät 70 den Prozess zu dem Ablaufdiagramm von 2 zurückkehren, bei dem es sich um ein aufrufendes Quellenprogramm handelt.
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Wieder Bezug nehmend auf 2 bestimmt das Steuergerät 70 in Schritt S3 die Anzahl von Haltezyklen des erhöhten hydraulischen Drucks.
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Hierbei zeigt die Anzahl von Haltezyklen die Einspritzzeitdauer (die Haltezeit) zum Zeitpunkt des Einspritzens von Öl aus der Kolbenkühlungsdüse 20 durch den erhöhten hydraulischen Druck in Bezug auf die Anzahl von Zyklen des Verbrennungsmotors 60 an. Im Hinblick auf das Zählverfahren für die Anzahl von Zyklen können vier Takte, die einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt beinhalten, als ein Zyklus festgelegt werden, oder es kann jeder Takt als ein Zyklus festgelegt werden.
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In Schritt S3 gewinnt das Steuergerät 70 den hydraulischen Druck vor dem Übergang (Schritt S31), wie in 4 dargestellt, und berechnet die Anzahl von Haltezyklen basierend auf dem hydraulischen Druck (Schritt S32). In Schritt S32 berechnet das Steuergerät 70 die Anzahl von Haltezyklen basierend auf dem normalen hydraulischen Druck vor dem Übergang unter Bezugnahme auf die in 6 dargestellte Haltezeittabelle für transiente hydraulische Drücke. Darüber hinaus wird auf die Anzahl von Haltezyklen in 6 als die Haltezeit Bezug genommen.
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Als nächstes bestimmt das Steuergerät 70, ob es sich bei der Lastzunahmerate um eine vorgegebene Zunahmerate oder eine höhere Rate handelt oder ob es sich bei dem Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 60 um einen Klopf-Bereich handelt (Schritt S33). Das Steuergerät 70 bestimmt, dass die Bestimmung in Schritt S33 ein JA ergibt, wenn es sich bei der Lastzunahmerate um die vorgegebene Zunahmerate oder eine höhere Rate handelt oder wenn es sich bei dem Betriebsbereich um den Klopf-Bereich handelt.
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Wenn die Bestimmung in Schritt S33 ein JA ergibt, korrigiert das Steuergerät 70 die Anzahl von Haltezyklen nach oben (Schritt S34) und gewinnt dann eine Motortemperatur-Information (Schritt S35). Die Motortemperatur-Information beinhaltet eine Öltemperatur des Öls, eine Wassertemperatur des Kühlwassers, eine Ansaugtemperatur der Ansaugluft und dergleichen.
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Wenn die Bestimmung in Schritt S33 ein NEIN ergibt, überspringt das Steuergerät 70 Schritt S34 und führt Schritt S35 durch. In diesem Fall wird der erhöhte hydraulische Druck nicht geändert.
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Nach Schritt S35 bestimmt das Steuergerät 70 in Schritt S36, ob sich der Verbrennungsmotor 60 in einem Zustand befindet, in dem eine Vorzündung auftritt. Der Zustand, in dem eine Vorzündung auftritt, zeigt einen Zustand an, in dem leicht eine Vorzündung auftritt. Wenn die Öltemperatur gleich einer vorgegebenen hohen Öltemperatur ist, die Wassertemperatur gleich einer vorgegebenen hohen Wassertemperatur ist oder die Ansaugtemperatur gleich einer vorgegebenen hohen Ansaugtemperatur ist, bestimmt das Steuergerät 70 in Schritt S36, dass es sich bei dem momentanen Zustand um den Zustand handelt, in dem eine Vorzündung auftritt.
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Wenn in Schritt S36 bestimmt wird, dass es sich bei dem momentanen Zustand um den Zustand handelt, in dem eine Vorzündung auftritt, korrigiert das Steuergerät 70 die Anzahl von Haltezyklen nach unten (Schritt S37) und bestimmt die geänderte Anzahl von Haltezyklen (Schritt S38). Die geänderte Anzahl von Haltezyklen in Schritt S38 entspricht der Anzahl von Haltezyklen, die in Schritt S37 nach unten korrigiert wurde, oder der Anzahl von Haltezyklen, die in Schritt S40, der später zu beschreiben ist, nach unten korrigiert wird.
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Wenn in Schritt S36 bestimmt wird, dass es sich bei dem momentanen Zustand nicht um den Zustand handelt, in dem eine Vorzündung auftritt, bestimmt das Steuergerät 70, ob der Verbrennungsmotor 60 kalt ist (Schritt S39).
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Wenn in Schritt S39 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor kalt ist, korrigiert das Steuergerät 70 die Anzahl von Haltezyklen nach unten (Schritt S40) und führt Schritt S38 durch. Wenn in Schritt S39 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor nicht kalt ist, überspringt das Steuergerät 70 Schritt S40 und führt Schritt S38 durch. In diesem Fall wird die Anzahl von Haltezyklen nicht geändert.
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Nach Schritt S38 lässt das Steuergerät 70 den Prozess zu dem Ablaufdiagramm von 2 zurückkehren, bei dem es sich um ein aufrufendes Quellenprogramm handelt.
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Wieder Bezug nehmend auf 2 treibt das Steuergerät 70 in Schritt S4 die Ölpumpe 12 durch den erhöhten hydraulischen Druck an, bestimmt in Schritt S5 wiederholt, ob die Anzahl von Haltezyklen verstrichen ist, und steuert die Ölpumpe 12 in Schritt S6 so, dass der hydraulische Druck graduell abnimmt, wenn die Anzahl von Haltezyklen verstrichen ist.
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Als nächstes wird ein Übergang in dem Betriebszustand und dem Steuerzustand des Verbrennungsmotors 60 während des PCJ-Steuerbetriebs unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Wie in 9 dargestellt, ist die Motordrehzahl bei t0 des Anfangszustands gleich 1.000 Umdr./Min., die Motorlast (auf die in den Zeichnungen als eine Motorlastrate Bezug genommen wird) ist gleich 20%, die Kolbenkühlungsdüse 20 (auf die in den Zeichnungen als PCJ Bezug genommen wird) befindet sich in einem Einspritz-Stopp-Zustand, und der hydraulische Druck ist gleich 150 kPa. Des Weiteren ist die Klopf-Steuerung in dem Anfangszustand deaktiviert. Die Klopf-Steuerung kennzeichnet eine Steuerung, die das Auftreten eines Klopfens durch Erhöhen des hydraulischen Drucks auf den erhöhten hydraulischen Druck verhindert und das Kühlen des Kolbens 5, wie in Schritt S4 von 2 unterstützt.
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Bei dem Beispiel von 9 ist die Klopf-Steuerung zum Zeitpunkt t1 aktiviert, wenn die Motorlast nach dem Zeitpunkt t0 auf eine vorgegebene Last (20%) oder eine höhere Last zunimmt. Dann wird der hydraulische Druck auf 350 kPa als dem erhöhten hydraulischen Druck erhöht, so dass der Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse 20 zum Zeitpunkt t1 aktiviert ist.
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Des Weiteren wird der hydraulische Druck nach dem Verstreichen eines vorgegebenen Haltezyklus zum Zeitpunkt t2 graduell verringert, bei dem die Anzahl von Haltezyklen seit dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist. Da in der Zeitspanne, in welcher der hydraulische Druck graduell verringert wird, leicht eine Vorzündung in dem Verbrennungsmotor auftritt oder der Verbrennungsmotor kalt ist, wird des Weiteren die Verringerungsrate des hydraulischen Drucks hoch festgelegt, und der hydraulische Druck wird schnell graduell verringert, wie in 9 mittels der durchgezogenen Linie gekennzeichnet. Wenn in dem Verbrennungsmotor nicht leicht eine Vorzündung auftritt oder der Verbrennungsmotor nicht kalt ist, wird darüber hinaus die graduelle Verringerungsrate des hydraulischen Drucks nicht hoch festgelegt, wie durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet.
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Wenn die Motorlast des Verbrennungsmotors 60 bei dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, auf eine vorgegebene Last oder eine höhere Last zunimmt, bestimmt das Steuergerät 70 die Anzahl von Haltezyklen, die der Anzahl von Zyklen des Verbrennungsmotors 60 für ein Halten des erhöhten hydraulischen Drucks entspricht, und den erhöhten hydraulischen Druck, der dem hydraulischen Druck entspricht, der im Vergleich zu einem Zustand erhöht ist, bevor die Motorlast zunimmt, basierend auf dem hydraulischen Druck, der erhalten wird, bevor die Motorlast zunimmt. Dann steuert das Steuergerät 70 den Einspritzzustand der Kolbenkühlungsdüse 20 und den hydraulischen Druck, der von der Ölpumpe 12 erzeugt wird, gemäß dem bestimmten erhöhten hydraulischen Druck und der bestimmten Anzahl von Haltezyklen.
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Dementsprechend ist es möglich, während der Anzahl von Haltezyklen und des erhöhten hydraulischen Drucks in dem transienten Zustand, in dem die Motorlast auf eine vorgegebene Last oder eine höhere Last zunimmt, Öl aus der Kolbenkühlungsdüse 20 ohne Überschuss oder Mangel gemäß dem hydraulischen Druck einzuspritzen, der erhalten wird, bevor die Motorlast zunimmt.
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Aus diesem Grund ist es möglich, den Kolben 5 durch eine ausreichende Menge an Öl ausreichend zu kühlen und ein Klopfen zu verhindern, nachdem die Motorlast zugenommen hat. Da die Zufuhr des Öls nicht übermäßig ist, ist es des Weiteren möglich, einen Ölanstieg zu verhindern, wenn das eingespritzte Öl durch die äußeren Rand des Kolbens hindurch strömt und in die Verbrennungskammer 64 eintritt, und eine durch den Ölanstieg verursachte Vorzündung zu verhindern. Das heißt, da nicht nur der erhöhte hydraulische Druck, sondern auch die Anzahl von Haltezyklen in einem geeigneten Bereich ohne Überschuss oder Mangel gesteuert werden, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem das Öl während einer langen Zeitspanne übermäßig zugeführt wird, und somit vorzugsweise einen Ölanstieg aufgrund des Schaufelns von Öl zu verhindern, wenn sich der Kolben 5 in Richtung zu einem oberen Totpunkt bewegt. Infolgedessen ist es möglich, sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung zu verhindern.
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Wenn das Steuergerät 70 bestimmt, dass sich der Verbrennungsmotor 60 in dem transienten Zustand befindet, in dem es sich bei der Motorlast-Zunahmerate um eine vorgegebene Zunahmerate oder eine höhere Rate handelt oder in dem sich der Verbrennungsmotor 60 in dem Klopf-Zustand befindet, in dem leicht ein Klopfen auftritt, erhöht das Steuergerät 70 bei dieser Ausführungsform des Weiteren zumindest einen bzw. eine von dem erhöhten hydraulischen Druck und der Anzahl von Haltezyklen.
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Da es möglich ist, das Kühlvermögen des Verbrennungsmotors 60 zu verbessern, indem zumindest einer von dem erhöhten hydraulischen Druck und der Anzahl von Haltezyklen erhöht wird, wenn sich der Verbrennungsmotor in dem transienten Zustand oder in einem Zustand befindet, in dem leicht ein Klopfen auftritt, ist es dementsprechend möglich, ein Klopfen zu verhindern.
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Wenn das Steuergerät 70 basierend auf zumindest einer von der Ansaugtemperatur der Ansaugluft, der Wassertemperatur des Kühlwassers und der Öltemperatur des Öls des Verbrennungsmotors 60 bestimmt, dass leicht eine Vorzündung des Verbrennungsmotors 60 auftritt oder der Verbrennungsmotor 60 kalt ist, verringert das Steuergerät 70 bei dieser Ausführungsform des Weiteren die Anzahl von Haltezyklen.
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Wenn in dem Verbrennungsmotor leicht eine Vorzündung auftritt, ist es dementsprechend möglich, einen Ölanstieg aufgrund der übermäßigen Zufuhr von Öl weiter zu verringern, indem die Anzahl von Haltezyklen verringert wird, und somit des Weiteren das Auftreten einer Vorzündung aufgrund eines Ölanstiegs zu verhindern. Wenn der Verbrennungsmotor 60 kalt ist, ist es des Weiteren möglich, das Unterkühlen des Kolbens 5 zu verhindern, indem die Anzahl von Haltezyklen verringert wird.
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Des Weiteren verringert das Steuergerät 70 bei dieser Ausführungsform graduell den von der Ölpumpe 12 erzeugten hydraulischen Druck von dem erhöhten hydraulischen Druck aus mit einer vorgegebenen Verringerungsrate, nachdem die Anzahl von Haltezyklen verstrichen ist.
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Wenn das Steuergerät 70 des Weiteren bestimmt, dass zum Zeitpunkt einer graduellen Verringerung des hydraulischen Drucks in dem Verbrennungsmotor leicht eine Vorzündung auftritt oder der Verbrennungsmotor kalt ist, erhöht das Steuergerät die Verringerungsrate des hydraulischen Drucks.
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Da der erhöhte hydraulische Druck graduell verringert wird, ist es dementsprechend möglich, in Anbetracht einer verzögerten Änderung der Kolbentemperatur, wenn die Motorlast temporär zunimmt, eine abrupte Änderung der Kolbentemperatur zu verhindern und eine Kühlung durchzuführen.
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Da es des Weiteren möglich ist, den hydraulischen Druck, der auf den erhöhten hydraulischen Druck erhöht ist, in einem Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 60 kalt ist, mit einer hohen Verringerungsrate schnell zu verringern, ist es möglich, das Unterkühlen des Kolbens 5 zu verhindern.
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Da es des Weiteren möglich ist, den hydraulischen Druck, der auf den erhöhten hydraulischen Druck erhöht ist, in einem Zustand, in dem leicht eine Vorzündung auftritt, mit einer hohen Verringerungsrate schnell zu verringern, ist es möglich, das Auftreten einer Vorzündung zu verhindern. Aus diesem Grund ist es möglich, sowohl ein Klopfen als auch eine Vorzündung zu verhindern.
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Obwohl Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wurden, ist es ersichtlich, dass ein Fachmann Änderungen vornehmen kann, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Jegliche und sämtliche derartigen Modifikationen und Äquivalente sollen in den beigefügten Ansprüchen eingeschlossen sein.
