DE112011104857T5

DE112011104857T5 - Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112011104857T5
Application number: DE201111104857
Authority: DE
Inventors: Yoshiyasu Ito; Takeshi Miyaura; Makio Tsuchiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: JP5790666B2; US9127608B2; BR112013016384B1; CN103354866A; JPWO2012108005A1; US20130311063A1; WO2012108005A1; BR112013016384A2; CN103354866B; DE112011104857B4

Abstract

Eine elektronische Steuereinheit (40) erfasst einen Indexwert einer erzeugten Wärmemenge von Kraftstoff, der in einem Dieselmotor verbrannt werden soll (S202 bis S206). Die elektronische Steuereinheit (40) führt außerdem die Einspritzung einer vorgegebenen Menge an Kraftstoff durch, um eine Cetanzahl des Kraftstoffs zu bestimmen, und berechnet einen Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das mit dieser Durchführung erzeugt wird. Dann berechnet die elektronische Steuereinheit (40) einen Rechenwert für die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments und des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung zur Bestimmung der Cetanzahl von Kraftstoff, der zu einem Dieselmotor geliefert wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In einem Dieselmotor wird Kraftstoff, der von einem Kraftstoffinjektor in eine Brennkammer gespritzt wird, verdichtet und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ab der Einspritzung (der Zündverzögerung) entzündet. Um die Ausgangsleistung und die Emissionswerte von Dieselmotoren zu verbessern, werden in großem Umfang Steuervorrichtungen verwendet, die den Motorsteuermodus für die Einspritzzeit und die Einspritzmenge bei der Kraftstoffeinspritzung steuern und dabei die Zündverzögerung berücksichtigen.
Je kleiner die Cetanzahl des in einem Dieselmotor verwendeten Kraftstoffs ist, desto länger wird die Zündverzögerung. Auch wenn der Modus für die Durchführung der Motorsteuerung vor der Auslieferung eines Dieselmotors eingestellt wird, wobei angenommen wird, dass Kraftstoff mit einer Standard-Cetanzahl verwendet werden wird, wird somit der Zündzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert werden und der Verbrennungszustand verschlechtert werden, wenn Kraftstoff mit einer relativ niedrigen Cetanzahl, wie beispielsweise Winterkraftstoff, zum Kraftstofftank geliefert wird. Gegebenenfalls kann es zu einer Fehlzündung kommen.
Um zu verhindern, dass es zu solchen Unannehmlichkeiten kommt, besteht ein Bedarf an einer Korrektur des Modus für die Durchführung der Motorsteuerung auf Basis der tatsächlichen Cetanzahl von Kraftstoff, der in eine Brennkammer eingespritzt werden soll. Um solch eine Korrektur auf vorteilhafte Weise durchführen zu können, ist es nötig, die Cetanzahl des Kraftstoffs korrekt zu bestimmen.
Im Patentdokument 1 wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine kleine Menge an Kraftstoff aus einem Kraftstoffinjektor einspritzt und eine Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis eines Motordrehmoments bestimmt, das mit der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird. In der Vorrichtung, die in diesem Patentdokument 1 offenbart wird, wird die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis der Beziehung zwischen der eingespritzten Kraftstoffmenge und dem Ausgangsdrehmoment bestimmt, die jeweils einzeln erfasst worden sind, wobei der Schwerpunkt auf die Tatsache gelegt wird, dass sich die Beziehung zwischen der eingespritzten Kraftstoffmenge und dem Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors abhängig von der Cetanzahl verändert.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
Patentdokument
Patentdokument 1

Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-74499

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
Auch wenn Kraftstoffe mit der gleichen Cetanzahl in gleicher Menge verbrannt werden, müssen die Wärmemengen, die dabei erzeugt werden, nicht gleich sein, und die erzeugte Wärmemenge kann variieren. Man nimmt an, dass dies auf den folgenden Grund zurückzuführen ist. Kraftstoff (Leichtöl) ist eine Mischung, die hauptsächlich Kohlenwasserstoffe enthält, und die Kohlenwasserstoffe weisen verschiedene Strukturen auf. Ferner werden dem Kraftstoff verschiedene Substanzen zugesetzt, um eine konstante Kennlinie zu erhalten. Somit variiert die Dichte der Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff abhängig von unterschiedlichen Zeiten und Orten, zu und an denen der Kraftstoff hergestellt wird. Man nimmt an, dass die erzeugte Wärmemenge aufgrund eines solchen Dichteunterschieds variiert.
Solange die aus einem Kraftstoff erzeugte Wärmemenge variiert, ist selbst dann, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff eingespritzt und zu einem Dieselmotor geliefert und verbrannt wird, eine Variation des Ausgangsdrehmoments dieses Dieselmotors unvermeidlich. Auch wenn eine Cetanzahl von Kraftstoff nur auf Basis der Beziehung zwischen der eingespritzten Kraftstoffmenge und dem Ausgangsdrehmoment bestimmt wird, wie in der Vorrichtung, die im Patentdokument 1 offenbart ist, kann somit nicht unterschieden werden, ob eine Änderung des Ausgangsdrehmoments von einer anderen Cetanzahl des Kraftstoffs oder einer anderen erzeugten Wärmemenge bewirkt wird, wenn sich das Ausgangsdrehmoment ändert, weswegen die Bestimmung nicht genau durchgeführt werden kann.
Wie gerade beschrieben worden ist, kann die Vorrichtung, die im Patentdokument 1 offenbart ist, eine Verringerung der Genauigkeit der Cetanzahlbestimmung aufgrund einer Variation der aus Kraftstoff erzeugten Wärmemenge nicht vermeiden, und daher besteht in dieser Hinsicht Verbesserungsbedarf.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Cetanzahl von Kraftstoff exakt zu bestimmen.
Mittel zur Lösung des Problems
Um das genannte Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzung mit einer vorgegebenen Einspritzmenge durchführt, wodurch eine Cetanzahl von Kraftstoff, der in einem Dieselmotor verbrannt werden soll, bestimmt wird. Die Vorrichtung erfasst einen Indexwert einer Wärmemenge, die durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, berechnet einen Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das durch die Durchführung einer Kraftstoffeinspritzung mit der vorgegebenen Einspritzmenge erzeugt wird, und bestimmt die Cetanzahl auf Basis der Indexwerte.
Gemäß der oben beschriebenen Gestaltung kann der Indexwert der Wärmemenge, die durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, erfasst werden und die Cetanzahl des Kraftstoffs kann auf Basis dieses Indexwerts bestimmt werden. Obwohl sich das Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das mit der Einspritzung der vorgegebenen Kraftstoffmenge erzeugt wird, aufgrund einer Variation der aus dem Kraftstoff erzeugten Wärmemenge ändert, kann die Cetanzahl somit unter Berücksichtigung einer Auswirkung dieser Änderung bestimmt werden. Somit wird ein Fehler bei der Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs, der auf eine Variation der aus dem Kraftstoff erzeugten Wärmemenge zurückgeht, unterdrückt, und die Cetanzahl des Kraftstoffs wird exakt bestimmt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung speichert die Vorrichtung vorab eine Beziehung zwischen einem Bestimmungs- bzw. Rechenwert der Cetanzahl und dem Indexwert des Ausgangsdrehmoments, korrigiert die Beziehung auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge und berechnet den Rechenwert der Cetanzahl auf Basis der korrigierten Beziehung und des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung speichert die Vorrichtung vorab eine Beziehung zwischen einem Rechenwert der Cetanzahl und dem Indexwert des Ausgangsdrehmoments, korrigiert den Indexwert des Ausgangsdrehmoments auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge und berechnet den Rechenwert der Cetanzahl auf Basis des korrigierten Indexwerts und der Beziehung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die Vorrichtung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl auf Basis einer Einspritzmenge durch, die gemäß dem Indexwert der erzeugten Wärmemenge korrigiert worden ist, und bestimmt die Cetanzahl auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments, der bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung berechnet worden ist.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt führt die Vorrichtung eine Kraftstoffeinspritzung mit einer vorgegebenen Einspritzmenge durch, um die aus dem Kraftstoff erzeugte Wärmemenge zu erfassen, berechnet den Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, und stellt den errechneten Indexwert als Indexwert der erzeugten Wärmemenge ein.
Die Vorrichtung führt vorzugsweise auf Basis einer Soll-Einspritzmenge eine Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge durch. Die Vorrichtung weist ferner einen Drucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck erfasst, der den Kraftstoffdruck innerhalb eines Kraftstoffinjektors anzeigt. Die Vorrichtung korrigiert die Soll-Einspritzmenge auf Basis einer schwankenden Kurvenform bzw. Wellenform des Kraftstoffdrucks, der vom Drucksensor bei der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird.
Die Vorrichtung berechnet vorzugsweise eine tatsächliche Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors auf Basis der schwankenden Wellenform des erfassten Kraftstoffdrucks und korrigiert die Soll-Einspritzmenge auf Basis einer Differenz zwischen der errechneten tatsächlichen Betriebskennlinie und einer vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Vorrichtung eine Temperatur des Kraftstoffs unter Verwendung eines Temperatursensors und korrigiert die Soll-Einspritzmenge auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt führt die Vorrichtung die Erfassung der Kraftstofftemperatur unter Verwendung des Temperatursensors unmittelbar vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge aus.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die Vorrichtung auf Basis eines Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durch. Die Vorrichtung weist ferner einen Drucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck erfasst, der den Kraftstoffdruck innerhalb des Kraftstoffinjektors anzeigt. Die Vorrichtung korrigiert den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks, der vom Drucksensor bei der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt berechnet die Vorrichtung eine tatsächliche Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors auf Basis der schwankenden Wellenform des erfassten Kraftstoffdrucks und korrigiert den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer Differenz zwischen der errechneten tatsächlichen Betriebskennlinie und einer vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die Vorrichtung auf Basis eines Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durch, erfasst eine Temperatur des Kraftstoffs unter Verwendung eines Temperatursensors und korrigiert den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur.
Die Vorrichtung führt vorzugsweise die Erfassung der Kraftstofftemperatur unter Verwendung des Temperatursensors unmittelbar vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durch.
Der Drucksensor ist vorzugsweise am Kraftstoffinjektor angebracht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Skizze, die schematisch die Gestaltung einer Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau eines Kraftstoffinjektors im Querschnitt darstellt;
3 ist ein Zeitschema, das eine Beziehung zwischen Änderungen des Kraftstoffdrucks und einer zeitlichen Erfassungs-Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate darstellt;
4 ist ein Ablaufschema, das einen Ablauf bei der Durchführung eines Korrekturprozesses darstellt;
5 ist ein Zeitschema, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und einer zeitlichen Basis-Wellenform darstellt;
6 ist Zeitschema, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und der Basis-Wellenform darstellt;
7 ist Zeitschema, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einer Temperatur in einer Brennkammer und einer Motordrehzahl darstellt;
8 ist ein Graph, der eine Beziehung eines Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, einer Motordrehzahl während der Einspritzung und einer Cetanzahl des Kraftstoffs darstellt;
9 ist ein Graph, der eine Beziehung eines Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, einer Motordrehzahl während der Einspritzung und einer Zeitsteuerung der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung darstellt;
10(a) und 10(b) sind Graphen, die Beziehungen des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, der Motordrehzahl während der Einspritzung und einer Zeitsteuerung bzw. eines Beginns der Kraftstoffeinspritzung darstellen;
11 ist ein Graph, der eine Beziehung der Cetanzahl des Kraftstoffs, des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl und des Beginns der Kraftstoffeinspritzung darstellt;
12 ist ein Ablaufschema, das einen Ablauf der Durchführung eines Erfassungssteuerungsprozesses darstellt;
13 ist ein Schema, das ein Verfahren zur Berechnung des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl darstellt; und
14 ist ein Ablaufschema, das einen Ablauf der Durchführung eines Bestimmungssteuerungsprozesses darstellt.
AUSFÜHRUNGSMODI DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Dieselmotor 10 als Antriebsquelle in einem Fahrzeug 1 eingebaut. Eine Kurbelwelle 14 des Dieselmotors 10 ist über einen Kupplungsmechanismus 2 und ein manuelles Getriebe 3 mit Rädern 4 verbunden. Wenn ein Kupplungsbetätigungselement (z. B. ein Kupplungspedal) von einem Fahrer im Fahrzeug 1 betätigt wird, wird der Kupplungsmechanismus in einen Betriebszustand gebracht, in dem er die Kurbelwelle 14 vom manuellen Getriebe 3 trennt.
Eine Ansaugleitung 12 ist mit Zylindern 11 des Dieselmotors 10 verbunden. Luft wird über die Ansaugleitung 12 in die Zylinder 11 des Dieselmotors 10 gesaugt. Ferner wird ein Dieselmotor mit einer Mehrzahl von Zylindern 11 (vier in der vorliegenden Ausführungsform, die mit #1 bis #4 bezeichnet sind), als Dieselmotor 10 genommen. Im Dieselmotor 10 ist in jedem Zylinder 11 ein Direkteinspritzungs-Kraftstoffinjektor 20 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 11 eingebaut. Der Kraftstoff, der durch Öffnen des Kraftstoffinjektors 20 eingespritzt wird, kommt mit angesaugter Luft in Kontakt, die im Zylinder 11 des Dieselmotors 10 verdichtet und erwärmt worden ist, wodurch er entzündet und verbrannt wird. Im Dieselmotor 10 wird ein Kolben 13 durch Energie, die durch die Verbrennung des Kraftstoffs im Zylinder 11 erzeugt wird, nach unten gedrückt, und die Kurbelwelle 14 wird zwangsweise zum Drehen gebracht. Verbrennungsgas, das durch die Verbrennung in den Zylindern 11 des Dieselmotors 10 erzeugt wird, wird als Abgas in eine Abgasleitung 15 des Dieselmotors 10 ausgeführt.
Ein abgasbetriebener Lader 16 ist im Dieselmotor 10 vorgesehen. Der Lader 16 weist einen Kompressor 17, der in der Ansaugleitung 12 des Dieselmotors 10 eingebaut ist, und eine Turbine 18 auf, die in der Abgasleitung 15 eingebaut ist. Der Lader 16 fördert die Ansaugluft, die durch die Ansaugleitung 12 strömt, unter Druck unter Nutzung von Energie des Abgases, das durch die Abgasleitung 15 des Dieselmotors 10 strömt.
Jeder Kraftstoffinjektor 20 ist individuell über eine Zweigleitung 31a mit einer gemeinsamen Verteilerleiste bzw. Common Rail 34 verbunden, und diese Common Rail 34 ist über eine Zuleitung 31b mit einem Kraftstofftank 32 verbunden. Eine Kraftstoffpumpe 33 zur Druckförderung von Kraftstoff ist in dieser Zuleitung 31b vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftstoff, dessen Druck dadurch erhöht wird, dass er von der Kraftstoffpumpe 33 unter Druck gefördert wird, in der Common Rail 34 gespeichert und in die einzelnen Kraftstoffinjektoren 20 geliefert. Ferner ist eine Rückleitung 35 mit jedem einzelnen Kraftstoffinjektor 20 verbunden, und diese Rückleitungen 35 sind jeweils mit dem Kraftstofftank 32 verbunden. Ein Teil des Kraftstoffs im Kraftstoffinjektor 20 wird über diese Rückleitung 35 in den Kraftstofftank 32 zurückgeführt.
Der innere Aufbau der einzelnen Kraftstoffinjektoren 20 wird nachstehend beschrieben.
Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Nadelventil 22 innerhalb eines Gehäuses 21 des Kraftstoffinjektors 20 vorgesehen. Dieses Nadelventil 22 ist in einem Zustand vorgesehen, in dem es sich im Gehäuse 21 hin und her bewegen kann (in 2 in vertikaler Richtung). Eine Feder 24, die das genannte Nadelventil 22 ständig in Richtung auf eine Einspritzöffnung 23 drängt (in 2 nach unten), ist im Gehäuse 21 vorgesehen. Ferner ist im Gehäuse 21 eine Düsenkammer 25 an einer Stelle auf einer Seite des genannten Nadelventils (in 2 weiter unten) ausgebildet, und eine Druckkammer 26 ist an einer Stelle auf der anderen Seite (in 2 weiter oben) ausgebildet.
Die Düsenkammer 25 ist mit der Einspritzöffnung 23 ausgebildet, die eine Kommunikation des Innenraums der Düsenkammer 25 und der Außenumgebung des Gehäuses 21 erlaubt, und der Kraftstoff wird von der genannten Zweigleitung 31a (der Common Rail 34) über eine Einführungsleitung 27 geliefert. Die genannte Düsenkammer 25 und die Zweigleitung 31a (die Common Rail 34) sind über eine Verbindungsleitung 28 mit der Druckkammer 26 verbunden. Ferner ist die Druckkammer 26 über eine Ableitung 30 mit der Rückleitung 35 (dem Kraftstofftank 32) verbunden.
Der genannte Kraftstoffinjektor 20 ist als elektrisch angetriebener Injektor gestaltet. Ein piezoelektrisches Stellglied 29, das durch Laminieren von piezoelektrischen Elementen gebildet wird, die sich durch die Eingabe eines Ansteuerungssignals ausdehnen und zusammenziehen, ist innerhalb des Gehäuses 21 des Kraftstoffinjektors 20 vorgesehen. Ein Ventilkörper 29a ist an diesem piezoelektrischen Stellglied 29 angebracht und im Inneren der Druckkammer 26 vorgesehen. Die Verbindungsleitung 28 (die Düsenkammer 25) oder die Ableitung 30 (die Rückleitung 25) kann durch die Bewegung des Ventilkörpers 29a, die durch die Betätigung des piezoelektrischen Stellglieds 29 bewirkt wird, selektiv mit der Druckkammer 26 in Verbindung gebracht werden.
Wenn in diesem Kraftstoffinjektor 20 ein Ventilschließungssignal in das piezoelektrische Stellglied 29 eingegeben wird, zieht sich das piezoelektrische Stellglied 29 zusammen, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, wodurch ein Zustand, in dem die Verbindungsleitung 28 und die Druckkammer 26 miteinander in Verbindung gebracht stehen können, und ein Zustand, in dem die Verbindung zwischen der Rückleitung 35 und der Druckkammer 26 blockiert ist, eingerichtet werden. Auf diese Weise können die Düsenkammer 25 und die Druckkammer 26 miteinander in Verbindung stehen, während die Abgabe des Kraftstoffs in der Druckkammer 26 zur Rückleitung 35 (zum Kraftstofftank 32) gehemmt ist. Somit wird der Druckunterschied zwischen der Düsenkammer 25 und der Druckkammer 26 sehr klein, und das Nadelventil 22 wird durch die Druckkraft der Feder 24 in eine Stellung bewegt, wo es die Einspritzöffnung 23 schließt. Dabei wird der Kraftstoffinjektor 20 in einen Zustand gebracht, in dem kein Kraftstoff eingespritzt wird (in einen Ventilschließungszustand).
Wenn dagegen ein Ventilöffnungssignal in das piezoelektrische Stellglied 29 eingegeben wird, dehnt sich das piezoelektrische Stellglied 29 aus, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, wodurch ein Zustand, wo eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 28 und der Druckkammer 26 blockiert ist, und ein Zustand, in dem die Rückleitung 35 und die Druckkammer 26 in Verbindung stehen können, eingerichtet werden. Auf diese Weise wird ein Teil des Kraftstoffs in der Druckkammer 26 über die Rückleitung 35 in den Kraftstofftank 32 zurückgeführt, wobei die Abgabe des Kraftstoffs aus der Düsenkammer 25 zur Druckkammer 26 gehemmt ist. Somit nimmt ein Druck des Kraftstoffs in der Druckkammer 26 ab, wodurch der Druckunterschied zwischen der Druckkammer 26 und der Düsenkammer 25 vergrößert wird, und das Nadelventil 22 wird wegen dieses Druckunterschieds entgegen der Druckkraft der Feder 24 von der Einspritzöffnung 23 weg bewegt. Dabei wird der Kraftstoffinjektor 20 in einen Zustand gebracht, wo der Kraftstoff eingespritzt wird (Ventilöffnungszustand).
Ein Kraftstoffsensor 41 zum Ausgeben eines Signals, das einem Kraftstoffdruck PQ in der Einführungsleitung 27 entspricht, ist am Kraftstoffinjektor 20 angebracht und bildet mit diesem eine Einheit. Somit kann im Gegensatz zu einer Vorrichtung, in der ein Kraftstoffdruck an einer Stelle erfasst wird, die entfernt vom Kraftstoffinjektor 20 liegt, wie beispielsweise ein Kraftstoffdruck in der Common Rail 34 (siehe 1), ein Kraftstoffdruck an einer Stelle erfasst werden, die nahe an der Einspritzöffnung 23 des Kraftstoffinjektors 20 liegt. Änderungen des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffinjektor 20, die mit der Öffnung des Kraftstoffinjektors 20 in Zusammenhang stehen, können somit exakt erfasst werden. Ein Kraftstoffsensor, der zusätzlich zu seiner Funktion als Drucksensor auch als Temperatursensor zur Erfassung einer Kraftstofftemperatur (THQ) innerhalb der Einführungsleitung 27 dient, wird als dieser Kraftstoffsensor 41 verwendet. Die Funktionen des Kraftstoffsensors 41 werden abhängig von einem Signal, das von einer nachstehend erläuterten elektronischen Steuereinrichtung 40 eingegeben wird, geschaltet. Ferner ist jeweils ein Kraftstoffsensor 41 für jeden Kraftstoffinjektor 20, d. h. für jeden Zylinder 11 des Dieselmotors 10 vorgesehen.
Wie in 1 dargestellt ist, weist der Dieselmotor 10 verschiedene Sensoren zur Erfassung eines Betriebszustands als Hilfsvorrichtungen auf. Zusätzlich zum oben beschriebenen Kraftstoffsensor 41 sind diese Sensoren unter anderem beispielsweise ein Ladedrucksensor 42 zur Erfassung eines Drucks (eines Ladedrucks PA) in einem Teil der Ansaugleitung 12, die dem oben genannten Kompressor 17 in einer Strömungsrichtung der angesaugten Luft nachgelagert ist, und ein Kurbelsensor 43 zur Erfassung einer Drehphase (eines Kurbelwinkels CA) und einer Drehzahl der Kurbelwelle 14 (der Motordrehzahl NE). Weitere Beispiele für diese Sensoren sind ein Wassertemperatursensor 44 zur Erfassung einer Temperatur eines Kühlmittels (THW) des Dieselmotors 10, ein Reservemengensensor 45 zur Erfassung einer Kraftstoffreservemenge im Kraftstofftank 32 und ein Beschleunigerverstellwegsensor 46 zur Erfassung eines Verstellwegs bzw. Betätigungsumfangs (eines Beschleunigerbetätigungsumfangs ACC) eines Beschleunigerbetätigungselements (z. B. eines Gaspedals). Zusätzlich dazu sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 47 zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1, ein Kupplungsschalter 48 zur Erfassung, ob das Kupplungsbetätigungselement betätigt worden ist oder nicht, und dergleichen vorgesehen.
Die elektronische Steuereinheit 40, die einen Mikrorechner und dergleichen aufweist, ist zum Beispiel auch als Hilfsvorrichtung des Dieselmotors 10 vorgesehen. Die elektronische Steuervorrichtung 40 dient als Bestimmungseinheit zur Bestimmung einer Cetanzahl des Kraftstoffs, empfängt Ausgangssignale verschiedener Sensoren, führt verschiedene Berechnungen auf Basis dieser Ausgangssignale durch und führt auf Basis der Rechenergebnisse verschiedene Steuerungen in Bezug auf den Betrieb des Dieselmotors 10, wie beispielsweise eine Betätigungssteuerung der Kraftstoffinjektoren 20 (eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung) durch.
Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung wird in der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich wie folgt durchgeführt.
Zunächst wird ein Steuerungs-Sollwert (eine erforderliche Einspritzmenge TAU) in Bezug auf eine Kraftstoffmenge, die für einen Motorbetrieb eingespritzt wird, auf Basis des Beschleunigerbetätigungsumfangs ACC, der Motordrehzahl NE und einer Cetanzahl des Kraftstoffs (genauer einer durch Bestimmung erhaltenen Cetanzahl, was nachstehend erklärt wird) berechnet. Danach werden ein Steuerungs-Sollwert des Zeitpunkts bzw. des Beginns der Kraftstoffeinspritzung (des erforderlichen Einspritzbeginns Tst) und ein Steuerungs-Sollwert einer Dauer der Kraftstoffeinspritzung (einer erforderlichen Einspritzdauer Ttm) auf Basis der erforderlichen Menge der Kraftstoffeinspritzung, TAU, und der Motordrehzahl NE berechnet. Dann wird jeder einzelne Kraftstoffinjektor 20 auf Basis dieses erforderlichen Einspritzbeginns Tst und der erforderlichen Einspritzdauer Ttm geöffnet. Auf diese Weise wird an jedem aufeinander folgenden Zeitpunkt von jedem einzelnen Kraftstoffinjektor 20 eine Menge an Kraftstoff, die auf den Betriebszustand des Dieselmotors 10 abgestimmt ist, eingespritzt und in den entsprechenden Zylinder 11 des Dieselmotors 10 geliefert.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Betriebssteuerung (Leistendrucksteuerung) der Kraftstoffpumpe 33 in Verbindung mit der Durchführung einer solchen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Diese Leistendrucksteuerung wird durchgeführt, um einen Kraftstoffdruck (Leistendruck) in der Common Rail 34 abhängig vom Betriebszustand des Dieselmotors 10 anzupassen. Genauer wird ein Steuerungs-Sollwert (ein erforderlicher Leistendruck Tpr) in Bezug auf den Leistendruck auf Basis der erforderlichen Einspritzmenge TAU und der Motordrehzahl NE berechnet. Dann wird der Betrieb der Kraftstoffpumpe 33 so gesteuert, dass dieser erforderliche Leistendruck Tpr und der tatsächliche Leistendruck übereinstimmen, wodurch ein Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe 33 unter Druck gefördert wird, angepasst wird.
Um eine Kraftstoffeinspritzung ordnungsgemäß entsprechend dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 durchzuführen, wird in der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Korrekturprozess durchgeführt, der darin besteht, dass eine zeitliche Erfassungs-Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, ausgebildet wird und der erforderliche Einspritzbeginn Tst und die erforderliche Einspritzdauer Ttm auf Basis der zeitlichen Erfassungs-Wellenform korrigiert werden. Dieser Korrekturprozess wird für jeden Zylinder 11 des Dieselmotors 10 separat durchgeführt. Solch ein Korrekturprozess wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffinjektor 20 variiert, während der Kraftstoffinjektor 20 geöffnet und geschlossen wird, so nimmt er beispielsweise ab, wenn der Kraftstoffinjektor 20 geöffnet wird, und steigt, wenn der Kraftstoffinjektor 20 anschließend geschlossen wird. Somit kann die gegebene Betriebskennlinie (z. B. der Zeitpunkt, zu dem eine Ventilöffnungsaktion gestartet wird, der Zeitpunkt, zu dem eine Ventilschließungsaktion gestartet wird) des Kraftstoffinjektors 20 durch Überwachung einer schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung exakt festgestellt werden.
Zunächst wird ein Ablauf der Ausbildung einer solchen schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks (in der vorliegenden Ausführungsform der zeitlichen Erfassungs-Wellenform der Kraftstoffeinspritzrate) bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung beschrieben.
3 zeigt eine Beziehung zwischen Änderungen des Kraftstoffdrucks PQ und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform der Kraftstoffeinspritzrate.
Wie in 3 dargestellt ist, werden in der vorliegenden Ausführungsform jeweils der Zeitpunkt, zu dem die Ventilöffnungsaktion des Kraftstoffinjektors 20 (genauer eine Bewegung des Nadelventils 22 in Richtung auf die Ventilöffnungsseite) gestartet wird, (Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion Tos), der Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzrate maximiert ist (der Kraftstoffeinspritzraten-Maximierungszeitpunkt Toe), der Zeitpunkt, zu dem ein Absinken der Kraftstoffeinspritzrate beginnt (der Einspritzratenabsenkungs-Startzeitpunkt Tcs) und der Zeitpunkt, zu dem die Ventilschließungsaktion (genauer die Bewegung des Nadelventils 22 in Richtung auf eine Ventilschließungsseite) des Kraftstoffinjektors 20 abgeschlossen ist (der Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion Tce), erfasst.
Zunächst wird ein Durchschnittswert des Kraftstoffdrucks PQ während eines vorgegebenen Zeitraums T1 unmittelbar vor dem Start der Ventilöffnungsaktion des Kraftstoffinjektors 20 berechnet und als Bezugsdruck Pbs gespeichert. Dieser Bezugsdruck Pbs wird als Druck verwendet, der einem Kraftstoffdruck innerhalb jedes Kraftstoffinjektors 20 während der Ventilschließung entspricht.
Anschließend wird der Wert, der durch Subtrahieren eines vorgegebenen Drucks P1 von diesem Bezugsdruck Pbs erhalten wird, als Betriebsdruck Pac berechnet (Pac = Pbse – P1). Dieser vorgegebene Druck P1 ist ein Druck, der einer Änderung des Kraftstoffdrucks PQ, trotz der das Nadelventil 22 in einer Ventilschließungsposition angeordnet ist, beim Auf- oder Zu-Steuern des Kraftstoffinjektors 20 entspricht, d. h. einer Änderung des Kraftstoffdrucks PQ, die nicht zu einer Bewegung des Nadelventils 22 beiträgt.
Danach wird ein Differentialwert erster Ordnung des Kraftstoffdrucks PQ in einem Zeitraum, in dem der Kraftstoffdruck PQ unmittelbar nach dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung sinkt, berechnet. Dann wird eine Tangente L1 einer zeitlichen Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ an einem Punkt, wo der Differentialwert erster Ordnung minimiert ist, ermittelt und ein Schnittpunkt A dieser Tangente L1 und des Betriebsdrucks Pac wird berechnet. Ein Zeitpunkt, der einem Punkt AA entspricht, an den der Schnittpunkt A durch eine verzögerte Erfassung des Kraftstoffdrucks PQ zeitlich zurückgebracht wird, wird als Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion Tos identifiziert. Die genannte Erfassungsverzögerung ist ein Zeitraum, der einer Verzögerung eines Beginns der Änderung des Kraftstoffdrucks PQ als Reaktion auf einen Beginn der Änderung des Drucks in der Düsenkammer 25 (siehe 2) des Kraftstoffinjektors 20 entspricht, und ist eine Verzögerung, die aufgrund eines Abstands zwischen der Düsenkammer 25 und dem Kraftstoffsensor 41 und dergleichen bewirkt wird.
Ferner wird ein Differentialwert erster Ordnung des Kraftstoffdrucks PQ in einem Zeitraum, in dem der Kraftstoffdruck PQ nach einem vorübergehenden Absinken unmittelbar nach dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung ansteigt, berechnet. Dann wird eine Tangente L2 der zeitlichen Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ an einem Punkt, an dem der Differentialwert erster Ordnung maximiert ist, ermittelt, und ein Schnittpunkt B dieser Tangente L2 und des Betriebsdrucks Pac wird berechnet. Ein Zeitpunkt, der einem Punkt BB entspricht, an den der Schnittpunkt durch die Erfassungsverzögerung zurückgebracht wird, wird als Startzeitpunkt der Ventilschließungsaktion Tce identifiziert.
Ferner wird ein Schnittpunkt C der Tangenten L1, L2 berechnet, und die Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck PQ und dem Betriebsdruck Pac (ein hypothetischer Druckabfall ΔP [ΔP = Pac – PQ]) an diesem Schnittpunkt C wird ermittelt. Ferner wird der Wert, der durch Multiplizieren dieses hypothetischen Druckabfalls ΔP mit einem auf Basis der erforderlichen Einspritzmenge TAU und des erforderlichen Leistendrucks Tpr eingestellten Faktor G1 erhalten wird, als hypothetische maximale Kraftstoffeinspritzrate VRt berechnet (VRt = ΔP × G1). Ferner wird der Wert, der durch Multiplizieren der hypothetischen maximalen Kraftstoffeinspritzrate VRt mit einem auf Basis der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge TAU und des erforderlichen Leistendrucks Tpr eingestellten Faktor G2 erhalten wird, als maximale Einspritzrate Rt berechnet (Rt = VRt × G2).
Danach wird ein Zeitpunkt CC, der dadurch erreicht wird, dass der oben genannte Schnittpunkt C durch die Erfassungsverzögerung zeitlich zurückgebracht wird, berechnet, und ein Punkt D, bei dem die hypothetische maximale Kraftstoffeinspritzrate VRt zum Zeitpunkt CC erreicht wird, wird identifiziert. Dann wird der Zeitpunkt, der einem Schnittpunkt E einer Geraden L3, die den Punkt D und den Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion Tos (genauer den Punkt, an dem die Kraftstoffeinspritzrate zu diesem Zeitpunkt Tos „0” wird) miteinander verbindet, und der maximalen Einspritzrate Rt entspricht, als Zeitpunkt der Einspritzratenmaximierung Toe identifiziert.
Ferner wird ein Zeitpunkt, der einem Schnittpunkt F einer Geraden L4, die den genannten Punkt D und den Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion (genauer den Punkt, an dem die Kraftstoffeinspritzrate Rt zu diesem Zeitpunkt Tce „0” wird) miteinander verbindet, und der maximalen Einspritzrate Rt als Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung Tcs identifiziert.
Ferner wird eine zeitliche Trapezwellenform, die vom Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tos, dem Zeitpunkt der Einspritzratenmaximierung, Toe, dem Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcs, dem Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion, Tce und der maximalen Einspritzrate Rt gebildet wird, als zeitliche Erfassungs-Wellenform für die Kraftstoffeinspritzrate bei der Kraftstoffeinspritzung verwendet.
Nun wird mit Bezug auf 4 bis 6 ein Ablauf eines Prozesses zum Korrigieren verschiedener Steuer-Sollwerte der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer solchen zeitlichen Erfassungs-Wellenform (eines Korrekturprozesses) ausführlich beschrieben.
4 ist ein Ablaufschema, das einen bestimmten Ablauf des oben genannten Korrekturprozesses zeigt, und eine Reihe von Verarbeitungen, die in diesem Ablaufschema dargestellt sind, werden von der elektronischen Steuereinheit 40 als Unterbrechungsverarbeitungen in jedem vorgegebenen Zyklus durchgeführt. Ferner zeigen 5 und 6 jeweils Beispiele für eine Beziehung zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und einer zeitlichen Basis-Wellenform.
Wie in 4 dargestellt ist, wird in diesem Prozess zuerst die zeitliche Erfassungs-Wellenform bei der Kraftstoffeinspritzung auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ gebildet wie oben beschrieben (Schritt S101). Ferner wird ein Basiswert (eine zeitliche Basis-Wellenform) für die zeitliche Wellenform der Kraftstoffeinspritzrate bei der Kraftstoffeinspritzung auf Basis des Betriebszustands des Dieselmotors 10, beispielsweise des Beschleunigerverstellwegs ACC und der Motordrehzahl NE, eingestellt (Schritt S102). In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 und der zeitlichen Basis-Wellenform, die für den Betriebszustand geeignet ist, vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen oder Simulationen, die in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert sind, ermittelt. In Schritt S102 wird die zeitliche Basis-Wellenform aus der oben genannten Beziehung auf Basis des Betriebszustands des Dieselmotors 10 bei jedem aufeinanderfolgenden Zeitpunkt eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform dient die zeitliche Erfassungs-Wellenform als tatsächliche Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20, und die zeitliche Basis-Wellenform dient als vorgegebene Basis-Betriebskennlinie.
Wie in 5 dargestellt ist, werden eine zeitliche Trapezwellenform, die durch einen Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tosb, einen Zeitpunkt der Einspritzratenmaximierung, Toeb, einen Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcsb, einen Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion, Tceb und eine maximale Einspritzrate identifiziert wird, als die genannte zeitliche Basis-Wellenform (eine Linie, die durch abwechselnd lange und kurze Striche gebildet wird) eingestellt.
Weiter werden diese zeitliche Basis-Wellenform und die genannte zeitliche Erfassungs-Wellenform (durchgezogene Linie) verglichen, und ein Korrekturterm K1 zum Korrigieren eines Steuer-Sollwerts für den Startzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung (den oben beschriebenen erforderlichen Einspritzbeginn Tst) und Korrekturterme K2, K3 zum Korrigieren eines Steuer-Sollwerts für die Durchführungsdauer der Kraftstoffeinspritzung (die erforderliche Einspritzdauer Ttm) werden jeweils auf Basis des Vergleichsergebnisses berechnet.
Genauer wird die Differenz ΔTos zwischen dem Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tosb, in der zeitlichen Basis-Wellenform und dem Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tos, in der zeitlichen Erfassungs-Wellenform berechnet (Schritt S103 von 4), und der Korrekturterm K1 wird auf Basis dieser Differenz ΔTos, der erforderlichen Einspritzmenge TAU und der Motorgeschwindigkeit NE berechnet und gespeichert (Schritt S104). In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen i) einer Situation, die von der genannten Differenz ΔTos, der erforderlichen Einspritzmenge TAU und der Motorgeschwindigkeit NE bedingt wird, und ii) dem Korrekturterm K1, der in der Lage ist, diese Differenz ΔTos präzise auszugleichen, vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen ermittelt und in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert. In Schritt S104 wird der Korrekturterm K1 auf Basis dieser Beziehung berechnet.
Ferner wird die Differenz ΔTcs zwischen dem Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcsb, (5) in der zeitlichen Basis-Wellenform und dem Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcs, in der Erfassungs-Wellenform berechnet (Schritt S105 von 4), und der Korrekturterm K2 wird auf Basis dieser Differenz ΔTcs, der erforderlichen Einspritzmenge TAU und der Motordrehzahl NE berechnet und gespeichert (Schritt S106). In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen i) einer Situation, die durch die oben genannte Differenz ΔTcs, die erforderliche Einspritzmenge TAU und die Motordrehzahl NE bedingt wird, und ii) dem Korrekturterm K2, der in der Lage ist, diese Differenz ΔTcs exakt auszugleichen, vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen ermittelt und in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert. Bei der Verarbeitung von Schritt S106 wird der Korrekturterm K2 auf Basis dieser Beziehung berechnet.
Wie in 6 dargestellt ist, wird bei der Berechnung des Korrekturterms K3 zuerst die Differenz in der Änderungsrate der Kraftstoffeinspritzrate zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform (der Linie, die abwechselnd von langen und kurzen Strichen gebildet wird) und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform (einer durchgezogenen Linie) berechnet (Schritt S107). Genauer wird die Differenz ΔRup in der Neigung eines Liniensegments, das den Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tos, (oder Tosb) und dem Zeitpunkt der Einspritzratenmaximierung, Toe, (oder Toeb) verbindet, als Anstiegsratendifferenz der Kraftstoffeinspritzrate berechnet. Ferner wird die Differenz ΔRdn in der Neigung des Liniensegments, das den Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcs, (oder Tcsb) und den Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion, Tce, (oder Tcsb) verbindet, als Absenkungsratendifferenz der Kraftstoffeinspritzrate berechnet. In der vorliegenden Ausführungsform werden diese Differenzen ΔRup, ΔRdn als Werte berechnet, die stark mit der Flächendifferenz zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform korreliert sind. Dann wird der Korrekturterm K3 auf Basis dieser Differenzen ΔRup, ΔRdn, der erforderlichen Einspritzmenge TAU und der Motordrehzahl NE berechnet und gespeichert (Schritt S108). In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen i) einer Situation, die durch die jeweiligen Differenzen ΔRup, ΔRdn, die erforderliche Einspritzmenge TAU und die Motordrehzahl NE bedingt wird, und ii) dem Korrekturterm K3, der in der Lage ist, die Differenz in der Fläche (genauer einer Teilfläche jeder Wellenform, die von der Kraftstoffeinspritzrate und einer Linie, entlang der die Kraftstoffeinspritzrate „0” ist) zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform präzise auszugleichen, vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen ermittelt und in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert. In Schritt S108 wird der Korrekturterm K3 auf Basis dieser Beziehung berechnet.
Nachdem die entsprechenden Korrekturterme K1, K2 und K3 auf diese Weise berechnet worden sind, wird dieser Prozess vorübergehend ausgesetzt.
Bei der Durchführung der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung wird der Wert, der durch Korrigieren des erforderlichen Einspritzbeginns Tst unter Verwendung des Korrekturterms K1 erhalten wird (in der vorliegenden Ausführungsform der Wert, der durch Addieren des Korrekturterms K1 zum erforderlichen Einspritzbeginn Tst erhalten wird), als endgültiger erforderlicher Einspritzbeginn Tst berechnet. Durch eine derartige Berechnung des erforderlichen Einspritzbeginns wird die Abweichung zwischen dem Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tosb, in der zeitlichen Basis-Wellenform und dem Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion, Tosb, in der zeitlichen Erfassungs-Wellenform unterdrückt. Somit wird der Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 exakt eingestellt.
Ferner wird der Wert, der durch Korrigieren der erforderlichen Einspritzdauer Ttm unter Verwendung der oben genannten Korrekturterme K2, K3 erhalten wird (in der vorliegenden Ausführungsform der Wert, der durch Addieren der Korrekturterme K2, K3 zur erforderlichen Einspritzdauer Ttm erhalten wird), als endgültige erforderliche Einspritzdauer Ttm berechnet. Durch eine derartige Berechnung der erforderlichen Einspritzdauer Ttm wird die Abweichung zwischen dem Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcsb, in der zeitlichen Basis-Wellenform und dem Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung, Tcs, in der zeitlichen Erfassungs-Wellenform unterdrückt. Somit wird der Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzrate bei der Kraftstoffeinspritzung zu sinken beginnt, gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 exakt eingestellt.
Da der erforderliche Einspritzbeginn Tst und die erforderliche Einspritzdauer Ttm in der vorliegenden Ausführungsform auf Basis der Differenz zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie (genauer der zeitlichen Erfassungs-Wellenform) des Kraftstoffinjektors 20 und der vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie (genauer der zeitlichen Basis-Wellenform) korrigiert werden, wird die Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie (der Betriebskennlinie eines Kraftstoffinjektors mit einer Standard-Kennlinie) unterdrückt. Auf diese Weise werden der Durchführungsbeginn und die Durchführungsdauer der Kraftstoffeinspritzung jeweils ordnungsgemäß eingestellt, so dass sie dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 angepasst sind.
Auch wenn sowohl der Startzeitpunkt der Ventilöffnungsaktion als auch der Startzeitpunkt der Einspritzratenabsenkung zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform übereinstimmen, kann es sein, dass die Fläche der zeitlichen Basis-Wellenform und die der zeitlichen Erfassungs-Wellenform nicht übereinstimmen und dass die Kraftstoffeinspritzmenge von der Menge abweicht, die zum Betriebszustand des Dieselmotors passt, wenn die Anstiegsrate und die Abnahmerate der Kraftstoffeinspritzrate zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform verschieden sind. Was dies betrifft, so wird in der vorliegenden Ausführungsform der Flächenunterschied zwischen der zeitlichen Basis-Wellenform und der zeitlichen Erfassungs-Wellenform durch die Korrektur unter Verwendung des oben genannten Korrekturterms K3 unterdrückt. Somit wird die eingespritzte Kraftstoffmenge bei der Kraftstoffeinspritzung exakt auf eine Menge geregelt, die dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 angepasst ist.
Da in der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die oben genannte Leistendrucksteuerung durchgeführt wird, unterscheiden sich der Änderungsumfang des Startzeitpunkts der Ventilöffnungsaktion, wenn der erforderliche Einspritzbeginn Tst um den gleichen Wert verändert wird, und der Änderungsumfang des Startzeitpunkts der Einspritzratenabsenkung, wenn die erforderliche Einspritzdauer Ttm um den gleichen Wert geändert wird, gemäß dem Leistendruck. In der vorliegenden Ausführungsform wird der genannte Leistendruck (genauer die erforderliche Einspritzmenge TAU und die Motordrehzahl NE als Rechenparameter des erforderlichen Leistendrucks Tpr) als Rechenparameter verwendet, der zur Berechnung der jeweiligen Korrekturterme K1, K2 und K3 verwendet wird. Somit werden die jeweiligen Korrekturterme K1, K2 und K3 an jedem aufeinanderfolgenden Zeitpunkt gemäß dem Leistendruck ordnungsgemäß berechnet.
In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Steuerung zur Bestimmung der Cetanzahl von Kraftstoff (eine Bestimmungssteuerung) durchgeführt.
Diese Bestimmungssteuerung wird grundsätzlich wie folgt durchgeführt. Im Einzelnen wird eine vorgegebene Menge (z. B. mehrere Kubikmillimeter) Kraftstoff eingespritzt, wenn eine Durchführungsbedingung erfüllt ist, und ein Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, das mit der Durchführung dieser Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, (ein Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE, der nachstehend erörtert wird) wird berechnet. Dann wird die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis dieses Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE bestimmt. Je höher die Cetanzahl des zum Dieselmotor 10 gelieferten Kraftstoffs ist, desto leichter wird der Kraftstoff entzündet, und desto weniger Kraftstoff bleibt unverbrannt zurück.
Somit steigt das Motordrehmoment an, das mit der Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird. Bei der Bestimmungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform wird die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis solch einer Beziehung zwischen der Cetanzahl des Kraftstoffs und dem Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 bestimmt.
Das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das erzeugt wird, wenn eine vorgegebene Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, ändert sich nicht nur gemäß der Cetanzahl des Kraftstoffs, sondern auch gemäß der Motordrehzahl NE. Das hat den folgenden Grund.
7 zeigt ein Beispiel für eine Beziehung zwischen der Temperatur (oder dem Druck) in einer Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 und der Motordrehzahl NE. Wie in 7 dargestellt ist, wird der Zeitraum, über den eine Hochtemperatur-, Hochdruckbedingung in der Brennkammer 11a eingerichtet ist, umso kürzer, je höher die Motordrehzahl NE ist. Wenn die vorgegebene Menge an Kraftstoff in der oben genannten Bestimmungssteuerung eingespritzt wird, sinken somit die Temperatur und der Druck in der Brennkammer 11a umso früher und bleibt umso mehr Kraftstoff unverbrannt zurück, je höher die Motordrehzahl NE ist. Daher wird das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit dieser Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, tendenziell niedriger.
8 zeigt eine Beziehung zwischen dem Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE und der Motordrehzahl NE, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff zum gleichen Einspritzzeitpunkt eingespritzt wird. Wie aus 8 hervorgeht, wird, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff zum gleichen Injektionszeitpunkt eingespritzt wird, das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 (genauer der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE als dessen Indexwert) umso kleiner, je höher die Motordrehzahl NE bei Durchführung der Kraftstoffeinspritzung (im Folgenden als Motordrehzahl während der Einspritzung bezeichnet) ist.
Ferner ändert sich das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das erzeugt wird, wenn die vorgegebene Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, nicht nur gemäß der Cetanzahl des Kraftstoffs und der Motordrehzahl NE, sondern auch gemäß der Durchführungsdauer dieser Kraftstoffeinspritzung.
9 zeigt eine Beziehung des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, ΣΔNE, der Motordrehzahl während der Einspritzung und des Durchführungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff mit der gleichen Cetanzahl eingespritzt wird. Wie in 9 dargestellt ist, wird das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird (genauer der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE als dessen Indexwert), umso kleiner, je stärker der Durchführungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung verzögert wird. Man nimmt an, dass dies daran liegt, dass Kraftstoff in einer Situation verbrannt wird, wo die Temperatur und der Druck in der Brennkammer 11a niedrig sind und mehr Kraftstoff unverbrannt zurückbleibt, wenn der Durchführungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung stärker verzögert wird.
Wie gerade beschrieben, wird in der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wenn die vorgegebene Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit dieser Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, umso höher, je früher der Durchführungszeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung liegt und ferner je höher die Cetanzahl des Kraftstoffs ist.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis der Beziehung des oben genannten Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, ΣΔNE, des Durchführungszeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung durch die Bestimmungssteuerung und der Motordrehzahl während der Einspritzung bestimmt. Da dadurch eine Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs unter Berücksichtigung einer Differenz im Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 aufgrund einer Differenz der Motordrehzahl während der Einspritzung und einer Differenz im Durchführungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung möglich ist, kann die Cetanzahl exakt bestimmt werden.
Nachstehend wird ein Durchführungsmodus einer solchen Bestimmungssteuerung genauer beschrieben.
Es gibt eine Obergrenze (genauer, ein Ausgangsdrehmoment, wenn der Kraftstoff unverbrannt zurückbleibt, ist 0) für das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit der Durchführung der Einspritzung der vorgegebenen Menge an Kraftstoff erzeugt wird. Das genannte Ausgangsdrehmoment erreicht die Obergrenze in einem Bereich, wo die genannte Kraftstoffeinspritzung in einer Situation durchgeführt wird, wo die Motordrehzahl NE niedrig ist (siehe 8), und in einem Bereich, wo die genannte Kraftstoffeinspritzung zu einem vorverlegten Zeitpunkt durchgeführt wird (siehe 9). Da das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 die Obergrenze in einem solchen Bereich unabhängig von der Cetanzahl des Kraftstoffs erreicht, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs nicht auf Basis dieses Ausgangsdrehmoments (genauer des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) festgestellt werden.
Ferner weist das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit der Durchführung der Einspritzung der vorgegebenen Menge an Kraftstoff erzeugt wird, nicht nur eine Obergrenze, sondern auch eine Untergrenze auf (Ausgangsdrehmoment = 0). Das genannte Ausgangsdrehmoment erreicht die Untergrenze in einem Bereich, wo die genannte Kraftstoffeinspritzung in einer Situation durchgeführt wird, wo die Motordrehzahl NE hoch ist (siehe 8), und in einem Bereich, wo die genannte Kraftstoffeinspritzung zu einem nach hinten verlegten Zeitpunkt durchgeführt wird (siehe 9). Da das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 die Untergrenze in solchen Bereichen unabhängig von der Cetanzahl des Kraftstoffs erreicht, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs nicht auf Basis dieses Ausgangsdrehmoments (genauer des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) festgestellt werden.
Um die Cetanzahl des Kraftstoffs exakt bestimmen zu können, ist es daher erstrebenswert, die Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung auf solche Weise durchzuführen, dass die Bereiche, wo das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 die Ober- oder Untergrenze erreicht, verkleinert werden.
Wie aus 9 hervorgeht, ändern sich die Bereiche, wo das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 die Ober- oder Untergrenze erreicht, wenn der Durchführungszeitraum der Kraftstoffeinspritzung geändert wird. Angesichts einer solchen Eigenschaft wird in der Bestimmungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Steuerungs-Sollwert des Beginns der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung (ein Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta) auf Basis der Motordrehzahl NE eingestellt, und die Kraftstoffeinspritzung wird mit diesem Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta durchgeführt. Genauer wird ein umso früherer Zeitpunkt für diesen Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta eingestellt, je höher die Motordrehzahl NE ist. Die folgende Funktion wird erhalten, wenn der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta auf diese Weise eingestellt wird.
Da die Kraftstoffeinspritzung früher durchgeführt wird, wenn die Motordrehzahl während der Einspritzung hoch ist, d. h. wenn die Geschwindigkeit, mit der der Druck und die Temperatur in der Brennkammer 11a sinken, hoch ist, wird verhindert, dass der Druck und die Temperatur in der Brennkammer 11a in einem Zustand, wo eine große Menge an Kraftstoff unverbrannt zurückbleibt, zu niedrig werden. Dadurch wird unabhängig von der Cetanzahl verhindert, dass ein großer Teil des eingespritzten Kraftstoffs unverbrannt zurückbleibt, und es wird verhindert, dass das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 (genauer der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE) zu niedrig wird.
Da die Kraftstoffeinspritzung zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird, wenn die Motordrehzahl während der Einspritzung niedrig ist, d. h. wenn die Geschwindigkeit, mit der der Druck und die Temperatur in der Brennkammer sinken, niedrig ist, wird außerdem verhindert, dass der eingespritzte Kraftstoff in einem Zustand verbrannt wird, in dem der Druck und die Temperatur in der Brennkammer 11a höher sind als nötig. Dadurch wird unabhängig von der Cetanzahl des Kraftstoffs verhindert, dass sämtlicher eingespritzter Kraftstoff verbrannt wird, und es wird verhindert, dass das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 (genauer der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE) zu hoch wird.
Wie gerade beschrieben, kann in der Bestimmungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Zeitpunkt für die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung (der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta) gemäß der Motordrehzahl NE eingestellt werden, so dass die Kraftstoffeinspritzung in Durchführungsbereichen durchgeführt wird, in denen das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 die Ober- oder Untergrenze wahrscheinlich nicht erreichen wird. Da dies bewirkt, dass sich der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE in einem relativ breiten Bereich gemäß der Cetanzahl des Kraftstoffs ändert, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis dieses Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE exakt bestimmt werden.
Auch wenn die gleiche Menge an Kraftstoff zur gleichen Durchführungszeit eingespritzt wird, wird die Dauer eines Hochtemperatur-, Hochdruckzustands in der Brennkammer 11a umso kürzer, je kleiner der höchste Wert der Temperatur (die Spitzentemperatur) und der höchste Wert des Drucks (der Spitzendruck) in der Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 sind. Somit wird das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10, das mit der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, kleiner. Da die Cetanzahl des Kraftstoffs in der Bestimmungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (genauer des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, ΣΔNE) bestimmt wird, trägt eine Differenz eines solchen Ausgangsdrehmoments zur Verringerung der Genauigkeit der Cetanzahlbestimmung bei.
Somit werden in der vorliegenden Ausführungsform außer der oben genannten Motordrehzahl NE auch die Kühlmitteltemperatur THW und der Ladedruck PA als Einstellungsparameter verwendet, die bei der Einstellung des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta verwendet werden. Genauer wird die Kühlmitteltemperatur THW als Wert verwendet, der den Spitzenwert der Temperatur in der Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 angibt, und der Ladedruck PA wird als Wert verwendet, der den Spitzenwert des Drucks in der Brennkammer 11a angibt. Der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta wird auf eine frühere Zeit eingestellt, da man annimmt, dass der Spitzendruck der Brennkammer 11a umso niedriger ist, je niedriger die Kühlmitteltemperatur PA ist, und dass der Spitzendruck der Brennkammer 11a umso niedriger ist, je niedriger der Ladedruck PA ist.
Dadurch, dass der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta auf diese Weise gemäß der Kühlmitteltemperatur THW und dem Ladedruck PA eingestellt wird, wird die Kraftstoffeinspritzung umso früher durchgeführt, je niedriger die Spitzentemperatur und der Spitzendruck in der Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 sind, d. h. je kleiner das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 ist, das erzeugt wird, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff zum gleichen Einspritzzeitpunkt eingespritzt wird, um dieses Ausgangsdrehmoment zu erhöhen. Auch wenn die Spitzentemperatur und der Spitzendruck in der Brennkammer 11a bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung unterschiedlich sind, wird somit eine Änderung des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 aufgrund dieses Unterschieds unterdrückt. Daher kann die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis des Indexwerts dieses Ausgangsdrehmoments (des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) exakt bestimmt werden.
Da sich das Nadelventil 22 während der Ventilschließungsaktion des Kraftstoffinjektors 20 bewegt, um die Einspritzöffnung (2) zu schließen, durch die der Kraftstoff eingespritzt wird, wirkt der Kraftstoff, der durch den Raum zwischen dem Gehäuse 21 und dem Nadelventil 22 strömt, so, dass er die Bewegung dieses Nadelventils 22 hin zur Einspritzöffnung 23 blockiert. Somit ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Nadelventil 22 bewegt, d. h. die Ventilschließungsgeschwindigkeit des Kraftstoffinjektors 20, umso geringer, je höher die kinetische Viskosität des Kraftstoffs ist. Auch wenn die Betätigung des Kraftstoffinjektors 20 in einem vorgegebenen Modus gesteuert wird, um eine bestimmte Menge an Kraftstoff einzuspritzen, variiert somit die Menge des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt wird, abhängig von der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs. Fehler in der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund einer solchen Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs tragen dazu bei, dass die Genauigkeit der Bestimmung der Cetanzahl in der Bestimmungssteuerung abnimmt.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung (genauer ein Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta und eine Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma) in der Bestimmungssteuerung durch die jeweiligen Korrekturterme K1 bis K3, die im oben beschriebenen Korrekturprozess errechnet worden sind, korrigiert.
Wenn sich in der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftstoffinjektor 20 (genauer dessen Nadelventil 22) bewegt, wegen einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs ändert, erscheint eine solche Änderung bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung als Veränderung einer schwankenden Wellenform (genauer der oben genannten temporalen Erfassungs-Wellenform) des Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffinjektors 20. In der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform werden die Korrekturterme K1 bis K3, mit denen bewirkt werden soll, dass die zeitliche Erfassungs-Wellenform mit der zeitlichen Basis-Wellenform übereinstimmt, auf Basis einer solchen Differenz zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und der zeitlichen Basis-Wellenform anhand des oben genannten Korrekturprozesses berechnet. Bei der Durchführung der Bestimmungssteuerung werden der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta und die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma durch diese Korrekturterme K1 bis K3 korrigiert. Obwohl sich die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftstoffinjektor 20 bewegt, aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs ändert, wird somit die Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie (der zeitlichen Erfassungs-Wellenform) des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie (der zeitlichen Basis-Wellenform) unterdrückt. Daher wird ein Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs unterdrückt.
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der Kraftstoffsensor 41, der als Drucksensor dient, am Kraftstoffinjektor 20 angebracht und bildet mit diesem eine Einheit. Somit kann im Gegensatz zu einer Vorrichtung, in der ein Kraftstoffdruck von einem Sensor erfasst wird, der an einer Stelle vorgesehen ist, die vom Kraftstoffinjektor 20 entfernt ist, ein Kraftstoffdruck an einer Stelle erfasst werden, die nahe an der Einspritzöffnung 23 des Kraftstoffinjektors 20 liegt. Somit kann die schwankende Wellenform des Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffinjektors 20, die mit den Öffnungs- und Schließungsaktionen einhergeht, exakt erfasst werden. Daher kann die schwankende Wellenform des Kraftstoffdrucks, der zu der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs passt, an jedem aufeinander folgenden Zeitpunkt vom Kraftstoffsensor 41 erfasst werden, und der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung kann auf Basis dieser schwankenden Wellenform ordnungsgemäß korrigiert werden.
Ferner nimmt die Geschwindigkeit, mit der sich eine schwankende Welle fortpflanzt, wenn der Kraftstoffdruck variiert, zu, wenn der Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs zunimmt. Wenn der Schwankungszustand des Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffinjektors 20 vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, ändert sich somit eine Zeit (die über die Erfassungsverzögerung hinausgeht) bis die schwankende Welle des Kraftstoffdrucks, die mit der Ventilöffnungs- und -schließungsaktion dieses Kraftstoffinjektors 20 einhergeht, die Position des Kraftstoffsensors 41 erreicht, abhängig vom Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs. Wenn die zeitliche Erfassungs-Wellenform auf Basis des vom Kraftstoffsensor 41 erfassten Schwankungszustands des Kraftstoffdrucks PQ erfasst wird, wird somit auch dann, wenn eine festgelegte Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt wird, diese zeitliche Erfassungs-Wellenform abhängig vom Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs eine andere Wellenform. Auch wenn der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta und die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma durch die auf Basis einer solchen zeitlichen Erfassungs-Wellenform berechneten Korrekturterme K1 bis K3 korrigiert werden, unterscheidet sich die Menge des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt wird, abhängig vom Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs. Fehler in der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, die auf eine solche Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs zurückzuführen sind, tragen ebenfalls dazu bei, die Genauigkeit der Bestimmung der Cetanzahl in der Bestimmungssteuerung herabzusetzen, ebenso wie der Fehler, der von der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs bewirkt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird somit die Kraftstofftemperatur THQ vom Kraftstoffsensor 41 unmittelbar vor dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung erfasst. Ebenso wird der Korrekturterm K4 auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur THQ berechnet, und der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung (genauer die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma) wird durch diesen Korrekturterm K4 korrigiert.
Da sich der Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs gemäß der Kraftstofftemperatur ändert, kann ein Fehler in der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge aufgrund einer solchen Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs aus der Kraftstofftemperatur exakt geschlossen werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma auf Basis einer solchen Kraftstofftemperatur korrigiert. Obwohl sich die Beziehung zwischen der schwankenden Wellenform des tatsächlichen Kraftstoffdrucks und der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, aufgrund einer Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs ändert, wird somit ein Fehler in der tatsächlichen Einspritzmenge, der mit diesem Unterschied im Zusammenhang steht, unterdrückt.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Kraftstofftemperatur THQ unmittelbar vor dem Beginn der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung, d. h. die Kraftstofftemperatur THQ, die zu einem Zeitpunkt erfasst wird, der dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzbeginn nahezu entspricht, für die Korrektur des Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung verwendet werden. Somit kann der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt werden soll, exakt korrigiert werden.
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der Kraftstoffsensor 41, der als Temperatursensor dient, am Kraftstoffsensor 20 angebracht und bildet mit diesem eine Einheit. Im Gegensatz zu der Gestaltung, in der eine Kraftstofftemperatur von einem Sensor erfasst wird, der an einer Position (am Kraftstofftank 32 oder dergleichen) vorgesehen ist, die vom Kraftstoffinjektor 20 entfernt ist, kann somit eine Temperatur, die der Temperatur des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs ungefähr entspricht, erfasst werden und für die Korrektur der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge in der Bestimmungssteuerung verwendet werden. Daher kann der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt werden soll, exakt korrigiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Einspritzmengenfehler aufgrund einer Differenz in der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs durch die jeweiligen Korrekturterme K1 bis K3 korrigiert, die auf Basis der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ berechnet worden sind, und der Einspritzmengenfehler aufgrund einer Differenz im Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs wird durch den Korrekturterm K4 korrigiert, der auf Basis der Kraftstofftemperatur THQ berechnet wird. Auf diese Weise werden diese Einspritzmengenfehler separat korrigiert. Somit werden sowohl die Einspritzmengendifferenz, die von der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs bewirkt wird, als auch diejenige, die vom Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs bewirkt wird, exakt korrigiert. Daher kann eine exakt angepasste Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt werden, und die Cetanzahl des Kraftstoffs kann auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, das als Folge davon erhalten wird, exakt bestimmt werden.
Wenn der Einspritzmengenfehler aufgrund einer Differenz in der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs und der Einspritzmengenfehler aufgrund einer Differenz im Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs durch die gleichen Korrekturwerte, die auf Basis von gemeinsamen Rechenparametern, wie der Kraftstofftemperatur, exakt korrigiert werden kann, ist dies bevorzugt, da eine Steuerungsstruktur dadurch vereinfacht werden kann.
Jedoch wurde als Ergebnis verschiedener Versuche der Erfinder zur Messung der Cetanzahl, der kinetischen Viskosität und des Viskositätsmoduls des Kraftstoffs gefunden, dass es keine Korrelation zwischen der kinetischen Viskosität und dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs gibt. Auch wenn ein Fehler, der durch die kinetische Viskosität des Kraftstoffs verursacht wird, und ein Fehler, der durch den Volumenelastizitätsmodul verursacht wird, auf Basis von gemeinsamen Parametern korrigiert werden, kann somit vielleicht ein Fehler kompensiert werden, aber der andere Fehler kann nicht exakt kompensiert werden. Somit trägt dies dazu bei, eine Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung einer Cetanzahl des Kraftstoffs zu verhindern. Außerdem ist es auch denkbar, dass eine Verkleinerung des Einspritzmengenfehlers, der durch die kinetische Viskosität oder den Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs verursacht wird, kleiner wird als eine Zunahme des Einspritzmengenfehlers, der vom jeweils anderen Faktor verursacht wird. In diesem Fall wird die Exaktheit der Bestimmung einer Cetanzahl des Kraftstoffs eher verringert. Um sowohl einen Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs als auch den, der auf eine Variation des Volumenelastizitätsmoduls zurückgeht, ordnungsgemäß korrigieren zu können, wird daher in Betracht gezogen, dass es notwendig ist, diese Fehlerfaktoren anhand unterschiedlicher Korrekturparameter zu korrigieren.
In dieser Hinsicht werden in der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ein Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation in der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs auf Basis der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ und ein Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs auf Basis der Kraftstofftemperatur THQ korrigiert. Auf diese Weise werden die jeweiligen Einspritzmengenfehler unter Verwendung unterschiedlicher Korrekturparameter korrigiert. Somit können diese Einspritzmengenfehler beide ordnungsgemäß korrigiert werden.
Auch wenn Kraftstoffe mit der gleichen Cetanzahl in der gleichen Menge verbrannt werden, müssen die erzeugten Wärmemengen nicht notwendigerweise gleich sein, und die erzeugte Wärmemenge kann variieren, wenn Kraftstoffe zu unterschiedlichen Zeiten und an unterschiedlichen Orten hergestellt worden sind. Eine solche Variation der vom Kraftstoff erzeugten Wärmemenge bewirkt eine Variation des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, wenn die gleiche Wärmemenge eingespritzt und in den Dieselmotor 10 geliefert wird, um verbrannt zu werden. Auch wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis des Indexwerts des mit der Durchführung der Einspritzung einer vorgegebenen Menge an Kraftstoff erzeugten Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (genauer des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) bestimmt wird, kann somit nicht unterschieden werden, ob eine Änderung des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE von einem Unterschied der Cetanzahl oder von einem Unterschied der erzeugten Wärmemenge bewirkt wird, und diese Bestimmung kann nicht exakt durchgeführt werden.
Ferner wurde anhand der Ergebnisse verschiedener Versuche, die von den Erfindern durchgeführt worden sind, gefunden, dass die erzeugte Wärmemenge des Kraftstoffs nicht mit der kinetischen Viskosität oder dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs korreliert ist. Um in der vorliegenden Ausführungsform einen Einspritzmengenfehler wegen einer Variation der erzeugten Wärmemenge ordnungsgemäß zu korrigieren, wird in Betracht gezogen, dass es notwendig ist, diese Korrektur unter Verwendung eines Korrekturparameters durchzuführen, der sich von der kinetischen Viskosität und dem Volumenelastizitätsmodul unterscheidet.
10(a) und 10(b) zeigen Beziehungen des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl, ΣΔNE, der Motordrehzahl während der Einspritzung und des Kraftstoffeinspritzbeginns, wenn die gleiche Menge an Kraftstoff mit der gleichen Cetanzahl eingespritzt wird. 10(a) zeigt die genannte Beziehung, wenn Kraftstoff mit einer großen erzeugten Wärmemenge verwendet wird, und 10(b) zeigt die genannte Beziehung, wenn Kraftstoff mit einer geringen erzeugten Wärmemenge verwendet wird.
Wie aus 10(a) und 10(b) hervorgeht, ist die Obergrenze für das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 (genauer für den Motordrehzahl-Schwankungsumfang ΣΔNE als dessen Indexwert) höher, wenn der Kraftstoff mit einer großen erzeugten Wärmemenge verwendet wird (ein Wert, der in 10(a) mit W1 angegeben ist), als wenn der Kraftstoff mit einer geringen erzeugten Wärmemenge verwendet wird (ein Wert, der in 10(b) mit W2 angegeben ist), wenn die gleiche Menge an Kraftstoff mit der gleichen Cetanzahl eingespritzt wird. Ferner ist in diesem Fall die Obergrenze des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE höher, wenn der Kraftstoff mit der großen erzeugten Wärmemenge verwendet wird.
Im Hinblick darauf wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Indexwert einer Wärmemenge, die durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, erfasst und die Cetanzahl wird auf Basis dieses Indexwerts bestimmt. Wenn eine vorgegebene Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, um die Cetanzahl des Kraftstoffs zu bestimmen, ändert sich somit das Ausgangsdrehmoment eines Dieselmotors, das mit dieser Kraftstoffeinspritzung erreicht wird, aufgrund einer Variation der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs, aber die Cetanzahl kann unter Berücksichtigung von Einflüssen bestimmt werden, die aus dieser Änderung entstehen. Daher kann ein Cetanzahl-Bestimmungsfehler aufgrund einer Änderung der erzeugen Wärmemenge des Kraftstoffs unterdrückt werden, und die Cetanzahl des Kraftstoffs kann exakt bestimmt werden.
Ein Durchführungsablauf einer Steuerung zur Erfassung einer aus Kraftstoff erzeugten Wärmemenge (einer Erfassungssteuerung) wird nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Zunächst wird eine Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung einer aus Kraftstoff erzeugten Wärmemenge separat von einer Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung einer Cetanzahl des Kraftstoffs (einer Kraftstoffeinspritzung in der oben beschriebenen Bestimmungssteuerung) durchgeführt. Die Kraftstoffeinspritzung in dieser Erfassungssteuerung wird vor der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung durchgeführt. In der Erfassungssteuerung wird ein Indexwert eines Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, das mit der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird (genauer ein Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE), berechnet und der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE wird als Indexwert der genannten erzeugten Wärmemenge in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert.
Die vorgegebene Menge, d. h. die gleiche Menge wie die Kraftstoffmenge, die in der Bestimmungssteuerung eingespritzt wird, wird als Kraftstoffmenge eingestellt, die in der Erfassungssteuerung eingespritzt wird. Somit können die Erfassung des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge in der Erfassungssteuerung und die Berechnung des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments in der Bestimmungssteuerung auf Basis des Schwankungsumfangs des Motordrehmoments ΣΔNE durchgeführt werden, die als Ergebnis der Verbrennung der gleichen Menge an Kraftstoff erhalten werden. Daher kann der Indexwert der erzeugten Wärmemenge in der Erfassungssteuerung einfach für die Bestimmung der Cetanzahl in der Bestimmungssteuerung verwendet werden.
Ferner wird ein Zeitpunkt, zu dem so wenig Kraftstoff unverbrannt bleibt wie möglich, als Durchführungszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung (Soll-Einspritzbeginn TQstb, der nachstehend erörtert wird) in der Erfassungssteuerung eingestellt. 11 zeigt eine Beziehung der Cetanzahl des Kraftstoffs, des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE und des Kraftstoffeinspritzbeginns unter Bedingungen der gleichen eingespritzten Kraftstoffmenge und der gleichen Motordrehzahl während der Einspritzung. Wie in 11 dargestellt ist, gibt es in einer Motorbetriebsregion, wo die Motordrehzahl während der Einspritzung niedrig ist und der Kraftstoffeinspritzbeginn ein vorverlegter Zeitpunkt ist, einen Bereich (einen Bereich, der von einem Pfeil R in 11 dargestellt wird), wo der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE sich auch dann kaum ändert, wenn sich die Cetanzahl des Kraftstoffs ändert. Man nimmt an, dass der Grund dafür ist, dass diese Motorbetriebsregion eine Region ist, wo der Kraftstoff über längere Zeit einer Hochtemperatur-, Hochdruckumgebung im Zylinder 11 des Dieselmotors 10 ausgesetzt ist und eine sehr geringe Menge des Kraftstoffs unverbrannt zurückbleibt. Da ein Erfassungsfehler, der durch den unverbrannten Kraftstoff erzeugt wird, durch Durchführen der Kraftstoffeinspritzung zu einem solchen Zeitpunkt in der Erfassungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform sehr klein wird, können der Indexwert des Ausgangsdrehmoments dieses Dieselmotors 10, das erzeugt wird, wenn die vorgegebene Menge des Kraftstoffs verbrannt wird, und infolgedessen der Indexwert der erzeugten Wärmemenge exakt erfasst werden. Der Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff an einem Kompressionstotpunkt entzündet wird (in der vorliegenden Ausführungsform BTDC 10° CA bis 5° CA) wird genauer als der Soll-Einspritzzeitpunkt TQstb in der Erfassungssteuerung eingestellt.
In der Erfassungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform wird durch die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer solchen Menge der Kraftstoffeinspritzung und eines solchen Soll-Einspritzbeginns TQstb ein Wert, der der Tendenz entspricht, dass das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 umso höher ist, je größer die erzeugte Wärmemenge des verwendeten Kraftstoffs ist, wenn die vorgegebene Menge des Kraftstoffs eingespritzt wird, als der Indexwert der erzeugten Wärmemenge erfasst.
Ferner werden bei der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung die Kühlmitteltemperatur THW, der Ladedruck PA und die jeweiligen Korrekturterme K1 bis K4 als Einstellungsparameter der Soll-Einspritzmenge (genauer als Soll-Einspritzbeginn TQstb und als Soll-Einspritzdauer TQtmb) verwendet, ähnlich wie bei der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung. Genauer wird eine Einspritzmengendifferenz, die durch eine Variation der Spitzentemperatur in der Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 bewirkt wird, durch Einstellen des Soll-Einspritzbeginns TQstb auf Basis der Kühlmitteltemperatur THW unterdrückt. Ferner wird eine Einspritzmengendifferenz, die durch eine Variation des Spitzendrucks in der Brennkammer 11a des Dieselmotors 10 bewirkt wird, durch Einstellen des Soll-Einspritzbeginns TQstb auf Basis des Ladedrucks PA unterdrückt. Ferner wird ein Einspritzmengenfehler, der durch eine Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs bewirkt wird, durch Korrigieren des Soll-Einspritzbeginns TQstb und der Soll-Einspritzdauer TQtmb durch die jeweiligen Korrekturterme K1 bis K3 unterdrückt. Ferner wird ein Einspritzmengenfehler, der durch eine Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs bewirkt wird, durch Korrigieren der Soll-Einspritzdauer TQtmb durch den Korrekturterm K4 unterdrückt.
Durchführungsabläufe eines Prozesses in Bezug auf die Erfassungssteuerung (eines Erfassungssteuerungsprozesses) und eines Prozesses in Bezug auf die Bestimmungssteuerung (eines Bestimmungssteuerungsprozesses) werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Zunächst wird der Durchführungsablauf des Erfassungssteuerungsprozesses ausführlich mit Bezug auf 12 beschrieben.
12 ist ein Ablaufschema, das einen bestimmten Durchführungsablauf des oben genannten Erfassungssteuerungsprozesses zeigt. Eine Reihe von Verarbeitungen, die in diesem Ablaufschema dargestellt sind, zeigen schematisch den Durchführungsablauf des Erfassungssteuerungsprozesses, und die eigentlichen Verarbeitungen werden als Unterbrechungsverarbeitungen in jedem vorgegebenen Zyklus durch die elektronische Steuereinheit 40 durchgeführt.
Wie in 12 dargestellt ist, wird in diesem Prozess zuerst festgestellt, ob eine Durchführungsbedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S201). Es wird festgestellt, dass die Durchführungsbedingung erfüllt ist, wenn sämtliche der folgenden Bedingung A] bis [Bedingung D] erfüllt sind.
[Bedingung A] Es wird eine Steuerung durchgeführt zur vorübergehenden Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung für den Betrieb des Dieselmotors 10 während einer Verringerung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und der Motordrehzahl NE, die durch eine Operation bewirkt wird, mit der das Beschleunigungselement deaktiviert wird (eine Schubunterbrechungssteuerung).
[Bedingung B] Der Kupplungsmechanismus 2 ist in einem Betriebszustand, in dem er die Kurbelwelle 14 vom manuellen Getriebe 3 trennt. Genauer wird das Kupplungsbetätigungselement betätigt.
[Bedingung C] Nach einer Feststellung, dass Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist, wurde kein Abschluss einer Feststellung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs registriert. Es wird festgestellt, dass Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist, wenn eine Kraftstoffreservemenge, die vom Reservemengensensor 45 erfasst wird, auf oder über eine vorgegebene Feststellungsmenge gestiegen ist. In diesem Prozess wird die Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs jeweils nur einmal pro Kraftstofflieferung durchgeführt, wenn diese [Bedingung C] eingestellt ist.
[Bedingung D] Der Kraftstoff in einem Kraftstoffweg (genauer dem Weg, der von der Zweigleitung 31a, der Zuleitung 31b, der Common Rail 34 und der Rückleitung 35 gebildet wird), der den Kraftstofftank 32 und den Kraftstoffinjektor 20 miteinander verbindet, wird durch Kraftstoff ersetzt, der neu vom Kraftstofftank 32 geliefert wird, nachdem festgestellt worden ist, dass der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist.
Genauer wird wie folgt festgestellt, ob die oben genannte [Bedingung D] erfüllt ist. Das heißt, jedes Mal wenn Kraftstoff aus den einzelnen Kraftstoffinjektoren 20 eingespritzt wird, nachdem festgestellt wurde, dass der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist, wird die Menge an Kraftstoff, die aus dem Inneren des Kraftstoffinjektors 20 in die Rückleitung 35 austritt, auf Basis der oben genannten zeitlichen Erfassungs-Wellenform (siehe 5 und 6) und der Kennlinie des Kraftstoffinjektors 20 bestimmt, und ein integrierter Wert der bestimmten Menge wird berechnet. Wenn dieser integrierte Wert gleich oder größer wird als die vorgegebene Bestimmungsmenge, wird bestimmt, dass die [Bedingung D] erfüllt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ersetzung des Kraftstoffs in der Rückleitung 35 durch den Kraftstoff, der neu zum Kraftstofftank 32 geliefert wird, nach der Kraftstofflieferung auf Basis der Menge des Kraftstoffs, der aus dem Inneren des Kraftstoffinjektors 20 in die Rückleitung 35 austritt, erfasst, und die Ersetzung des Kraftstoffs im oben genannten Kraftstoffweg wird mit dieser Erfassung erfasst.
Die genannte [Bedingung D] wird aus dem folgenden Grund eingestellt. Es besteht die Möglichkeit, dass sich die erzeugte Wärmemenge und die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zum Dieselmotor 10 geliefert wird, stark ändern, wenn der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert wird. Es wird daher angenommen, dass es für eine gelungene Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs zu einem geeigneten Zeitpunkt vor der Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs günstig ist, die Erfassung durchzuführen, wenn der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert wird. Da jedoch der Kraftstoff vor der Lieferung des Kraftstoffs zum Kraftstofftank 32 unmittelbar nach der Lieferung des Kraftstoffs zum Kraftstofftank 32 im oben genannten Kraftstoffweg 32 zurückbleibt, kann zu dieser Zeit ein Wert, der mit dem Kraftstoff nach der Lieferung des Kraftstoffs übereinstimmt, nicht als die erzeugte Wärmemenge erfasst werden, obwohl die genannte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, um die erzeugte Wärmemenge des Kraftstoffs zu erfassen. Was dies betrifft, so wird in der vorliegenden Ausführungsform die [Bedingung D] eingestellt, und daher wird die Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge durchgeführt, nachdem abgewartet wurde, bis der Kraftstoff im genannten Kraftstoffweg durch den Kraftstoff nach der Lieferung von Kraftstoff ersetzt worden ist, wenn der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert wird. Daher kann die Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt werden, und die erzeugte Wärmemenge kann durch diese Kraftstoffeinspritzung exakt bestimmt werden.
Wenn die oben genannte Durchführungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S201: NEIN), wird dieser Prozess vorübergehend ausgesetzt, ohne die folgenden Verarbeitungen zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs durchzuführen.
Wenn dieser Prozess erneut durchgeführt wird und die genannte Durchführungsbedingung erfüllt ist (Schritt S201: JA), wird der Soll-Einspritzbeginn TQstb auf Basis der Motordrehzahl NE, der Kühlmitteltemperatur THW und des Ladedrucks PA zu dieser Zeit eingestellt (Schritt S202). Je höher die Motordrehzahl NE ist, desto früher liegt der Soll-Einspritzbeginn TQstb.
Ferner wird die Kraftstofftemperatur THQ vom Kraftstoffsensor 41 erfasst und der Korrekturterm K4 wird auf Basis dieser Kraftstofftemperatur THQ berechnet (Schritt S203). Wie bereits beschrieben, wird in diesem Prozess die Kraftstofftemperatur THQ vom Kraftstoffsensor 41 zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung (genauer zu einem Zeitpunkt zwischen der Erfüllung der Durchführungsbedingung und der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung) erfasst. Somit kann die Kraftstofftemperatur THQ, die zu einem Zeitpunkt erfasst wird, der dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff in der Erfassungssteuerng tatsächlich eingespritzt wird, annähernd entspricht, für die Korrektur der Soll-Einspritzmenge verwendet werden, weswegen die Soll-Einspritzmenge gemäß dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt werden soll, verwendet werden kann. Diese Erfassung der Kraftstofftemperatur THQ wird durchgeführt, nachdem der Kraftstoffsensor 41 durch die Eingabe eines Signals von der elektronischen Steuereinheit 40 vorübergehend in einen Zustand geschaltet worden ist, wo er als Temperatursensor dient.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen der Kraftstofftemperatur THQ und dem Korrekturterm K4, der in der Lage ist, den Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation des Elastizitätsmoduls von Kraftstoff zu unterdrücken, vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen erhalten und in der elektrischen Steuereinheit 40 gespeichert. Im Schritt S203 wird der Korrekturterm K4 auf Basis dieser Beziehung und der Kraftstofftemperatur THQ eingestellt.
Im Kraftstoffinjektor 20 der vorliegenden Ausführungsform ist es umso wahrscheinlicher, dass die Fläche der zeitlichen Erfassungs-Wellenform in einem Fall, wo der Kraftstoffinjektor 20 im gleichen Zustand angesteuert wird, kleiner wird, je höher der Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs ist. Man nimmt an, dass der Grund dafür folgender ist. Je höher die Kraftstofftemperatur ist und je höher der Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs ist, desto höher wird die Geschwindigkeit, mit der sich eine Druckschwankung innerhalb des Kraftstoffinjektors 20 fortpflanzt. Somit erreicht die schwankende Welle des Kraftstoffdrucks, die mit der Ventilschließung des Kraftstoffinjektors 20 im Zusammenhang steht, die Position des Kraftstoffsensors 41 früher. Da dadurch die Geschwindigkeit zunimmt, mit der Kraftstoffdruck PQ, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, während des Prozesses der Schließung des Kraftstoffinjektors 20 steigt, wird die Fläche der zeitlichen Erfassungs-Wellenform im gleichen Umfang kleiner. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Fläche der zeitlichen Erfassungs-Wellenform auf diese Weise kleiner wird, wird die Kraftstoffmenge, die aus dem Kraftstoffinjektor 20 gespritzt wird, in einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung nach oben korrigiert, um eine Flächenverkleinerung auszugleichen. Somit wird in Schritt S203 ein Wert zur Verkürzung der Soll-Einspritzdauer TQtmb bei einer Zunahme der Kraftstofftemperatur THQ als Korrekturterm K4 berechnet, um eine solche Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge zu unterdrücken.
Danach wird die Soll-Einspritzmenge (der Soll-Einspritzbeginn TQstb und die Soll-Einspritzdauer TQtmb) durch die Korrekturterme K1 bis K3, die anhand des oben genannten Korrekturprozesses und des genannten Korrekturterms K4 berechnet worden sind, korrigiert. Genauer wird der Wert, der durch Addieren des Korrekturterms K1 zum Soll-Einspritzbeginn TQstb erhalten wird, als neuer Soll-Einspritzbeginn TQstb eingestellt, und der Wert, der durch Addieren der Korrekturterme K2, K3 und K4 zur Soll-Einspritzdauer TQtmb erhalten wird, wird als neue Soll-Einspritzdauer TQtmb eingestellt.
Dann wird die Steuerung des Kraftstoffinjektors 20 auf Basis des Soll-Einspritzbeginns TQstb und der Soll-Einspritzdauer TQtmb durchgeführt, um eine Kraftstoffeinspritzung durch diesen Kraftstoffinjektor 20 durchzuführen (Schritt S205). Diese Kraftstoffeinspritzung wird unter Verwendung eines vorgegebenen einen von der Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 20 (in der vorliegenden Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 20, der im Zylinder 11 [#1] eingebaut ist) durchgeführt. Ferner werden Werte, die entsprechend einem vorgegebenen einen von den Kraftstoffinjektoren (in der vorliegenden Ausführungsform dem Kraftstoffinjektor 20, der im Zylinder 11 [#1] eingebaut ist) ebenso für die in diesem Prozess verwendeten Korrekturterme K1 bis K3 verwendet.
Nachdem der Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (der oben genannte Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE), das mit der oben genannten Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, berechnet worden ist und dieser Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE als Indexwert der erzeugten Wärmemenge gespeichert worden ist (Schritt S206), wird dieser Prozess vorübergehend unterbrochen. Der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE wird genauer berechnet wie folgt. Wie in 13 dargestellt ist, wird in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Motordrehzahl NE zu vorgegebenen Zeitintervallen erfasst und die Differenz ΔNE (ΔNE = NE – NEi) zwischen dieser Motordrehzahl NE und einer Motordrehzahl NEi, die in der Vergangenheit erfasst worden ist (der n-ten, gezählt von der aktuellen, in der vorliegenden Ausführungsform der dritten), wird jedes Mal berechnet, wenn diese Erfassung durchgeführt wird. Dann wird ein integrierter Wert (ein Wert, der einer Fläche entspricht, die in 13 von schrägen Linien dargestellt ist) für die Veränderung der genannten Differenz ΔNE, die mit der Durchführung der genannten Kraftstoffeinspritzung einhergeht, berechnet. Der integrierte Wert wird als der genannte Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE gespeichert. Änderungen der Motordrehzahl NE und der Differenz ΔNE, die in 13 dargestellt sind, unterscheiden sich etwas von den tatsächlichen Änderungen, da sie auf vereinfachte Weise dargestellt sind, um das Verfahren zur Berechnung des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE leichter verständlich zu machen.
Nun wird der Durchführungsablauf des oben genannten Bestimmungssteuerungsprozesses ausführlich beschrieben.
14 ist ein Ablaufschema, das einen bestimmten Durchführungsablauf des oben genannten Bestimmungssteuerprozesses zeigt. Eine Reihe von Verarbeitungen, die in diesem Ablaufschema dargestellt sind, zeigen skizzenhaft den Durchführungsablauf des Bestimmungssteuerungsprozesses, und die tatsächlichen Verarbeitungen werden von der elektronischen Steuereinheit 40 als Unterbrechungsverarbeitung in jedem vorgegebenen Zyklus durchgeführt.
Wie in 14 dargestellt ist, wird in diesem Prozess zunächst festgestellt, ob eine Durchführungsbedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S301). Es wird festgestellt, dass die Durchführungsbedingung erfüllt ist, wenn die oben genannten Bedingungen [Bedingung A] und [Bedingung B] und die nachstehende [Bedingung E] alle erfüllt sind.
[Bedingung E] Es wurde in der Vergangenheit ein Abschluss der Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs im oben genannten Erfassungssteuerprozesses registriert, nachdem festgestellt worden ist, dass der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist.
Wenn die oben genannte Durchführungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S301: NEIN), wird dieser Prozess vorübergehend ausgesetzt, ohne die folgenden Verarbeitungen durchzuführen, d. h. Verarbeitungen der Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs.
Wenn dieser Prozess erneut durchgeführt wird und die oben genannte Durchführungsbedingung erfüllt ist (Schritt S301: JA), wird danach der Soll-Einspritzbeginn TQsta auf Basis der Motordrehzahl NE, der Kühlmitteltemperatur THW und des Ladedrucks PA zu dieser Zeit eingestellt (Schritt S302).
Ferner wird die Kraftstofftemperatur THQ vom Kraftstoffsensor 41 erfasst, und der Korrekturterm K4 wird auf Basis dieser Kraftstofftemperatur THQ berechnet (Schritt S303). Wie gerade beschrieben, wird in diesem Prozess die Kraftstofftemperatur THQ von Kraftstoffsensor 41 zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung (genauer zu einem Zeitpunkt zwischen der Erfüllung der Durchführungsbedingung und der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung) erfasst. Bei dieser Verarbeitung von Schritt S303 wird ein Wert, mit dem die Soll-Einspritzdauer TQtma bei einer Zunahme der Kraftstofftemperatur THQ verkürzt wird, als Korrekturwert K4 berechnet, um eine Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge aufgrund einer Änderung des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs zu unterdrücken.
Danach wird den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung (der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta und die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma) durch die Korrekturterme K1 bis K3, die durch den oben genannten Korrekturprozess berechnet worden sind, und den oben genannten Korrekturterm K4 korrigiert. Genauer wird der Wert, der durch Addieren des Korrekturterms K1 zum Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta erhalten wird, als neuer Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta eingestellt, und der Wert, der durch Addieren der Korrekturterme K2, K3 und K4 zur Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma erhalten wird, wird als neue Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma eingestellt.
Dann wird die Steuerung des Kraftstoffinjektors 20 auf Basis des Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta und der Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma durchgeführt, um eine Kraftstoffeinspritzung aus diesem Kraftstoffinjektor 20 durchzuführen (Schritt S305). Diese Kraftstoffeinspritzung wird unter Verwendung von einem von der Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 20 (in der vorliegenden Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 20, der im Zylinder 11 [#1] eingebaut ist) durchgeführt. Ferner werden Werte, die entsprechend einem vorgegebenen einen der Kraftstoffinjektoren 20 (in der vorliegenden Ausführungsform dem Kraftstoffinjektor 20, der im Zylinder 11 [#1] eingebaut ist) ebenso für die Korrekturterme K1 bis K3 verwendet, die in diesem Prozess verwendet werden.
Danach wird der Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (der oben genannten Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE), das mit der genannten Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, berechnet (Schritt S306).
Dann wird ein Rechenwert der Cetanzahl des Kraftstoffs (eine durch Bestimmung erhaltene Cetanzahl) auf Basis des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE, der Motordrehzahl während der Einspritzung und des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge, die im Erfassungssteuerprozess erfasst wird, berechnet (Schritt S307). In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung des Rechenwerts der Cetanzahl, des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE und der Motordrehzahl während einer Einspritzung, die in der Lage ist, die Cetanzahl von Kraftstoff exakt zu bestimmen, wenn der Bestimmungssteuerprozess unter Verwendung von Kraftstoff durchgeführt wird, der eine vorgegebene erzeugte Wärmemenge aufweist (eine Beziehung, die in 8 dargestellt ist), vorab auf Basis von Ergebnissen von Versuchen und Simulationen ermittelt und in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert. In Schritt S307 wird die genannte Beziehung (ein Bestimmungskennfeld) auf Basis der Differenz zwischen der tatsächlich erzeugten Wärmemenge, die aus dem oben genannten Indexwert der erzeugten Wärmemenge geschlossen wird, und einer vorgegebenen erzeugten Wärmemenge korrigiert. Dann wird der Rechenwert für die Cetanzahl aus dem korrigierten Bestimmungskennfeld auf Basis des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE und der Motordrehzahl während der Einspritzung berechnet.
Nachdem der Rechenwert für die Cetanzahl auf diese Weise berechnet worden ist, wird dieser Prozess vorübergehend ausgesetzt.
In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden verschiedene Prozesse auf Basis eines Ausgangssignals des Kraftstoffsensors 41, der jeweils einem von den Zylindern 11 (#1 bis #4) des Dieselmotors 10 entspricht, beispielsweise die Durchführung verschiedener Prozesse (eines Prozesses in Bezug auf die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und eines Korrekturprozesses) auf Basis eines Erfassungssignals des Kraftstoffsensors 41, der im Zylinder 11 [#1] des Dieselmotors 10 vorgesehen ist, durchgeführt. Somit kann im Mehrzylinder-Dieselmotor 10, in dem die Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 zwischen den jeweiligen Zylindern 11 aufgrund der von Anfang an bestehenden individuellen Unterschiede und im Lauf der Zeit entstehenden Veränderungen unterschiedlich ist, die Kraftstoffmenge, die aus den einzelnen Kraftstoffinjektoren 20 gespritzt wird, auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ exakt angepasst werden, der vom eigenen Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, der in jedem Zylinder 11 vorgesehen ist.
Außerdem werden unter Verwendung eines von diesen Kraftstoffinjektoren 20 (in der vorliegenden Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 20, der dem Zylinder 11 [#1] entspricht) die Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung und die in der Bestimmungssteuerung auf Basis der Korrekturterme K1 bis K3 durchgeführt, die in der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung dieses Kraftstoffinjektors 20 berechnet werden. Da die Menge an Kraftstoff, die in der Erfassungssteuerung und der Bestimmungssteuerung tatsächlich eingespritzt werden soll, auf diese Weise exakt angepasst wird, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs auf Basis des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, das mit dieser Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, exakt bestimmt werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Vorteile erhalten.

(1) Der Indexwert der im Zusammenhang mit der Kraftstoffverbrennung erzeugten Wärmemenge wird erfasst und die Cetanzahl wird auf Basis dieses Indexwerts bestimmt. Somit wird ein Bestimmungsfehler der Cetanzahl aufgrund einer Variation der erzeugen Wärmemenge des Kraftstoffs unterdrückt und die Cetanzahl des Kraftstoffs wird exakt bestimmt.
(2) Die vorgegebene Menge an Kraftstoff wird im Erfassungssteuerprozess eingespritzt, der Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE), das mit der Durchführung dieser Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, wird berechnet, und dieser Motodrehzahl-Schwankungsumfang ΣΔNE wird als Indexwert der erzeugten Wärmemenge erfasst. Somit wird ein Wert, der zu der Tendenz passt, dass das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 im Falle einer Verbrennung einer vorgegebenen Menge an Kraftstoff umso höher ist, je größer die erzeugte Wärmemenge des verwendeten Kraftstoffs ist, als Indexwert der erzeugten Wärmemenge erfasst.
(3) Die Soll-Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung wird auf Basis der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, korrigiert. Obwohl sich die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftstoffinjektor 20 bewegt, wegen einer Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs ändert, wird somit die Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie unterdrückt, und ein Einspritzmengenfehler aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs wird unterdrückt. Daher wird eine exakt angepasste Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt, und die erzeugte Wärmemenge des Kraftstoffs wird auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, der infolgedessen erhalten wird, exakt erfasst.
(4) Der Soll-Einspritzbeginn TQstb und die Soll-Einspritzdauer TQtmb werden durch die Korrekturterme K1 bis K3 korrigiert, die auf Basis des Unterschieds zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und der zeitlichen Basis-Wellenform berechnet worden sind. Obwohl sich die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftstoffinjektor 20 bewegt, aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs ändert, wird somit die Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie unterdrückt und ein Einspritzmengenfehler, der auf eine Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs zurückgeht, wird unterdrückt.
(5) Die Soll-Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung wird auf Basis der Kraftstofftemperatur THQ korrigiert, die vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird. Obwohl die Beziehung zwischen der schwankenden Wellenform des tatsächlichen Kraftstoffdrucks und der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird, aufgrund einer Variation des Volumenelastizitätsmoduls des Kraftstoffs unterschiedlich ist, wird somit ein Fehler der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, der mit diesem Unterschied zusammenhängt, unterdrückt. Daher wird eine exakt angepasste Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt, und die erzeugte Wärmemenge des Kraftstoffs wird auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, der infolgedessen erhalten wird, exakt erfasst.
(6) Die Kraftstofftemperatur THQ wird unmittelbar vor Beginn der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung erfasst, und die Soll-Einspritzmenge in der Erfassungssteuerung wird auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur THQ korrigiert. Somit wird die Soll-Einspritzmenge gemäß dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt werden soll, exakt korrigiert.
(7) Die Soll-Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung wird auf Basis der schwankenden Wellenform des Kraftstoffdrucks PQ korrigiert, der vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird. Somit wird eine exakt angepasste Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt, und die Cetanzahl des Kraftstoffs wird auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, der infolgedessen erhalten wird, exakt bestimmt.
(8) Der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung wird auf Basis der Kraftstofftemperatur THQ korrigiert, die vom Kraftstoffsensor 41 erfasst wird. Somit wird eine exakt angepasste Menge an Kraftstoff vom Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt, und die Cetanzahl des Kraftstoffs wird auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10, der infolgedessen erhalten wird, exakt bestimmt.
(9) Der Soll-Kraftstoffeinspritzbeginn TQsta und die Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma werden durch die Korrekturterme K1 bis K3, die auf Basis des Unterschieds zwischen der zeitlichen Erfassungs-Wellenform und der zeitlichen Basis-Wellenform berechnet werden, korrigiert. Somit wird ein Einspritzmengenfehler in der Bestimmungssteuerung, der auf eine Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs zurückgeht, unterdrückt.
(10) Die Kraftstofftemperatur THQ wird unmittelbar vor dem Start der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung erfasst, und der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung wird auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur THQ korrigiert. Somit wird der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Volumenelastizitätsmodul des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt werden soll, exakt korrigiert.
(11) Da die Kraftstoffsensoren 41, die als Drucksensoren wirken, jeweils an einem Kraftstoffinjektor 20 angebracht sind, mit dem sie eine Einheit bilden, wird eine schwankende Wellenform, die der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs entspricht, zu jedem aufeinanderfolgenden Zeitpunkt vom Kraftstoffsensor 41 erfasst, und der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung und in der Bestimmungssteuerung wird auf Basis dieser schwankenden Wellenform ordnungsgemäß korrigiert.

Die oben beschriebene Ausführungsform kann modifiziert werden wie folgt.
Die Gestaltung zum Einstellen des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta (oder des Soll-Einspritzbeginns TQstb) auf Basis der Kühlmitteltemperatur THW und die Gestaltung zum Einstellen des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta (oder des Soll-Einspritzbeginns TQstb) auf Basis des Ladedrucks PA können weggelassen werden. In diesem Fall können die Kühlmitteltemperatur THW und der Ladedruck PA als Parameter hinzugefügt werden, die bei der Erfassung des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge (oder bei der Berechnung des Rechenwerts für die Cetanzahl) verwendet werden, beispielsweise durch Korrigieren des Schwankungsumfangs des Motordrehmoments ΣΔNE auf Basis der Kühlmitteltemperatur THW oder durch Korrigieren des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE auf Basis des Ladedrucks PA. Auch durch eine solche Gestaltung wird die erzeugte Wärmemenge gemäß der Spitzentemperatur und dem Spitzendruck in der Brennkammer 11a bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung erfasst (oder wird die durch Bestimmung erhaltene Cetanzahl berechnet), und die Cetanzahl des Kraftstoffs wird exakt bestimmt.
Wenn eine Region, wo das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 weder den oberen Grenzwert noch den unteren Grenzwert erreicht, ausreichend breit ist, kann die Gestaltung zur variablen Einstellung des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta gemäß der Motordrehzahl weggelassen werden.
Der Rechenwert für die Cetanzahl wird auf Basis des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE und des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge berechnet, ohne die Motordrehzahl während der Einspritzung als Rechenparameter zu verwenden. Genauer können dann, wenn die Motordrehzahl NE vorgegeben ist, die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs und die Berechnung der durch Bestimmung erhaltenen Cetanzahl auf dem Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE, der zu dieser Zeit berechnet wird, basieren.
Bei der Berechnung des Rechenwerts für die Cetanzahl kann eine Mehrzahl von Betriebskennfeldern erstellt werden, die verschiedene Beziehungen abhängig vom Indexwert der erzeugten Wärmemenge definieren, statt das Bestimmungskennfeld auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge zu korrigieren, und der Rechenwert für die Cetanzahl kann auf Basis des erfassten Indexwerts der erzeugten Wärmemenge aus der Beziehung errechnet werden, die im ausgewählten Betriebskennfeld gespeichert ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird im Bestimmungssteuerprozess das Bestimmungskennfeld auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge korrigiert, und der Rechenwert für die Cetanzahl wird aus dem korrigierten Bestimmungskennfeld auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments (des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) berechnet. Statt dessen kann der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge korrigiert werden, und der Rechenwert für die Cetanzahl kann aus dem Bestimmungskennfeld auf Basis des korrigierten Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE berechnet werden. Ferner kann die Soll-Einspritzmenge im Bestimmungssteuerprozess auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge korrigiert werden, und der Rechenwert für die Cetanzahl kann aus dem Bestimmungskennfeld auf Basis des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE, der infolge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis des korrigierten Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung erhalten wird, berechnet werden. Da die Cetanzahl auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs auch anhand einer solchen Gestaltung bestimmt wird, wird ein Cetanzahlfehler, der auf eine Variation der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs zurückgeht, unterdrückt.
Der Prozess zur Erfassung des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs in der Erfassungssteuerung kann vor dem Prozess zur Berechnung des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE in der Bestimmungssteuerung durchgeführt werden. Auch mit einer solchen Gestaltung wird der Rechenwert für die Cetanzahl auf Basis des Indexwerts der erzeugten Wärmemenge und des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE berechnet.
Die Berechnung des Rechenwerts für die Cetanzahl auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors 10 (des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) kann gemäß einem arithmetischen Ausdruck durchgeführt werden statt ihn gemäß dem Bestimmungskennfeld zu berechnen. Kurz gesagt reicht es aus, eine Beziehung zwischen dem Rechenwert für die Cetanzahl und dem Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE in der elektronischen Steuereinheit 40 vorab zu speichern und den Rechenwert für die Cetanzahl aus dieser Beziehung zu berechnen.
Ein Erfassungszeitpunkt der Kraftstofftemperatur THQ als Rechenparameter des Korrekturterms K4 ist nicht auf den Zeitpunkt unmittelbar vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung (oder der Bestimmungssteuerung) beschränkt und kann in einen beliebigen Zeitpunkt geändert werden. Kurz gesagt reicht es aus, wenn die Temperatur des Kraftstoffs, der eingespritzt werden soll, vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung in der Erfassungssteuerung (oder der Bestimmungssteuerung) exakt erkannt wird. Genauer kann die Kraftstofftemperatur THQ, die bei der Durchführung einer anderen Motorsteuerung erfasst wird, beispielsweise einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, als Rechenparameter für den Korrekturterm K4 verwendet werden.
Der Prozess zur Berechnung des Korrekturterms K4 und der Prozess zur Korrektur der Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtma und der Soll-Kraftstoffeinspritzdauer TQtmb auf Basis dieses Korrekturterms K4 können ebenfalls weggelassen werden.
Die Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann auch auf eine Vorrichtung angewendet werden, bei der nur die Korrekturterme K1, K2 berechnet werden, ohne dass der Korrekturterm K3 in der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung berechnet wird.
In dieser Ausführungsform werden die Soll-Einspritzmenge in der Erfassungssteuerung und der Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung durch die jeweiligen Korrekturterme K1 bis K3 korrigiert, die bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung berechnet werden. Statt dessen kann eine Kraftstoffeinspritzung eigens für die Berechnung der Korrekturterme zum Korrigieren der Soll-Einspritzmenge in der Erfassungssteuerung und des Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung in der Bestimmungssteuerung durchgeführt werden, und die Korrekturterme können auf Basis einer Differenz zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie (der zeitlichen Erfassungs-Wellenform) des Kraftstoffinjektors 20 und einer vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie (einer zeitlichen Basis-Wellenform) bei der Durchführung dieser Kraftstoffeinspritzung berechnet werden.
Genauer können die Korrekturterme auf Basis einer Differenz zwischen einem Endzeitpunkt einer Ventilschließungsaktion in der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und dem einer Ventilschließungsaktion des Kraftstoffinjektors 20 in der Basis-Betriebskennlinie berechnet werden. Wie oben beschrieben, wird die Geschwindigkeit, mit der sich der Kraftstoffinjektor 20 schließt, umso geringer, je höher die kinetische Viskosität des Kraftstoffs ist. Wenn sich die Ventilschließungsaktion des Kraftstoffinjektors 20 aufgrund einer Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs ändert, erscheint eine solche Änderung somit als Unterschied im Endzeitpunkt der Ventilschließungsaktion zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie. Was dies betrifft, so können gemäß der oben beschriebenen Gestaltung die korrekten Terme zum Korrigieren der Soll-Einspritzmenge im Erfassungssteuerprozess und des Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung im Bestimmungssteuerprozess anhand eines solchen Unterschieds des Endzeitpunkts der Ventilschließungsaktion als Indexwert der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs berechnet werden. Somit wird ein Einspritzmengenfehler, der auf eine Variation der kinetischen Viskosität des Kraftstoffs zurückgeht, auf Basis dieser korrigierten Werte unterdrückt. Außerdem werden Werte, die den oben genannten Korrekturtermen K1 bis K3 entsprechen, ebenfalls als die genannten Korrekturterme berechnet. Kurz gesagt können beliebige Werte, die in der Lage sind, die Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors 20 und der Basis-Betriebskennlinie zu unterdrücken, als die genannten Korrekturterme verwendet werden.
Die Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung gemäß der genannten Ausführungsform kann nicht nur auf das Fahrzeug 1 angewendet werden, in dem der Kupplungsmechanismus 2 und das manuelle Getriebe 3 eingebaut sind, sondern auch auf ein Fahrzeug, in dem ein Drehmomentwandler und ein automatisches Getriebe installiert sind. In diesem Fall können eine Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung einer erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs und eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung einer Cetanzahl unter der Bedingung durchgeführt werden, dass gerade eine Schubunterbrechungssteuerung durchgeführt wird.
Ein anderer Wert als der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE kann als Indexwert für das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 10 berechnet werden. Zum Beispiel können die Motordrehzahl NE, wenn eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, (eine Motordrehzahl während einer Einspritzung) und die Motordrehzahl NE, wenn keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, jeweils während der Durchführung der Erfassungssteuerung oder der Bestimmungssteuerung erfasst werden. In diesem Fall wird der Unterschied zwischen diesen Drehzahlen berechnet, und der Unterschied wird als der genannte Indexwert verwendet.
Ein anderer Wert als der Schwankungsumfang der Motordrehzahl ΣΔNE kann als Indexwert der erzeugten Wärmemenge berechnet werden. Zum Beispiel können die Spitzentemperatur und der Spitzendruck in jedem Zylinder 11 des Dieselmotors 10, wenn die vorgegebene Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, erfasst werden, und diese können als Indexwerte in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert werden.
Die in der Erfassungssteuerung und die in der Bestimmungssteuerung eingespritzte Kraftstoffmenge können auf verschiedene Mengen eingestellt werden.
Statt die Kühlmitteltemperatur THW zu verwenden, kann ein Wert, bei dem es sich um einen Index der Spitzentemperatur in den Brennkammern 11a handelt und der nicht die Kühlmitteltemperatur THW ist, beispielsweise die Temperatur des Dieselmotors 10 (genauer von dessen Zylinderkopf oder dessen Zylinderblock) oder die Temperatur der Ansaugluft, als Einstellungsparameter des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta und des Soll-Einspritzbeginns TQstb verwendet werden. Ferner ist es auch möglich, die Temperatur in jeder Brennkammer 11a direkt zu erfassen und diese als den oben genannten Einstellungsparameter verwendet.
Statt den Ladedruck PA zu verwenden, kann ein Wert, bei dem es sich um einen Index des Spitzendrucks in der Brennkammer 11a handelt, und der nicht der Ladedruck PA ist, beispielsweise der Druck der Ansaugluft oder der Atmosphärendruck, als Einstellungsparameter des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQsta und des Soll-Kraftstoffeinspritzbeginns TQstb verwendet werden. Ferner ist es auch möglich, einen Druck in der Brennkammer 11a direkt zu erfassen und diesen als den genannten Einstellungsparameter zu verwenden. Eine solche Gestaltung kann auch auf einen Dieselmotor angewendet werden, in dem kein Lader vorgesehen ist. Da ein Spitzendruck in der Brennkammer 11a abhängig von einem Betriebszustand und einer Betriebsumgebung des Dieselmotors auch dann etwas unterschiedlich sein kann, wenn der Lader 16 nicht im Dieselmotor vorgesehen ist, kann eine Exaktheit der Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs durch Korrigieren eines Einspritzbeginns auf Basis dieses Spitzendrucks (oder eines Indexwerts davon) verbessert werden.
Das Verfahren, mit dem festgestellt wird, dass der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist, ist nicht auf das Feststellungsverfahren beschränkt, das auf einem Erfassungssignal des Reservemengensensors 45 basiert, und es kann ein beliebiges Verfahren, wie beispielsweise ein Feststellungsverfahren, das auf einem Öffnen und Schließen des Deckels des Kraftstofftanks 32 basiert, übernommen werden.
Das Verfahren, mit dem die Ersetzung des Kraftstoffs im Kraftstoffweg festgestellt wird, ist nicht auf das Feststellungsverfahren beschränkt, das auf der Menge an Kraftstoff basiert, die aus dem Inneren des Kraftstoffinjektors 20 in die Rückleitung 35 austritt. Zum Beispiel können ein Feststellungsverfahren, das auf der Kraftstoffmenge basiert, die zum Kraftstoffinjektor 20 geliefert wird, oder ein Feststellungsverfahren, das auf der Kraftstoffmenge basiert, die aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt wird, verwendet werden.
Solange der Prozess der Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs in einer geeigneten Situation durchgeführt werden kann, können die Durchführungsbedingungen im Erfassungssteuerprozess nach Belieben geändert werden. Solange der Prozess zur Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs in einer geeigneten Situation durchgeführt werden kann, kann die Durchführungsbedingung im Bestimmungssteuerprozess nach Belieben geändert werden. Zum Beispiel ist es auch möglich, eine [Bedingung F], dass „eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, seit festgestellt wurde, dass der Kraftstoff zum Kraftstofftank 32 geliefert worden ist”, statt der [Bedingung D] zu verwenden. Gemäß der [Bedingung F] kann die Ersetzung des Kraftstoffs im Kraftstoffweg wie mit der [Bedingung D] durch Einstellen einer relativ kurzen Zeit als vorgegebene Zeit festgestellt werden. Dagegen kann eine Möglichkeit, dass sich die Eigenschaft des Kraftstoffs im Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffzufuhr im Lauf der Zeit geändert hat, durch die [Bedingung F] festgestellt werden, und der Prozess zur Bestimmung der Cetanzahl des Kraftstoffs kann auf Basis dieser Bestimmung durchgeführt werden. Ferner ist es auch möglich, eine [Bedingung G], dass „eine Betätigung durchgeführt worden ist, um den Betrieb des Dieselmotors 10 zu unterbrechen”, einzustellen. Wenn der Betrieb des Dieselmotors 10 unterbrochen wird, ist dessen Temperatur in vielen Fällen ausreichend hoch. Somit wird in Betracht gezogen, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Betriebszustand stabil ist, im Vergleich zu dem Fall, wo diese Temperatur niedrig ist, hoch ist, und es wird in Betracht gezogen, dass es eine Umgebung ist, wo die Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs und die Bestimmung der Cetanzahl auf Basis der Motordrehzahl NE (genauer des Schwankungsumfangs der Motordrehzahl ΣΔNE) exakt durchgeführt werden kann. Durch Einstellen der genannten [Bedingung G] können der Prozess zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge des Kraftstoffs und der Prozess zur Bestimmung der Cetanzahl in einer solchen Umgebung durchgeführt werden. Da die Cetanzahl des Kraftstoffs, der beim Starten des Dieselmotors 10 verwendet wird, exakt bestimmt werden kann, kann außerdem das Startverhalten des Dieselmotors 10 verbessert werden. Dass die [Bedingung G] erfüllt ist, kann festgestellt werden, wenn ein Antriebsschalter von einem Fahrer betätigt wird, um den Betrieb des Dieselmotors 10 zu unterbrechen.
Statt den Kraftstoffsensor 41 vorzusehen, der Funktionen eines Drucksensors und eines Temperatursensors aufweist, können ein Drucksensor und ein Temperatursensor getrennt vorgesehen werden. Eine Möglichkeit der Anbringung des Drucksensors in dieser Gestaltung ist nicht auf einen Modus beschränkt, in dem der Drucksensor direkt am Kraftstoffinjektor 20 angebracht ist, und kann nach Belieben geändert werden, solange ein Druck, der den Kraftstoffdruck innerhalb des Kraftstoffinjektors 20 (genauer in der Düsenkammer 25) anzeigt, d. h. ein Kraftstoffdruck, der sich mit einer Änderung des Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffinjektors 20 handelt, ordnungsgemäß erfasst werden kann. Genauer kann der Drucksensor in der Zweigleitung 31a oder in der Common Rail 34 angebracht sein. Ferner ist ein Modus der Anbringung des Temperatursensors in der obigen Gestaltung nicht auf den Modus beschränkt, wo der Temperatursensor direkt am Kraftstoffinjektor 20 angebracht wird, und kann nach Belieben geändert werden, solange die Temperatur des Kraftstoffs, der tatsächlich aus dem Kraftstoffinjektor 20 eingespritzt wird, ordnungsgemäß erfasst werden kann. Genauer kann der Temperatursensor in der Zweigleitung 31a oder der Common Rail 34 angebracht werden.
Es ist auch möglich, einen Kraftstoffinjektor einer Art, der von einem elektromagnetischen Stellglied angesteuert wird, unter anderem von einer Magnetspule, statt des Kraftstoffinjektors 20 der Art, die von dem piezoelektrischen Stellglied 29 angesteuert wird, zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf Dieselmotoren mit vier Zylindern, sondern auch auf Einzylinder-Dieselmotoren, Dieselmotoren mit zwei Zylindern, solche mit drei Zylindern oder solche mit fünf oder mehr Zylindern angewendet werden.
Beschreibung der Bezugszahlen

1 ... Fahrzeug, 2 ... Kupplungsmechanismus, 3 ... manuelles Getriebe, 4 ... Rad, 10 ... Dieselmotor, 11 ... Zylinder, 11a ... Brennkammer, 12 ... Ansaugleitung, 13 ... Kolben, 14 ... Kurbelwelle, 15 ... Abgasleitung, 16 ... Lader, 17 ... Kompressor, 18 ... Turbine, 20 ... Kraftstoffsensor, 21 ... Gehäuse, 22 ... Nadelventil, 23 ... Einspritzöffnung, 24 ... Feder, 25 ... Düsenkammer, 26 ... Druckkammer, 27 ... Einführungsleitung, 28 ... Verbindungsleitung, 29 ... piezoelektrisches Stellglied, 29a ... Ventilkörper, 30 ... Ableitung, 31a ... Zweigleitung, 31b ... Zuleitung, 32 ... Kraftstofftank, 33 ... Kraftstoffpumpe, 34 ... Common Rail, 35 ... Rückleitung, 40 ... elektronische Steuereinheit, 41 ... Kraftstoffsensor, 42 ... Ladedrucksensor, 43 ... Kurbelsensor, 44 ... Wassertemperatursensor, 45 ... Reservemengensensor, 46 ... Beschleunigerbetätigungsumfangssensor, 47 ... Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, 48 ... Kupplungsschalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-74499 [0006]

Claims

Eine Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung, die eine Einspritzung von Kraftstoff mit einer vorgegebenen Einspritzmenge durchführt, um dadurch eine Cetanzahl des Kraftstoffs, der in einem Dieselmotor verbrannt werden soll, zu bestimmen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Indexwert einer Wärmemenge, die durch eine Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, erfasst, einen Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das durch die Durchführung einer Kraftstoffeinspritzung mit der vorgegebenen Einspritzmenge erzeugt wird, berechnet und die Cetanzahl auf Basis der Indexwerte bestimmt.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung vorab eine Beziehung zwischen einem Rechenwert für die Cetanzahl und dem Indexwert des Ausgangsdrehmoments speichert, die Beziehung auf Basis des Indexwerts für die erzeugte Wärmemenge korrigiert, und den Rechenwert für die Cetanzahl auf Basis der korrigierten Beziehung und des Indexwerts für das Ausgangsdrehmoment berechnet.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung vorab eine Beziehung zwischen einem Rechenwert für die Cetanzahl und dem Indexwert des Ausgangsdrehmoments speichert, den Indexwert des Ausgangsdrehmoments auf Basis des Indexwerts für die erzeugte Wärmemenge korrigiert, und den Rechenwert für die Cetanzahl auf Basis des korrigierten Indexwerts und der Beziehung berechnet.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl auf Basis einer Einspritzmenge durchführt, die gemäß dem Indexwert der erzeugten Wärmemenge korrigiert worden ist, und die Cetanzahl auf Basis des Indexwerts des Ausgangsdrehmoments, der bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung berechnet worden ist, bestimmt.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kraftstoffeinspritzung mit einer vorgegebenen Einspritzmenge durchführt, um die erzeugte Wärmemenge zu erfassen, den Indexwert des Ausgangsdrehmoments des Dieselmotors, das bei der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, berechnet, und den errechneten Indexwert als den Indexwert der erzeugten Wärmemenge einstellt.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf Basis einer Soll-Einspritzmenge eine Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärme durchführt, wobei die Vorrichtung ferner einen Drucksensor aufweist, der einen Kraftstoffdruck erfasst, der einen Index für einen Kraftstoffdruck innerhalb eines Kraftstoffinjektors darstellt, wobei die Vorrichtung die Soll-Einspritzmenge auf Basis einer schwankenden Wellenform eines Kraftstoffdrucks, der vom Drucksensor bei der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird, korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine tatsächliche Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors auf Basis einer schwankenden Wellenform des erfassten Kraftstoffdrucks berechnet, und die Soll-Einspritzmenge auf Basis einer Differenz zwischen der errechneten tatsächlichen Betriebskennlinie und einer vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf Basis einer Soll-Einspritzmenge eine Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärme durchführt, eine Temperatur des Kraftstoffs unter Verwendung eines Temperatursensors durchführt, und die Soll-Einspritzmenge auf Basis der erfassten Kraftstofftemperatur korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Erfassung der Kraftstofftemperatur unter Verwendung des Temperatursensors unmittelbar vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Erfassung der erzeugten Wärmemenge durchführt.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf Basis eines Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durchführt, wobei die Vorrichtung ferner einen Drucksensor aufweist, der einen Kraftstoffdruck erfasst, der ein Index für einen Kraftstoffdruck innerhalb eines Kraftstoffinjektors ist, und wobei die Vorrichtung den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer schwankenden Wellenform eines Kraftstoffdrucks, der vom Drucksensor bei der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird, korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine tatsächliche Betriebskennlinie des Kraftstoffinjektors auf Basis einer schwankenden Wellenform des erfassten Kraftstoffdrucks berechnet, und den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis einer Differenz zwischen der berechneten tatsächlichen Betriebskennlinie und einer vorgegebenen Basis-Betriebskennlinie korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf Basis eines Sollwerts für die Menge der Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durchführt, eine Temperatur des Kraftstoffs unter Verwendung eines Temperatursensors erfasst, und den Sollwert für die Menge der Kraftstoffeinspritzung auf Basis der erfassten Temperatur korrigiert.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Erfassung der Kraftstofftemperatur unter Verwendung eines Temperatursensors unmittelbar vor der Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Bestimmung der Cetanzahl durchführt.
Cetanzahl-Bestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor am Kraftstoffinjektor angebracht ist.