DE112011101411T5

DE112011101411T5 - Steuersystem einer Brennkraftmaschiine

Info

Publication number: DE112011101411T5
Application number: DE112011101411T
Authority: DE
Inventors: Shiro Tanno; Yasushi Ito; Kazuki Iwatani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2013-04-25
Also published as: CN102859169B; JPWO2011132604A1; JP5397541B2; US8720417B1; CN102859169A; WO2011132604A1; US8534237B2; US20110264355A1

Abstract

Offenbart ist eine Brennkraftmaschine, in der es möglich ist, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zuzuführen, der einfacher als Ammoniak verbrennt, wobei der Nicht-Ammoniakkraftstoff direkt in eine Brennkammer (5) durch eine Nicht-Ammoniakkraftstoffeinspritzvorrichtung (4) eingespritzt wird und eine Verbrennung eines gasartigen Gemisches durch die Zündung des eingespritzten Nicht-Ammoniakkraftstoffs in der Brennkammer initiiert wird. Wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, versetzt eine Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine die Einspritzzeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs nach vorne, verglichen dazu, wenn die Konzentration von Ammoniak niedrig ist. Deshalb ist es in der Brennkraftmaschine möglich, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff (Benzin, Leichtöl, Wasserstoff etc.) zuzuführen, der leichter als Ammoniak verbrennt, wobei die Kraftstoffzufuhr und Verbrennung angemessen gesteuert werden können für die angemessene Verbrennung des gasförmigen Gemisches in der Brennkammer.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine.
STAND DER TECHNIK
In einer Brennkraftmaschine waren in der Vergangenheit hauptsächliche fossile Brennstoffe der Kraftstoff, der verwendet wurde. Jedoch erzeugt in diesem Fall ein Verbrennen solcher Kraftstoffe CO₂, was eine globale Erwärmung verursacht. Andererseits erzeugt ein Verbrennen von Ammoniak überhaupt kein CO₂. Daher ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die hergestellt ist, um Ammoniak als einen Kraftstoff zu verwenden, und kein CO₂ zu erzeugen (zum Beispiel siehe PLT 1).
Jedoch ist Ammoniak schwerer zu verbrennen, verglichen mit fossilen Brennstoffen. Deshalb, wenn Ammoniak als Kraftstoff verwendet wird, ist eine Art von Maßnahme erforderlich, um das Ammoniak leichter zu verbrennen. Daher wird in der vorangehend genannten Brennkraftmaschine eine Abgaswärme verwendet, um das Ammoniak zu reformieren, um so ein reformiertes Gas herzustellen, das aus Wasserstoff und Stickstoff besteht, wobei der Wasserstoff in dem hergestellten reformierten Gas in einer Wasserstoffspeicherverbindung gespeichert wird und der Wasserstoff, der in der Wasserstoffspeicherverbindung gespeichert ist, wird zusammen mit dem Ammoniak in eine Brennkammer gefördert, um so eine leichtere Verbrennung zu ermöglichen, selbst wenn Ammoniak als Kraftstoff verwendet wird.
LITERATURLISTE PATENTLITERATUR

PLT 1: japanische Patentoffenlegung (A) Nr. 5-332152 .

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In dieser Hinsicht, um das Ammoniak gut brennbar zu machen, falls ein Kraftstoff, der leichter zu verbrennen ist als Ammoniak (zum Beispiel Wasserstoff, Benzin, Diesel, etc., hiernach als „Nicht-Ammoniakkraftstoff” bezeichnet) zusätzlich zu Ammoniak in eine Brennkammer gefördert wird, werden zwei verschiedene Kraftstoffe in die Brennkammer zugeführt. Aus diesem Grund, um ein Luftkraftstoffgemisch dieser zwei Kraftstoffe in der Brennkammer geeignet zu verbrennen, ist es notwendig, den Kraftstoff geeignet zuzuführen und die Verbrennung zu steuern.
Deshalb hat die vorliegende Erfindung ihre Aufgabe darin, ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, die in der Lage ist, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zu verwenden, welcher leichter zu verbrennen ist als Ammoniak, indem eine Zuführung von Kraftstoffen und eine Steuerung einer Verbrennung geeignet ausgeführt werden, um das Luftkraftstoffgemisch in der Brennkammer geeignet zu verbrennen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um diese Aufgabe zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung einer Brennkraftmaschine vor, die in jedem der Ansprüche rezitiert ist.
Um diese Aufgabe zu erreichen, ist in einem Aspekt der Erfindung ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das in der Lage ist, als einen Kraftstoff Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zu verwenden, der leichter zu verbrennen ist als Ammoniak, wobei der Nicht-Ammoniakkraftstoff direkt in eine Brennkammer durch ein Nicht-Ammoniakkraftstoffeinspritzsystem eingespritzt wird und wobei eine Verbrennung eines Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer durch eine Zündung des eingespritzten Nicht-Ammoniakkraftstoffs eingeleitet wird, wobei ein Einspritzzeitpunkt bzw. -timing des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu dem Zeitpunkt vorversetzt wird, wenn ein Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, im Vergleich zu dem Zeitpunkt, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, (hiernach als ein „Ammoniakzuführverhältnis” bezeichnet) hoch wird, wird eine Zündfähigkeit des gesamten Kraftstoffs gesenkt. Andererseits, wenn der Zündzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs vorversetzt wird, wird die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs hoch.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, da der Einspritzzeitpunkt bzw. das Einspritztiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu der Zeit, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, im Vergleich zu dem Zeitpunkt vorversetzt wird, wenn das Verhältnis niedrig ist, selbst wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch wird, kann die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches hochgehalten werden.
In einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das in der Lage ist, als einen Kraftstoff Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zu verwenden, welcher leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, und eine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer durch eine Zündung des Luftkraftstoffgemisches durch eine Zündvorrichtung einzuleiten bzw. zu beginnen, wobei der Zündzeitpunkt zu der Zeit, wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, im Vergleich zu dem Zeitpunkt vorversetzt wird, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Wenn der Zündzeitpunkt des Luftkraftstoffgemisches vorversetzt wird, wird die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches hoch. Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, da der Zündzeitpunkt bzw. das Zündtiming zu der Zeit, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, im Vergleich zu der Zeit vorversetzt ist, wenn es niedrig ist, kann die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches hoch gehalten werden, selbst wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch wird.
In einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das in der Lage ist, als einen Kraftstoff Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zu verwenden, der leichter zu verbrennen ist als Ammoniak, den Nicht-Ammoniakkraftstoff direkt in eine Brennkammer durch ein Nicht-Ammoniakkraftstoffeinspritzsystem einzuspritzen und ein Luftkraftstoffgemisch in der Brennkammer durch eine Zündung des eingespritzten Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu verbrennen, wobei die Einspritzung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in eine Vielzahl von Einspritzungen in einem Zyklus aufgeteilt werden kann und die Anzahl von Einspritzungen größer ist zu der Zeit, wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, im Vergleich zu der Zeit, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Falls die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs größer gemacht wird, wird die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs höher. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, da die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs größer gemacht wird zu der Zeit, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, im Vergleich zu der Zeit, wenn das Verhältnis niedrig ist, kann die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches hoch gehalten werden, selbst wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch wird.
In einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das mit einem Ammoniakzuführsystem, das Ammoniak zuführt, und einem Nicht-Ammoniakkraftstoffzuführsystem bzw. -Fördersystem versehen ist, das einen Nicht-Ammoniakkraftstoff zuführt, der leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, und das in einer ersten Betriebsart, die lediglich den Nicht-Ammoniakkraftstoff in eine Brennkammer zuführt, und einer zweiten Betriebsart laufen kann, die sowohl Ammoniak als auch einen Nicht-Ammoniakkraftstoff in die Brennkammer zuführt, das Maschinendrehzahlen oder erzeugte Drehmomente zu der Zeit eines Laufens in der ersten Betriebsart und der Zeit eines Laufens in der zweiten Betriebsart erfasst, eine Differenz einer Drehzahl oder eines erzeugten Drehmoments unter Zylindern, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer zugeführt wird, basierend auf der Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments berechnet, das zwischen zwei Betriebsarten erfasst ist, und eine Ammoniakzuführmenge von dem Ammoniakzuführ- bzw. -fördersystem eines jeden Zylinders basierend auf der berechneten Differenz einer Drehzahl oder erzeugten Drehmoments unter Zylindern korrigiert.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, da die Differenz einer Drehzahl oder eines erzeugten Drehmoments unter Zylindern, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer zugeführt wird, berechnet werden kann, selbst wenn es eine Variation bzw. Veränderung in der Ammoniakzuführmenge von dem Ammoniakzuführsystem gibt, kann diese auf dieser Differenz unter Zylindern basierende Variation bzw. Veränderung kompensiert werden.
In einem anderen Aspekt der Erfindung, wenn die Ammoniakzuführmenge eine Referenzzuführmenge oder mehr ist, korrigiert das System eine Ammoniakzuführmenge eines Zylinders nach unten, in dem die Maschinendrehzahl oder das erzeugte Drehmoment, das auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, kleiner als in den anderen Zylindern ist, und wenn die Ammoniakzuführmenge kleiner als die Referenzzuführmenge ist, korrigiert das System eine Ammoniakzuführmenge eines Zylinders nach oben, in dem die Maschinendrehzahl oder das erzeugte Drehmoment, das auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, kleiner als in den anderen Zylindern ist.
In einem anderen Aspekt der Erfindung, wenn eine Abwärtskorrektur der Ammoniakzuführmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, zwischen dem abwärts korrigierten Zylinder und anderen Zylindern kleiner wird, korrigiert das System die Ammoniakzuführmenge nach oben, und wenn eine Aufwärtskorrektur der Ammoniakzuführmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, zwischen dem aufwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern klein wird, korrigiert das System die Ammoniakzuführmenge nach unten.
In einem anderen Aspekt der Erfindung stoppt das System die Zufuhr von Ammoniak, wenn die Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments, das auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer gefördert wird, zwischen dem aufwärts oder abwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern nicht klein wird, selbst wenn die Ammoniakfördermenge aufwärts korrigiert wird oder sie abwärts korrigiert wird.
Die vorliegende Erfindung wird klarer aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen verstanden, die mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen gegeben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Gesamtansicht einer Kompressionszündungsbrennkraftmaschine.
2 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Ammoniakzuführverhältnis und einem Zündzeitpunkt eines Nicht-Ammoniakkraftstoffs zeigt.
3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel und einer Temperatur eines Luftkraftstoffgemisches in einer Brennkammer zeigt.
4 ist eine Gesamtansicht einer Zündfunkenzündungsbrennkraftmaschine.
5 ist eine Ansicht, die eine Kraftstoffeinspritzbetriebsart von einem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor zeigt.
6 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Ammoniakzuführverhältnis und einer Anzahl von Einspritzungen zeigt.
7 ist eine Ansicht, die einen Trend in einer momentanen Maschinendrehzahl in Übereinstimmung mit dem Kurbelwinkel zeigt.
8 ist ein Abschnitt eines Flussdiagramms, das eine Steuerroutine einer Variationskompensationssteuerung zeigt, die eine Variation der Ammoniakeinspritzmenge unter Zylindern kompensiert.
9 ist ein Abschnitt eines Flussdiagramms, das eine Steuerroutine einer Variationskompensationssteuerung zeigt, die eine Variation der Ammoniakeinspritzmenge unter Zylindern kompensiert.
10 ist ein Abschnitt eines Flussdiagramms, das eine Steuerroutine einer Variationskompensationssteuerung zeigt, die eine Variation der Ammoniakeinspritzmenge unter Zylindern kompensiert.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail erläutert werden. Es sei vermerkt, dass in der folgenden Erläuterung ähnliche Komponenten das gleiche Bezugszeichen zugewiesen haben.
1 ist eine Gesamtansicht einer Kompressionszündungsbrennkraftmaschine, in der ein Steuersystem der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bezugnehmend auf 1 zeigt 1 einen Brennkraftmaschinenkörper, 2 einen Zylinderblock, 3 einen Zylinderkopf, 4 einen Kolben, 5 eine Brennkammer, 6 ein Einspritzventil, 7 einen Einlassanschluss, 8 ein Auslassventil und 9 einen Auslassanschluss. In der Brennkraftmaschine, die in 1 gezeigt ist, wird eine Verwendung von Ammoniak als ein erster Kraftstoff und eines Nicht-Ammoniakkraftstoffs als ein zweiter Kraftstoff gemacht, welcher leichter als Ammoniak zu verbrennen ist. Diese zwei Arten von Kraftstoffen werden in die Brennkammer 5 zugeführt bzw. gefördert.
Als dieser Nicht-Ammoniakkraftstoff kann Gebrauch von einem Kraftstoff gemacht werden, der leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, zum Beispiel Benzin, Diesel, verflüssigtes Erdgas oder Wasserstoff, der durch ein Reformieren von Ammoniak erlangt wird. 1 zeigt einen Fall, in dem Gebrauch von einem Kraftstoff unter diesen Nicht-Ammoniakkraftstoffen gemacht wird, welcher selbst zündet, zum Beispiel Diesel.
Bezugnehmend auf 1 ist jeder Einlassanschluss 7 durch Einlasszweigleitungen 11 mit einem Ausgleichstank 12 verbunden. In jeder Einlasszweigleitung 11 ist ein Ammoniakinjektor 13 zum Einspritzen von gasförmigem Ammoniak zu dem Inneren des entsprechenden Einlassanschlusses 7 angeordnet. Der Ausgleichstank bzw. Ausgleichsbehälter 12 ist durch einen Einlasskanal 14 mit einem Luftreiniger bzw. Luftfilter 15 verbunden. In dem Einlasskanal 14 sind ein Drosselventil 16, das durch einen Aktuator angetrieben ist, und ein Einlassluftdetektor 17 angeordnet, der zum Beispiel einen heißen Draht verwendet. Andererseits ist der Auslassanschluss 9 durch einen Abgaskrümmer 18 mit einem stromaufwärtsseitigen Abgasreinigungssystem 19 verbunden. In der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, kann dieses stromaufwärtsseitige Abgasreinigungssystem 19 ein Ammoniakadsorptionsmittel sein, das in der Lage ist, Ammoniak in dem Abgas zu adsorbieren, oder ein NO_x-Adsorptionsmittel sein, das in der Lage ist, NO_x in dem Abgas etc. zu adsorbieren. Das stromaufwärtsseitige Abgasreinigungssystem 19 ist durch eine Abgasleitung 20 mit einem stromabwärtsseitigen Reinigungssystem 21 verbunden. In der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, kann dieses stromabwärtsseitige Abgasreinigungssystem 21 ein Oxidationskatalysator, ein NO_x-Speicherreduktionskatalysator, ein NO_x-SCR-Katalysator etc. sein.
Ferner ist ein Verdampfer bzw. Zerstäuber 30 zum Verdampfen von flüssigem Ammoniak benachbart zu dem stromabwärtsseitigen Abgasreinigungssystem 21 angeordnet. In diesem Verdampfer 30 ist eine Heizvorrichtung 31 angeordnet, so dass das flüssige Ammoniak verdampft werden kann, selbst wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist. Der Verdampfer 30 ist durch eine Ammoniakeinströmleitung 32 mit einem Kraftstofftank 33 verbunden. In dieser Ammoniakeinströmleitung 32 sind ein Absperrventil 34, das zu dem Zeitpunkt eines Laufens der Maschine offen ist, jedoch geschlossen ist, wenn die Maschine stoppt, und ein Druckregulator 35 angeordnet. Das Innere des Kraftstofftanks 33 ist mit ungefähr 0,8 MPa bis 1,0 MPa eines Hochdruckflüssigammoniaks gefüllt. Das Flüssigammoniak bzw. flüssige Ammoniak in dem Kraftstofftank 33 wird in den Verdampfer 30 durch die Ammoniakeinströmleitung 32 zugeführt. In der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ist der Verdampfer 30 ausgebildet, um durch das Abgas aufgeheizt zu werden, und entsprechend wird das flüssige Ammoniak, das in den Verdampfer 30 zugeführt ist, in dem Verdampfer 30 verdampft.
Das gasförmige Ammoniak, das in dem Verdampfer 30 verdampft wird, wird in einen Ammoniakgastank 37 durch eine Ammoniakausströmleitung 36 zugeführt. Das gasförmige Ammoniak in dem Ammoniakgastank 37 wird zu dem Ammoniakinjektor 13 durch eine Ammoniakgasförderleitung 38 zugeführt und das gasförmige Ammoniak wird von dem Ammoniakinjektor 13 zu dem Inneren des entsprechenden Einlassanschlusses 7 eingespritzt.
Es sei vermerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform das flüssige Ammoniak durch das Abgas unter Verwendung des Verdampfers 30 erhitzt wird. Jedoch kann das flüssige Ammoniak auch durch ein anderes Verfahren, z. B. unter Verwendung einer Heizeinrichtung erhitzt und verdampft werden. Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform gasförmiges Ammoniak von dem Ammoniakinjektor 13 aus eingespritzt. Jedoch kann auch das flüssige Ammoniak direkt von dem Ammoniakinjektor 13 eingespritzt werden. In diesem Fall wird das flüssige Ammoniak in dem Kraftstofftank 33 zu dem Ammoniakinjektor 13 zugeführt, ohne durch den Verdampfer 30 zu laufen.
Andererseits, wie in 1 gezeigt ist, ist in der Mitte einer oberen Fläche der Brennkammer 5 ein Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 zum direkten Einspritzen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in die Brennkammer 5 angeordnet. Zu diesem Kraftstoffinjektor 40 wird der Nicht-Ammoniakkraftstoff in einem Kraftstofftank 41 durch eine Förderpumpe 42 zugeführt. Wie vorangehend erläutert ist, ist in dieser Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ein selbstzündender Kraftstoff als der Nicht-Ammoniakkraftstoff verwendet.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht eine elektronische Steuereinheit 50 aus einem Digitalcomputer, der mit einem ROM (Nur-Lesespeicher) 52, einem RAM (Arbeitsspeicher) 53, einer CPU (Mikroprozessor) 54, einem Eingangsanschluss 55 und einem Ausgangsanschluss 56 versehen ist, welche alle miteinander durch einen bidirektionalen Bus 51 verbunden sind. Ein Ausgabesignal des Einlassluftdetektors 17 wird durch einen entsprechenden AD-Wandler 57 an den Eingangsanschluss 55 eingegeben. Ein Beschleunigerpedal 60 ist mit einem Lastsensor 61 verbunden, der eine Ausgabespannung erzeugt, die proportional zu dem Niederdrückbetrag des Beschleunigerpedals 60 ist. Die Ausgabespannung des Lastsensors 61 wird durch einen entsprechenden AD-Wandler 57 an den Eingangsanschluss 55 eingegeben. Ferner ist der Eingangsanschluss 55 mit einem Kurbelwinkelsensor 62 verbunden, der einen Ausgabepuls erzeugt, jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle um z. B. 10° dreht.
Andererseits ist der Ausgabeanschluss bzw. Ausgangsanschluss 56 durch die entsprechenden Antriebskreise 58 mit dem Ammoniakinjektor 13, einem Antriebsaktuator des Drosselventils 16, einem Absperrventil 34, einem Druckregulator 35, einem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 und einer Förderpumpe 42 verbunden.
In dieser Hinsicht, wie vorangehend erläutert ist, ist Ammoniak im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen schwer zu verbrennen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführungsform Nicht-Ammoniakkraftstoff, der leichter zu verbrennen ist als Ammoniak, zu der Brennkammer 5 zusätzlich zu Ammoniak zugeführt, so dass eine Verbrennung leichter auftritt, wenn Ammoniak verwendet wird. Aufgrund dessen wird zur Zeit einer Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches (Luftkraftstoffgemisch von Ammoniak, Nicht-Ammoniakkraftstoff und Luft) der Nicht-Ammoniakkraftstoff zuerst selbst entzündet. Und zwar wird durch eine Selbstentzündung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, der von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 aus eingespritzt wird, eine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 begonnen. Danach beginnt das Ammoniak durch ein Ausbreiten der Flamme auf das Ammoniak, verbrannt zu werden. Entsprechend, um eine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 gut zu bewirken, ist es notwendig, eine gute Selbstentzündung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu bewirken, der direkt in die Brennkammer 5 eingespritzt wird.
Jedoch, wenn das Verhältnis von Ammoniak am gesamten Kraftstoff, der in die Brennkammer 5 zugeführt wird (hiernach als das „Ammoniakzuführverhältnis” bezeichnet), groß wird, wird die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, d. h. die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches, verringert.
Und zwar, wenn das Ammoniakzuführverhältnis steigt, d. h., wenn die Zuführmenge des gasförmigen Ammoniaks steigt, verringert sich relativ dazu die Zuführmenge an Luft. In diesem Fall hat Ammoniak eine hohe Zündtemperatur und eine langsame Verbrennungsgeschwindigkeit und trägt deshalb nicht stark zu der Selbstzündung des Luftkraftstoffgemisches bei. Aus diesem Grund, wenn die Zuführmenge des gasförmigen Ammoniaks, das fast gar nicht zu der Selbstentzündung des Luftkraftstoffgemisches beiträgt, steigt und die Zuführmenge von Luft fällt bzw. sich verringert, wird die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs verringert werden.
Deshalb wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Zündzeitpunkt bzw. das Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis geändert. 2 ist eine Ansicht, die das Verhältnis bzw. die Beziehung zwischen dem Ammoniakzuführverhältnis und dem Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in einem bestimmten Maschinenbetriebszustand zeigt (d. h. bestimmte Drehzahl, Maschinenlast, etc.). Wie aus 2 ersichtlich ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Zündzeitpunkt bzw. das Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu der Zeit vorversetzt, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, im Vergleich zu der Zeit, wenn das Verhältnis niedrig ist. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform das Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs vorversetzt, wenn das Ammoniakzuführverhältnis höher wird.
In diesem Fall, wenn der Zündzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs vorversetzt wird, kann eine lange Mischzeit bzw. Vermengungszeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, der von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, mit der Luft gewährleistet werden. Ferner kann das Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 gemacht werden, um sich dem oberen Todpunkt der Verdichtung weiter anzunähern. Folglich kann der Nicht-Ammoniakkraftstoff zu der Zeit eingespritzt werden, wenn die Temperatur des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 hoch ist. Diese Situation ist in 3 gezeigt.
3 ist eine Ansicht, die einen Übergang einer Temperatur des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 in Übereinstimmung mit einem Kurbelwinkel zu der Zeit eines Anlassens zeigt. Wie aus 3 ersichtlich ist, steigt zu der Zeit eines Anlassens, d. h., zu der Zeit, wenn keine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 vorliegt, die Temperatur des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 zusammen mit einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 4, wird das Maximum an dem oberen Totpunkt der Kompression bzw. der Verdichtung und fällt dann zusammen mit der Abwärtsbewegung des Kolbens. Im Allgemeinen wird die Einspritzung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in die Brennkammer 5 zu einem Zeitpunkt ein gewisses Maß nach dem oberen Totpunkt der Verdichtung (Zeitpunkt A in 3) ausgeführt. Aus diesem Grund ist die Temperatur in der Brennkammer 5 zu dem Zeitpunkt A niedriger als die Temperatur in der Brennkammer 5 an dem oberen Totpunkt der Kompression bzw. Verdichtung.
Andererseits ist zu einem Zeitpunkt B auf der vorversetzten Seite von dem Zeitpunkt A aus die Temperatur in der Brennkammer 5 höher als jene zu dem Zeitpunkt A. Aus diesem Grund, wenn das Einspritztiming bzw. die Einspritzzeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Zeitpunkt A zu dem Zeitpunkt B in 3 vorversetzt wird, wird die Temperatur in der Brennkammer 5 zu dem Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs hoch.
Auf diese Art, wenn der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs vorversetzt wird, wobei zusätzlich eine lange Vermengungszeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs und Luft gewährleistet werden kann, kann die Einspritzung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden, wenn die Temperatur des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 hoch ist. Folglich kann die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs angehoben werden. Entsprechend kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn das Ammoniakzuführverhältnis steigt, die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, d. h., die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches durch ein Vorversetzen des Einspritzzeitpunkts des Nicht-Ammoniakkraftstoffs hoch gehalten werden.
Es sei vermerkt, dass der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs auch in Übereinstimmung mit der Maschinenlast und einer Drehzahl etc. geändert wird. Entsprechend kann ein Kennfeld, wie in 2 gezeigt ist, vorab für jede Maschinenlast und Drehzahl vorbereitet werden und der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs kann durch dieses Kennfeld basierend auf der Maschinenlast, Maschinengeschwindigkeit und Ammoniakzuführverhältnis bestimmt werden. Alternativ kann ein Kennfeld eines Einspritzzeitkorrekturbetrags in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis vorab bereitgestellt werden und der finale Einspritzzeitpunkt kann durch ein Addieren des Einspritzzeitkorrekturbetrags zu dem Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs bestimmt werden, welcher basierend auf der Maschinenlast und einer Drehzahl berechnet wird.
Ferner wird in der vorangehenden Ausführungsform der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis eingestellt. Jedoch kann der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs ebenfalls in Übereinstimmung mit der Ammoniakzuführmenge eingestellt werden. In diesem Fall wird der Einspritzzeitpunkt des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zurückversetzt, wenn die Ammoniakzuführmenge größer wird.
Ferner ist in der vorangehenden Ausführungsform ein Fall gezeigt, in dem die vorliegende Erfindung auf eine Kompressionszündungsbrennkraftmaschine angewendet ist, die einen Kraftstoff, der sich selbst entzündet, wie zum Beispiel Diesel, als den Nicht-Ammoniakkraftstoff verwendet. Jedoch ist es außerdem möglich, die vorliegende Erfindung auf eine Funkenzündungsbrennkraftmaschine anzuwenden, die einen Kraftstoff als den Nicht-Ammoniakkraftstoff verwendet, der durch eine Zündfunkenerzeugung durch eine Zündvorrichtung beginnt zu verbrennen, wie zum Beispiel Benzin oder Wasserstoff. Nachfolgend wird eine Erläuterung mit Bezug auf 4 gegeben werden, die einen Fall als ein Beispiel nimmt, in dem Benzin als der Nicht-Ammoniakkraftstoff verwendet wird.
4 ist eine Gesamtansicht einer Zündfunkenzündungsbrennkraftmaschine, auf die ein Steuersystem der vorliegenden Erfindung angewendet wird. In der Brennkraftmaschine, die in 4 gezeigt ist, ist ein Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40' in jeder Einlasszweigleitung 11 angeordnet und der Nicht-Ammoniakkraftstoff kann zu dem Inneren eines jeden entsprechenden Einlassanschlusses 7 eingespritzt werden (es sei vermerkt, dass es derart gestaltet sein kann, dass der Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40' an der oberen Fläche der Brennkammer 5 angeordnet ist und der Nicht-Ammoniakkraftstoff auch zu dem Inneren einer jeden entsprechenden Brennkammer 5 eingespritzt wird). Ferner, wie in 4 gezeigt ist, ist eine Zündvorrichtung 45 an der Mitte der oberen Fläche der Brennkammer 5 angeordnet.
Zu der Zeit einer Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkraftmaschine, die in dieser Art und Weise gestaltet ist, zündet zuerst die Zündvorrichtung 45 den Nicht-Ammoniakkraftstoff in der Brennkammer 5. Und zwar wird die Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 durch die Zündung des Luftkraftstoffgemisches durch die Zündvorrichtung 45 begonnen. Danach beginnt die Verbrennung des Ammoniaks durch ein Ausbreiten der Flamme auf das Ammoniak.
Hier, in dem Fall der Kompressionszündungsbrennkraftmaschine, die vorangehend erläutert ist, wurde die Zündzeit bzw. das Zündtiming des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis geändert. Im Gegensatz dazu, in dem Fall einer Zündfunkenzündungsbrennkraftmaschine, wird der Zündzeitpunkt durch die Zündvorrichtung 45 in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis geändert. Insbesondere wird der Zündzeitpunkt durch die Zündvorrichtung 45 zu der Zeit vorversetzt, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, im Vergleich zu der Zeit, wenn das Verhältnis niedrig ist, insbesondere wird der Zündzeitpunkt durch die Zündvorrichtung 45 weiter vorversetzt, wenn das Ammoniakzuführverhältnis höher wird.
Durch ein Vorversetzen des Zündzeitpunkts durch die Zündvorrichtung 45, wenn das Ammoniakzuführverhältnis auf diese Art höher wird, in der gleichen Art als dass der Zündzeitpunkt vorversetzt wurde, wie vorangehend erläutert ist, kann die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, d. h. die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches, hoch gehalten werden, selbst wenn sich das Ammoniakzuführverhältnis erhöht.
In dieser Hinsicht kann in einer Kompressionszündungsbrennkraftmaschine die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 in einem Zyklus geändert werden. Zum Beispiel wird in dem Beispiel, das in 5(A) gezeigt ist, in der Nähe des oberen Totpunkts einer Verdichtung lediglich eine Einspritzung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs durchgeführt. Jedoch werden im Gegensatz dazu, in dem Beispiel, das in 5(B) gezeigt ist, zwei Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in der Nähe des oberen Totpunkts der Verdichtung ausgeführt.
Durch ein Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 auf diese Art und Weise, kann die Anzahl von Zündpunkten des Nicht-Kraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 erhöht werden. Ferner kann durch die zweite oder dritte Einspritzung in einem Zustand, in dem die Verbrennung bereits in der Brennkammer 5 begonnen hat, ein Fluidisieren bzw. Verflüssigen des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 während einer Verbrennung gefördert werden. Aus diesem Grund wird durch ein Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 die Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 gefördert.
Deshalb wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis erhöht.
6 ist eine Ansicht, die die Beziehung bzw. das Verhältnis zwischen dem Ammoniakzuführverhältnis und der Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 in einem bestimmten Maschinenbetriebszustand zeigt (d. h. eine bestimmte Drehzahl, Maschinenlast etc.). Wie aus 6 ersichtlich ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Ammoniakzuführverhältnis hoch ist, die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs im Vergleich zu der Zeit höher gemacht, wenn das Verhältnis niedrig ist. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs erhöht, wenn das Ammoniakzuführverhältnis höher wird.
Wie vorangehend erläutert ist, wenn das Ammoniakzuführverhältnis steigt, verringert sich die Zufuhrmenge bzw. Zuführmenge einer Luft in die Brennkammer 5 und eine Luftkonzentration in dem Luftkraftstoffgemisch wird abgesenkt. Folglich wird die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs verringert. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Ammoniakzuführverhältnis steigt, die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 erhöht und eine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer 5 wird gefördert. Entsprechend kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn das Ammoniakzuführverhältnis steigt, durch ein Erhöhen der Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs des Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektors 40 die Zündfähigkeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs, d. h. die Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemisches, hoch gehalten werden.
Es sei vermerkt, dass die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs außerdem in Übereinstimmung mit der Maschinenlast und Maschinengeschwindigkeit bzw. Drehzahl etc. geändert wird. Entsprechend kann ein Kennfeld, wie in 6 gezeigt ist, vorab für jede Maschinenlast und Drehzahl bereitgestellt werden und die Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs kann in diesem Kennfeld basierend auf der Maschinenlast, Drehzahl und Ammoniakzuführverhältnis bestimmt werden. Alternativ kann ein Kennfeld des Korrekturbetrags der Anzahl von Einspritzungen in Übereinstimmung mit dem Ammoniakzuführverhältnis vorab bereitgestellt werden und der Korrekturbetrag der Anzahl der Einspritzungen kann zu der Anzahl von Einspritzungen des Nicht-Ammoniakkraftstoffs hinzugefügt werden, der basierend auf der Maschinenlast und Drehzahl berechnet ist, um die finale Anzahl von Einspritzungen zu bestimmen.
In dieser Hinsicht gibt es individuelle Unterschiede in Kraftstoffinjektoren, wie zum Beispiel dem Ammoniakinjektor 13 und einem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40. Ferner unterscheidet sich ein Verschlechterungsgrad aufgrund einer Alterung, etc. für jeden Kraftstoffinjektor. Deshalb gibt es manchmal eine Variation in der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Kraftstoffinjektor unter Zylindern.
In diesem Fall, wenn lediglich eine Art von Kraftstoffinjektor vorgesehen ist, d. h. wenn lediglich Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektoren vorgesehen sind, kann eine Variation in der Kraftstoffeinspritzmenge unter Zylindern erfasst werden durch ein Erfassen des Übergangs bzw. eines Wandels einer Drehzahl oder eines Drehmoment etc. in einem Zyklus.
Jedoch, wenn zwei Kraftstoffinjektoren von dem Ammoniakinjektor 13 und dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 vorgesehen sind, falls Kraftstoffe von beiden Kraftstoffinjektoren 13 und 40 eingespritzt werden, selbst wenn der Übergang der Drehzahl oder des Drehmoments etc. in einem Zyklus erfasst wird, kann es nicht bestimmt werden, ob es eine Variation bzw. Veränderung von der Kraftstoffeinspritzmenge in den Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern gibt, ob es eine Veränderung von der Kraftstoffeinspritzmenge in dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 unter Zylindern gibt oder ob es eine Veränderung von der Kraftstoffeinspritzmenge unter Zylindern in den beiden gibt.
Jedoch, selbst in einem Fall, in dem zwei Arten von Kraftstoffinjektoren vorgesehen sind, soweit der Kraftstoff lediglich von einer Art von Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, kann eine Variation von der Kraftstoffeinspritzmenge unter Zylindern für diese Art von Kraftstoffinjektor erfasst werden. Zum Beispiel, falls Kraftstoff nicht von dem Ammoniakinjektor 13 eingespritzt wird, sondern Kraftstoff lediglich von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, kann eine Variation bzw. Veränderung der Kraftstoffeinspritzmenge unter Zylindern in dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 basierend auf dem Übergang bzw. Transformation einer Drehzahl oder eines Drehmoments etc. in einen Zyklus erfasst werden.
In dieser Hinsicht, wie vorangehend erläutert ist, ist Ammoniak schwer zu verbrennen. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform Ammoniak niemals alleine in die Brennkammer 5 zugeführt, sondern wird immer zusammen mit dem Nicht-Ammoniakkraftstoff zugeführt. Und zwar wird in der vorliegenden Ausführungsform Kraftstoff niemals von lediglich dem Ammoniakinjektor 13 eingespritzt, ohne Kraftstoff von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 einzuspritzen. Aus diesem Grund kann eine Variation der Kraftstoffeinspritzmenge unter Zylindern in dem Ammoniakinjektor 13 nicht erfasst werden durch Einspritzen von Kraftstoff von lediglich dem Ammoniakinjektor 13.
Deshalb wird in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Drehzahl oder das Drehmoment zu dem Zeitpunkt eines Fahrens bzw. Laufens in der Betriebsart, die lediglich den Nicht-Ammoniakkraftstoff in die Brennkammer 5 zuführt (hiernach als eine „erste Betriebsart” bezeichnet), erfasst, wobei die Drehzahl oder das Drehmoment zu der Zeit eines Laufens in der Betriebsart, die sowohl Ammoniak als auch Nicht-Ammoniakkraftstoff in die Brennkammer 5 zuführt (hiernach als eine „zweite Betriebsart” bezeichnet), erfasst wird, wobei eine Differenz einer Drehzahl oder eines Drehmoments unter Zylindern, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, basierend auf der erfassten Differenz einer Drehzahl oder eines Drehmoments zwischen den zwei Betriebsarten unter Zylindern berechnet wird, und eine Variation von der Ammoniakzuführmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern wird basierend auf der berechneten Differenz einer Drehzahl oder eines Drehmoments unter Zylindern berechnet.
In der folgenden Beschreibung wird eine Erläuterung gegeben werden, indem ein Fall als ein Beispiel genommen wird, in dem die Differenz einer Drehzahl unter Zylindern, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, basierend auf der Maschinendrehzahl berechnet wird, die zu dem Zeitpunkt eines Laufens in jeder Betriebsart erfasst wird. Es sei vermerkt, dass in der folgenden Erläuterung die Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl, die sich gemäß einer Verbrennung in der Brennkammer 5 eines bestimmten Zylinders ändert, d. h. die Drehzahl bzw. die Maschinengeschwindigkeit von dem oberen Totpunkt einer Verdichtung eines bestimmten Zylinders bis zu dem oberen Totpunkt einer Verdichtung des nächsten Zylinders wird als die Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl des bestimmten Zylinders bezeichnet werden.
7 ist eine Ansicht, die einen Übergang einer momentanen Maschinengeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Kurbelwinkel in einem Zyklus in einer Vierzylinderbrennkraftmaschine zeigt. 7(A) zeigt einen Übergang einer momentanen Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl in einem Fall eines Laufens in der ersten Betriebsart, d. h. einem Fall, in dem Kraftstoff nicht von dem Ammoniakinjektor 13 eingespritzt wird, sondern der Kraftstoff von lediglich dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird. In dem dargestellten Beispiel gibt es keine Variation in einer momentanen Maschinengeschwindigkeit unter Zylindern und entsprechend gibt es keine Variation in der Kraftstoffzuführmenge von dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 unter den Zylindern.
Andererseits zeigt 7(B) einen Übergang bzw. Wandel einer momentanen Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl in einem Fall, in dem Kraftstoff von den zwei Kraftstoffinjektoren von dem Ammoniakinjektor 13 und einem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt werden. In dem dargestellten Beispiel ist eine momentane Maschinengeschwindigkeit während einer Dauer von dann, wenn der erste Zylinder den oberen Totpunkt einer Verdichtung erreicht, bis dann, wenn der dritte Zylinder den oberen Totpunkt einer Verdichtung erreicht, höher als die Maschinengeschwindigkeiten während Zeitdauern, welche verschieden dazu sind. Auf der anderen Seite ist eine momentane Maschinengeschwindigkeit während einer Zeitdauer von dann, wenn der vierte Zylinder den oberen Totpunkt einer Verdichtung erreicht, bis dann, wenn der zweite Zylinder den oberen Totpunkt einer Verdichtung erreicht, niedriger als die Maschinengeschwindigkeiten während Zeitdauern, die verschieden dazu sind.
Die Differenz zwischen der Maschinengeschwindigkeit, wenn Kraftstoff von den zwei Kraftstoffinjektoren von dem Ammoniakinjektor 13 und einem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, und der Maschinengeschwindigkeit, wenn der Kraftstoff von lediglich dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, die auf diese Weise erfasst wird, ist in 7(C) durch eine Schraffur gezeigt. Diese Differenz, die durch die Schraffur in 7(C) dargestellt ist, repräsentiert das Ergebnis eines Subtrahierens des Einflusses einer Variation von der Kraftstoffeinspritzmenge des Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektors 40 unter Zylindern von der Variation von der Kraftstoffeinspritzmenge von den zwei Kraftstoffinjektoren von dem Ammoniakinjektor 18 und dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 unter Zylindern, d. h. eine Variation unter Zylindern von der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13. Mit anderen Worten, die Differenz, die durch die Schraffur in 7(C) dargestellt ist, repräsentiert die Differenz von der Maschinengeschwindigkeit bzw. der -drehzahl unter Zylindern, die auftritt, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird. In dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, wird aufgrund einer Variation unter Zylindern von der Ammoniakeinspritzmenge die Maschinengeschwindigkeit in dem ersten Zylinder hoch, die Maschinengeschwindigkeit in dem vierten Zylinder wird jedoch niedrig.
Entsprechend wird in der vorliegenden Ausführungsform die Maschinengeschwindigkeit, wenn der Kraftstoff von lediglich dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, von der Maschinengeschwindigkeit subtrahiert, wenn der Kraftstoff von den zwei Kraftstoffinjektoren von dem Ammoniakinjektor 13 und dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, und die Differenz von der Kraftstoffzuführmenge (Ammoniakzuführmenge) von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern wird basierend auf der Differenz berechnet, die durch diese Subtraktion gefunden wurde. Aufgrund dessen kann die Differenz von der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern korrekt berechnet werden.
Genauer gesagt wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Verwendung einer Spitzengeschwindigkeit als die Maschinengeschwindigkeit gemacht, die durch eine Verbrennung in jedem Zylinder auftritt. Und zwar wird in der vorliegenden Ausführungsform die Differenz (DNE1, DNE3, DNE4, DNE2) zwischen der Spitzengeschwindigkeit (d. h. #1NE, #3NE, #4NE, #2NE in 7(A)), die durch eine Verbrennung in jedem Zylinder in einem Fall eines Laufens in der ersten Betriebsart auftritt, d. h. einem Fall, in dem der Kraftstoff von lediglich dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 eingespritzt wird, und der Spitzengeschwindigkeit (d. h. #1NE', #3NE', #4NE', #2NE' in 7(B)), die durch eine Verbrennung in jedem Zylinder in einem Fall eines Laufens in der zweiten Betriebsart auftritt, d. h. einem Fall, in dem der Kraftstoff von den zwei Kraftstoffinjektoren 13 und 14 eingespritzt wird, für jeden Zylinder berechnet (DNE1 = #1NE' – #1NE, DNE3 = #3NE' – #3NE, DNE4 = #4NE' – #4NE, DNE2 = #2NE' – #2NE). Die Differenzen, die auf diese Weise berechnet sind (DNE1, DNE3, DNE4, DNE2) repräsentieren Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten unter Zylindern, die auftreten, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, und repräsentieren entsprechend Differenzen von einem erzeugten Drehmoment unter Zylindern, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird.
Es sei vermerkt, dass in der Ausführungsform, die vorangehend beschrieben ist, zu der Zeit einer Berechnung der Differenz von der Kraftstoffeinspritzmenge von der Spitzengeschwindigkeit unter Zylindern Gebrauch gemacht wird. Jedoch ist es außerdem möglich, andere Parameter zu verwenden, solange diese Parameter sind, die Drehmomente repräsentieren, die durch eine Verbrennung in Zylindern auftreten. Als solche Parameter können zum Beispiel genannt werden: ein Drehmoment, das durch eine Verbrennung in jedem Zylinder selbst erzeugt wird, ein Wert, der durch ein Quadrat einer Differenz zwischen einer Spitzengeschwindigkeit, die durch eine Verbrennung in jedem Zylinder auftritt, und der Maschinengeschwindigkeit erlangt wird, vor dem Vorangehenden um 90°, einem Druck in der Brennkammer 5, usw.
Ferner werden eine Erfassung einer Maschinengeschwindigkeit, etc. in der ersten Betriebsart und eine Erfassung einer Maschinengeschwindigkeit, etc. in der zweiten Betriebsart zu dem Zeitpunkt ausgeführt, wenn die Maschinendrehzahl oder ein erzeugtes Drehmoment das gleiche ist. Zum Beispiel wird die Erfassung von Maschinengeschwindigkeiten etc. in den zwei Betriebsarten während eines Leerlaufs durchgeführt. Ferner ist Ammoniak schwer zu verbrennen. Deshalb wird ein Laufen gemäß der ersten Betriebsart zu der Zeit eines Kaltstarts der Maschine ausgeführt, während ein Laufen in der zweiten Betriebsart nach einem Aufwärmen der Maschine ausgeführt wird. Entsprechend wird eine Erfassung der Maschinengeschwindigkeit, etc. in der ersten Betriebsart ausgeführt zu der Zeit eines Kaltstarts der Maschine und einer weiteren Zeit, wobei dann eine Erfassung einer Maschinengeschwindigkeit etc. in der zweiten Betriebsart ausgeführt wird nach einem Aufwärmen der Maschine. Es sei vermerkt, dass es außerdem möglich ist, ein Umschalten von der ersten Betriebsart zu der zweiten Betriebsart in einem Fall zu verhindern, in dem die Erfassung der Maschinengeschwindigkeit etc. in der ersten Betriebsart nicht komplettiert bzw. vervollständigt wird, selbst wenn der Kaltstart der Maschine vollständig ist.
Nach einer Berechnung der Variation von einem erzeugten Drehmoment unter Zylindern, das aufgrund einer Variation von der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern in dieser Art und Weise auftritt, wird die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der berechneten Abweichung bzw. Variation unter Zylindern korrigiert.
In dieser Hinsicht ändert sich die Maschinengeschwindigkeit (oder das Drehmoment) unter Zylindern gemäß einer Abweichung von der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13, wie vorangehend erläutert ist, jedoch ist diese Änderung einer Maschinengeschwindigkeit nicht immer proportional zu der Kraftstoffeinspritzmenge.
Zum Beispiel, in einem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge groß ist, wird eine große Menge von Ammoniak eingespritzt. Deshalb, wenn die Ammoniakeinspritzmenge geringfügig kleiner ist als die Soll-Ammoniakeinspritzmenge, verringert sich das erzeugte Drehmoment nicht groß. Andererseits, da Ammoniak als ein Kraftstoff verwendet wird, ist in diesem Bereich, selbst wenn die Ammoniakeinspritzmenge geringfügig größer als die Sollammoniakeinspritzmenge ist, das Drehmoment stark verringert aufgrund einer Verschlechterung einer Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches. Entsprechend, in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge groß ist, in einem Zylinder mit einer niedrigeren Maschinengeschwindigkeit als die anderen Zylinder, ist die Möglichkeit eines Verringerns des Drehmoments hoch aufgrund einer Verschlechterung einer Verbrennung, die auftritt, da die Ammoniakeinspritzmenge größer ist als in den anderen Zylindern.
Andererseits, in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge klein ist, ist die Menge des eingespritzten Kraftstoffs klein, weshalb sich das erzeugte Drehmoment großartig verringert, selbst wenn die Ammoniakeinspritzmenge geringfügig kleiner ist als die Sollammoniakeinspritzmenge. Und zwar, in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge klein ist, hat ein Zylinder mit einer niedrigeren Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl (oder Drehmoment) als die anderen Zylinder eine hohe Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit eines Verringerns des Drehmoments aufgrund einer kleineren Menge einer Ammoniakeinspritzung als jene in den anderen Zylindern, eher als eine Verringerung des Drehmoments aufgrund einer Verschlechterung einer Verbrennung.
Deshalb wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge größer ist als eine Referenzeinspritzmenge, die Ammoniakeinspritzmenge für einen Zylinder mit einer geringeren Maschinengeschwindigkeit als in den anderen Zylindern nach unten korrigiert, und in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge kleiner als die Referenzeinspritzmenge ist, wird die Ammoniakeinspritzmenge für einen Zylinder mit einer geringeren Maschinengeschwindigkeit als in den anderen Zylindern nach oben korrigiert. Aufgrund essen kann die Differenz von der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern geeignet kompensiert werden.
In dieser Hinsicht, wie vorangehend erläutert ist, ist in einem Zylinder mit einer geringeren Maschinengeschwindigkeit (oder Drehmoment) als in den anderen Zylindern in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge groß ist, die Möglichkeit eines Absinkens eines Drehmoments aufgrund der Verschlechterung einer Verbrennung hoch, welche auftritt, da die Ammoniakeinspritzmenge größer ist als in den anderen Zylindern. In dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge klein ist, ist die Möglichkeit eines Absinkens eines Drehmoments aufgrund einer kleineren Menge der Ammoniakeinspritzung als in den anderen Zylindern hoch. Jedoch, selbst in dem Bereich, in dem die Ammoniakeinspritzmenge groß ist, existiert außerdem ein Fall, in dem ein Absinken eines Drehmoments auftritt, da die Ammoniakeinspritzmenge kleiner ist als in den anderen Zylindern. In diesem Fall, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge für einen Zylinder mit einer geringeren Maschinengeschwindigkeit als in den anderen Zylindern nach unten hin korrigiert wird, wird die Differenz eines Drehmoments von den anderen Zylindern ansteigend größer gemacht. Umgekehrt existiert außerdem ein Fall, in dem ein Absinken eines Drehmoments aufgrund der Verschlechterung einer Verbrennung in dem Bereich auftritt, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge klein ist. In diesem Fall, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge für den Zylinder mit einer geringeren Maschinengeschwindigkeit als in den anderen Zylindern nach oben hin korrigiert wird, wird die Differenz eines Drehmoments von den anderen Zylindern ansteigend größer gemacht.
Deshalb wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge die Maschinengeschwindigkeit, welche auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, erneut erfasst. Als ein Ergebnis eines Erfassens der Maschinengeschwindigkeit auf diese Art und Weise, falls die Differenz der Maschinengeschwindigkeit in dem Zylinder, in dem ein Absinken einer Maschinengeschwindigkeit vor der Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge aufgetreten ist, von den Geschwindigkeiten der anderen Zylinder nicht kleiner wird, selbst wenn die Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge ausgeführt ist, wird die Ammoniakeinspritzmenge die Erhöhung und Verringerung umkehrend korrigiert.
Und zwar, in einem Fall, in dem eine Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz zwischen dem abwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern von der Maschinengeschwindigkeit, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, kleiner wird, wird die Ammoniakeinspritzmenge nach oben hin korrigiert. Umgekehrt in einem Fall, in dem eine Aufwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz der Maschinengeschwindigkeit, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer 5 zugeführt wird, zwischen dem aufwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern kleiner wird, wird die Ammoniakeinspritzmenge nach unten hin korrigiert.
Und zwar, wenn sich die Differenz zwischen dem erzeugten Drehmoment eines Zylinders und dem erzeugten Drehmoment der anderen Zylinder ungeachtet einer Aufwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge nicht verringert, wird die Ammoniakeinspritzmenge nach unten hin korrigiert. Umgekehrt, wenn sich die Differenz zwischen dem erzeugten Drehmoment eines Zylinders und dem erzeugten Drehmoment der anderen Zylinder ungeachtet einer Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge nicht verringert, wird die Ammoniakeinspritzmenge nach oben hin korrigiert. Aufgrund dessen kann eine Variation der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern verlässlich kompensiert werden.
Es sei vermerkt, dass in einem Fall, in dem sich die Differenz zwischen dem erzeugten Drehmoment eines Zylinders und dem erzeugten Drehmoment der anderen Zylinder nicht verringert, selbst in einem Fall, in dem eine von der Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge ausgeführt wird, bestimmt wird, dass das Ammoniakeinspritzsystem abnormal ist, wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Ammoniakinjektor 13 ausgesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzung von lediglich dem Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor 40 ausgeführt.
Ferner wurde in der Ausführungsform, die vorangehend beschrieben ist, der Fall eines Kompensierens einer Variation der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern in einer Kompressionszündungsbrennkraftmaschine gezeigt. Jedoch kann eine Variation bzw. Abweichung der Ammoniakeinspritzmenge unter Zylindern in der gleichen Art und Weise in einer Funkenzündungsbrennkraftmaschine kompensiert werden.
8 bis 10 sind Flussdiagramme, die Steuerungsroutinen einer Variations- bzw. Abweichungskompensationssteuerung zum Kompensieren einer Variation von der Ammoniakeinspritzmenge von dem Ammoniakinjektor 13 unter Zylindern zeigen.
Bezugnehmend auf 8 bis 10 werden zuerst bei Schritt S11 eine Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit zwischen den zwei Betriebsarten für jeden Zylinder und ein Durchschnittswert DNEavg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten berechnet. Dann wird bei Schritt S12 ein Zylinderzähler bzw. Zylindercounter auf 0 zurückgestellt. Bei Schritt S13 wird der Zylinderzähler n um 1 inkrementiert. Der Zylinderzähler n ist ein Zähler, der zum Wiederholen einer spezifischen Steuerungsroutine um exakt die Anzahl der Zylinder verwendet wird und wird verwendet z. B. zum Wiederholen von Schritten S14 bis S17 viermal in einer Vierzylinderbrennkraftmaschine.
Bei Schritt S14 wird bestimmt, ob die Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit von dem n-ten Zylinder kleiner ist als der Durchschnittswert DNEavg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten. Wenn es bestimmt ist, dass die Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders kleiner ist als der Durchschnittswert DNEavg von Unterschieden bzw. Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten, tritt ein Absinken eines Drehmoments aufgrund einer Abnormalität einer Ammoniakeinspritzmenge für diesen Zylinder auf, weshalb die Routine mit Schritt S14 fortfährt, um die Ammoniakeinspritzmenge zu korrigieren. Bei Schritt S15 wird bestimmt, ob eine Ammoniakeinspritzmenge Qnh die Referenzeinspritzmenge A oder mehr ist. Wenn es bei Schritt S15 bestimmt ist, dass die Ammoniakeinspritzmenge Qnh die Referenzeinspritzmenge A oder mehr ist, fährt die Routine mit Schritt S16 fort. Bei Schritt S16 wird die Ammoniakeinspritzmenge des n-ten Zylinders nach unten hin korrigiert. Der Grad einer Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge kann konstant sein oder kann basierend auf der Differenz von der Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders von dem Durchschnittswert DNEavg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten bestimmt werden. Andererseits, wenn es bei Schritt S15 bestimmt ist, dass die Ammoniakeinspritzmenge Qnh kleiner als die Referenzeinspritzmenge A ist, fährt die Routine mit Schritt S17 fort. Bei Schritt S17 wird die Ammoniakeinspritzmenge des n-ten Zylinders nach oben hin korrigiert.
Andererseits, wenn es bei Schritt S14 bestimmt ist, dass die Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders der Durchschnittswert DNEavg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten oder mehr ist für diesen Zylinder, tritt eine Verringerung bzw. Absenkung eines Drehmoments aufgrund einer Abnormalität der Ammoniakeinspritzmenge nicht auf, weshalb Schritte S15 bis S17 übersprungen werden.
Bei Schritt S18 wird bestimmt, ob der Zylinderzähler n 4 oder mehr ist, d. h., ob die Routine von Schritten S14 bis S17 um exakt die Anzahl von Zylindern ausgeführt ist. Die Routine fährt mit Schritt S13 fort und die Routine von Schritten S14 bis S17 wird wiederholt, wenn der Zylinderzähler n kleiner als 4 ist, während die Routine zu Schritt S19 fortfährt, wenn der Zylinderzähler 4 oder mehr ist.
Bei Schritt S19 werden in der gleichen Weise wie bei Schritt S11 die Differenz DNE'(n) einer Spitzengeschwindigkeit zwischen den zwei Betriebsarten für jeden Zylinder und der Durchschnittswert DNE'avg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten erneut berechnet. Dann wird bei Schritten S20, S21 und S25 in der gleichen Art und Weise wie bei Schritten S12, S13 und S18 die Routine von Schritten S22 bis S24 um exakt die Anzahl der Zylinder wiederholt.
Bei Schritt S22 wird bestimmt, ob eine Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur der Ammoniakeinspritzmenge bei Schritt S16 oder S17 für den n-ten Zylinder ausgeführt wurde. Wenn es bestimmt ist, dass die Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur für den n-ten Zylinder ausgeführt wurde, fährt die Routine zu Schritt S23 fort. Bei Schritt S23 wird es für den n-ten Zylinder bestimmt, ob eine Differenz ΔDNE'(n) (= DNE'(n) – DNE'avg) von der Differenz DNE'(n) einer Spitzengeschwindigkeit in den zwei Betriebsarten, die bei Schritt S19 berechnet ist, von dem Durchschnittswert DNE'avg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten kleiner ist als die Differenz ΔDNE(n) (= DNE(n) – DNEavg) von der Differenz DNE(n) einer Spitzengeschwindigkeit in den zwei Betriebsarten, die bei Schritt S11 berechnet sind, von dem Durchschnittswert DNEavg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten, d. h., ob sich die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders den Spitzengeschwindigkeiten der anderen Zylinder durch die Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur annähert.
Wenn es bestimmt ist, dass ΔDNE'(n) ΔDNE(n) oder mehr ist, d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders nicht die Spitzengeschwindigkeit in den anderen Zylinder durch die Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur erreicht, fährt die Routine mit Schritt S24 fort, bei dem die Erhöhung oder Verringerung einer Korrektur der Ammoniakeinspritzmenge des n-ten Zylinders umgekehrt wird. Andererseits, wenn es bei Schritt S23 bestimmt ist, dass ΔDNE'(n) kleiner ist als DNE(n), d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders Spitzengeschwindigkeiten der anderen Zylinder durch die Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur erreicht, wird Schritt S24 übersprungen.
Andererseits, wenn es bei Schritt S22 bestimmt ist, dass eine Aufwärtskorrektur oder Abwärtskorrektur für den n-ten Zylinder nicht ausgeführt wird, werden Schritte S23 und S24 übersprungen.
Danach werden bei Schritt S26 in der gleichen Weise wie bei Schritte S11 und S19 eine Differenz DNE''(n) der Spitzengeschwindigkeit in den zwei Betriebsarten für jeden Zylinder und der Durchschnittswert DNE''avg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten erneut berechnet. Dann werden bei Schritten S27, S28 und S32 in der gleichen Art und Weise wie Schritte S12, S13 und S18, Schritte S19 bis S33 um exakt die Anzahl von Zylindern wiederholt.
Bei Schritt S29 wird es für den n-ten Zylinder bei Schritt S24 bestimmt, ob der Anstieg oder die Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge umgekehrt wird. Wenn es bestimmt ist, dass der Anstieg oder Verringerung einer Ammoniakeinspritzmenge für den n-ten Zylinder nicht umgekehrt wird, werden Schritte S30 bis S33 übersprungen. Andererseits, wenn es bei Schritt S29 bestimmt ist, dass der Anstieg oder die Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge für den n-ten Zylinder umgekehrt wird, fährt die Routine mit Schritt S30 fort. Bei Schritt S30 wird es für den n-ten Zylinder bestimmt, ob die Differenz ΔDNE''(n) (= DNE''(n) – DNE''avg) von der Differenz DNE''(n) von der Spitzengeschwindigkeit in den zwei Betriebsarten, die bei Schritt S26 berechnet ist, von dem Durchschnittswert DNE''avg von Differenzen von Spitzengeschwindigkeiten in den zwei Betriebsarten kleiner ist als DNE'(n), wie vorangehend beschrieben ist, d. h., ob die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders die Spitzengeschwindigkeiten der anderen Zylinder durch eine Umkehrung einer Erhöhung bzw. eines Anstiegs oder einer Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge erreicht. Wenn es bestimmt ist, dass ΔDNE''(n) kleiner ist als ΔDNE'(n), d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders Spitzengeschwindigkeiten der anderen Zylinder durch eine Umkehrung eines Anstiegs oder einer Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge erreicht, werden Schritte S31 bis S33 übersprungen. Andererseits, wenn bestimmt ist, dass ΔDNE''(n) ΔDNE'(n) oder mehr ist, d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit des n-ten Zylinders nicht die Spitzengeschwindigkeiten der anderen Zylinder durch eine Umkehrung eines Anstiegs oder einer Verringerung der Ammoniakeinspritzmenge erreicht, fährt die Routine mit Schritt S31 fort.
Bei Schritt S31 wird bestimmt, ob ΔDNE''(n) kleiner als ein Wert B ist, der vorab bestimmt ist, d. h., ob die Spitzengeschwindigkeit extrem unterschiedlich zu den anderen Zylindern in lediglich dem n-ten Zylinder ist. Wenn es bestimmt ist, dass ΔDNE''(n) kleiner ist als der Wert B, der vorab bestimmt ist, d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit nicht extrem verschieden von den anderen Zylindern ist in dem n-ten Zylinder, werden Schritte S32 und S33 übersprungen.
Andererseits, wenn es bestimmt ist bei Schritt S31, dass ΔDNE''(n) der Wert B, der vorab bestimmt ist, oder mehr ist, d. h., wenn es bestimmt ist, dass die Spitzengeschwindigkeit in lediglich dem n-ten Zylinder extrem verschieden von den anderen Zylindern ist, bei Schritt S32, wird es bestimmt, dass eine Abnormalität in dem Ammoniakeinspritzsystem aufgetreten ist, wird ein Abnormalitätskennzeichen gesetzt und wird eine Einspritzung von Ammoniak von dem Ammoniakinjektor 13 bei Schritt S33 ausgesetzt.
Während die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, die zu illustrativen Zwecken ausgewählt sind, soll es ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen daran durch den Fachmann gemacht werden können, ohne von dem Basiskonzept und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

4: Kolben
5: Verbrennungsmaschine
6: Einlassventil
8: Einlassanschluss
13: Ammoniakinjektor
19, 21: Abgasreinigungssystem
33: Kraftstofftank
40: Nicht-Ammoniakkraftstoffinjektor
41: Kraftstofftank
45: Zündvorrichtung

Claims

Steuersystem einer Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff, der leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, als Kraftstoff zu verwenden, die den Nicht-Ammoniakkraftstoff durch ein Nicht-Ammoniakkraftstoffeinspritzsystem direkt in eine Brennkammer eingespritzt und die eine Verbrennung eines Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer durch die Zündung des eingespritzten Nicht-Ammoniakkraftstoffs eingeleitet, wobei eine Einspritzzeit des Nicht-Ammoniakkraftstoffs zu der Zeit, wenn ein Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, im Vergleich zu der Zeit vorversetzt ist, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff, der leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, als Kraftstoff zu verwenden, und die eine Verbrennung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer durch eine Zündung des Luftkraftstoffgemisches durch eine Zündvorrichtung einleitet, wobei die Einspritzzeit, wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, hoch ist, im Vergleich zu der Zeit vorversetzt ist, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, Ammoniak und einen Nicht-Ammoniakkraftstoff, der leichter als Ammoniak zu verbrennen ist, als Kraftstoff zu verwenden, die den Nicht-Ammoniakkraftstoff durch ein Nicht-Ammoniakkraftstoffeinspritzsystem direkt in eine Brennkammer einspritzt, und die ein Luftkraftstoffgemisch in der Brennkammer durch eine Zündung des eingespritzten Nicht-Ammoniakkraftstoffs verbrennt, wobei die Einspritzung des Nicht-Ammoniakkraftstoffs in eine Vielzahl von Einspritzungen in einem Zyklus aufgeteilt werden kann und die Anzahl von Einspritzungen größer ist zu der Zeit, wenn das Verhältnis von Ammoniak in einem gesamten Kraftstoff hoch ist, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, im Vergleich zu der Zeit, wenn das Verhältnis niedrig ist.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine, die mit einem Ammoniakzuführsystem, das Ammoniak zuführt, und einem Nicht-Ammoniakkraftstoffzuführsystem versehen ist, das Nicht-Ammoniakkraftstoff zuführt, der leichter als Ammoniak verbrennt, und das in einer ersten Betriebsart, die lediglich den Nicht-Ammoniakkraftstoff in eine Brennkammer zuführt, und einer zweiten Betriebsart laufen kann, die sowohl Ammoniak als auch Nicht-Ammoniakkraftstoff in die Brennkammer zuführt, das Maschinengeschwindigkeiten oder erzeugte Drehmomente zu der Zeit eines Laufens in der ersten Betriebsart und der Zeit eines Laufens in der zweiten Betriebsart erfasst, eine Differenz einer Maschinengeschwindigkeit oder erzeugten Drehmoments unter Zylindern berechnet, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in die Brennkammer zugeführt wird, basierend auf der Differenz einer Maschinengeschwindigkeit oder erzeugten Drehmoments, die zwischen den zwei Betriebsarten erfasst ist, und eine Ammoniakzuführmenge von dem Ammoniakzuführsystem für jeden Zylinders basierend auf der berechneten Differenz einer Maschinengeschwindigkeit oder erzeugten Drehmoments unter Zylindern korrigiert.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, wobei dann, wenn die Ammoniakzuführmenge eine Referenzzuführmenge oder mehr ist, das System eine Ammoniakzuführmenge eines Zylinders nach unten korrigiert, in dem die Maschinendrehzahl oder das erzeugte Drehmoment, das auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, kleiner ist als in den anderen Zylindern, und dann, wenn die Ammoniakzuführmenge kleiner ist als die Referenzzuführmenge, das System eine Ammoniakzuführmenge eines Zylinders nach oben korrigiert, in dem die Maschinengeschwindigkeit oder erzeugtes Drehmoment, das auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, kleiner ist als in den anderen Zylindern.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, wobei dann, wenn eine Abwärtskorrektur der Ammoniakzuführmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, zwischen dem abwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern kleiner wird, das System die Ammoniakzuführmenge nach oben korrigiert, und dann, wenn eine Aufwärtskorrektur der Ammoniakzuführmenge nicht darin resultiert, dass die Differenz einer Maschinengeschwindigkeit oder eines erzeugten Drehmoments, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, zwischen dem aufwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern klein wird, das System die Ammoniakzuführmenge nach unten korrigiert.
Steuersystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, wobei das System die Zufuhr von Ammoniak stoppt, wenn die Differenz einer Maschinendrehzahl oder eines erzeugten Drehmoments, die auftreten kann, wenn lediglich Ammoniak in eine Brennkammer zugeführt wird, zwischen dem aufwärts oder abwärts korrigierten Zylinder und den anderen Zylindern nicht klein wird, selbst wenn die Ammoniakzuführmenge nach oben korrigiert wird oder sie nach unten korrigiert wird.