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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine, das eine Eigenschaft eines Kraftstoffs schätzt, der zu einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, und eine Maschinenbetriebssteuerung auf der Basis der geschätzten Kraftstoffeigenschaft ausführt.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Eine Eigenschaft eines Kraftstoffs, der in einen Kraftstofftank gefördert wird (wie die Cetanzahl eines Dieselkraftstoffs, die Oktanzahl eines Benzinkraftstoffs oder die Konzentration eines Alkoholkraftstoffs beispielsweise), ist nicht notwendigerweise gleichmäßig und ändert sich stark in Abhängigkeit eines Landes oder einer Region. Somit kann man sagen, dass die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, auch nicht gleichmäßig ist, und dass solch eine Schwankung der Kraftstoffeigenschaft ein Grund für eine Hemmung einer Stabilisierung eines Verbrennungszustands des Kraftstoffs sein kann.
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Herkömmlich wurde es praktiziert, die Eigenschaft des Kraftstoffs zu schätzen, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, und eine Verbrennungssteuerung zur Verbrennung des Kraftstoffs auf der Basis der geschätzten Kraftstoffeigenschaft auszuführen.
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Beispielsweise beschreibt Patentdokument 1 ein Gerät, das eine Alkoholkraftstoffmischrate von Kraftstoff, der zu einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, auf der Basis eines Erfassungssignals von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor schätzt, und das eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung auf der Basis der geschätzten Alkoholkraftstoffmischrate in der Brennkraftmaschine ausführt, für die entweder ein Benzinkraftstoff, ein Alkoholkraftstoff oder ein gemischter Kraftstoff davon verwendet werden kann. In dem Gerät, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, wenn der Kraftstoff gefördert wird, ist ein geschätzter Wert, der vor einem Fördern des Kraftstoffs geschätzt und gespeichert wird, angepasst, um für die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung in einer Zeitspanne verwendet zu werden, bis der gesamte Kraftstoff in einem Kraftstoffrohr zum Zuführen des Kraftstoffs von einem Kraftstofftank zu der Brennkraftmaschine verbraucht ist.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument 1: japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP 2009 - 68 455 A
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Die
DE 11 2008 003 428 T5 offenbart eine Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung zur Steuerung eines Betriebs einer Brennkraftmaschine. Die Steuerungsvorrichtung hat einen Lernabschnitt, der eine Eigenschaft eines Kraftstoffs lernt, einen Steuerungsabschnitt, der Verbrennungsbedingungen in einer Verbrennungskammer auf der Grundlage der durch den Lernabschnitt gelernten Kraftstoffeigenschaft steuert, und einen Zufuhrquellenstatuserfassungsabschnitt, der eine Änderung in dem Status einer Zufuhrquelle für den Kraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die den Kraftstoff einspritzt, erfasst. Wenn der Zufuhrquellenstatuserfassungsabschnitt eine Änderung in dem Status erfasst, steuert der Steuerungsabschnitt die Verbrennungsbedingungen auf der Grundlage der Kraftstoffeigenschaft, die im Vergleich zu den Verbrennungsbedingungen, die auf der Kraftstoffeigenschaft beruhen, die vor der Erfassung gelernt werden, zu der Richtung eines Unterdrückens eines Auftretens einer anormalen Verbrennung, wie beispielsweise eines Klopfens, in der Verbrennungskammer verschoben ist, bis der Lernabschnitt die Kraftstoffeigenschaft wieder lernt.
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Die
DE 10 2007 054 650 B3 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln der Kraftstoffqualität bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, in dem während einer Schubabschaltungsphase der Brennkraftmaschine zu bestimmten Kurbelwellenwinkeln eine bestimmte Kraftstoffmenge eingespritzt wird, welche von der für den Betriebszustand erforderlichen Kraftstoffmenge um ein bestimmtes Maß abweicht, und wobei der dadurch bewirkte Kurbelwellendrehmomentbeitrag erfasst wird. Dabei wird aus dem erfassten Kurbelwellendrehmomentbeitrag ein absolutes oder relatives Maß für die Kraftstoffqualität ermittelt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank gefördert wird, ändert sich die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Somit ist in dem Gerät, das die Kraftstoffeigenschaft zur Verwendung in der Verbrennungssteuerung schätzt, wie vorstehend beschrieben ist, eine Erzeugung eines Unterschieds zwischen dem geschätzten Wert und einem tatsächlichen Wert der Kraftstoffeigenschaft zu dieser Zeit unvermeidbar.
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Im Allgemeinen, wenn sich die Eigenschaft des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank gespeichert ist, in Verbindung mit dem Kraftstofffördern ändert, ändert sich die Eigenschaft des Kraftstoffs in dem Kraftstoffrohr, d. h. die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, allmählich von der Kraftstoffeigenschaft vor dem Kraftstofffördern zu der Kraftstoffeigenschaft nach dem Kraftstofffördern. Wenn somit eine Änderung in der gespeicherten Kraftstoffeigenschaft groß ist, erhöht sich der Unterschied zwischen dem geschätzten Wert und dem tatsächlichen Wert der Kraftstoffeigenschaft, wodurch in einigen Fällen eine mögliche Verschlechterung in dem Verbrennungszustand des Kraftstoffs sowie ein Fehlschlagen eines stabilen Betriebs der Brennkraftmaschine verursacht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht solcher Umstände gemacht worden, und es ist deshalb eine Aufgabe, ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, das einen stabilen Maschinenbetrieb unmittelbar nach einem Fördern eines Kraftstoffs gestattet.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Nachstehend werden Mittel zum Erreichen der vorstehenden Aufgabe und Wirkungen von diesen beschrieben.
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Um den vorstehenden Zweck zu erreichen, schätzt ein Steuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Eigenschaft eines Kraftstoffs, der zu einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, und führt eine Verbrennungssteuerung zur Verbrennung des Kraftstoffs in einem ersten Ausführungsmodus aus, der zu einer geschätzten Kraftstoffeigenschaft korrespondiert, die geschätzt worden ist. Es sei angemerkt, dass die Verbrennungssteuerung eine Maschinensteuerung zum Einstellen eines Verbrennungszustands des Kraftstoffs in einem Zylinder der Verbrennungsmaschine, wie beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzsteuerung oder eine AGR-Steuerung, ist.
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Dann, wenn der Kraftstoff in einen Kraftstofftank gefördert wird, wird die Verbrennungssteuerung in einem zweiten Ausführungsmodus, in dem einem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine mehr Wichtigkeit gegeben ist als in dem ersten Ausführungsmodus, in einer Zeitspanne ausgeführt, in der die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, durch das Kraftstofffördern geändert wird. Demzufolge ist es trotz einer Tatsache, dass die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, unmittelbar nach der Ausführung des Kraftstoffförderns geändert wird, möglich, durch die Ausführung der Verbrennungssteuerung in dem zweiten Ausführungsmodus zu dieser Zeit zu verhindern, dass ein Maschinenbetriebszustand instabil wird.
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In der Zeitspanne, in der sich die Eigenschaft des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, ändert, selbst falls ein Schätzen der geschätzten Kraftstoffeigenschaft ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass ein Unterschied zwischen der geschätzten Kraftstoffeigenschaft und einer tatsächlichen Kraftstoffeigenschaft in Verbindung mit einer Änderung der Kraftstoffeigenschaft danach auftritt. Falls die Verbrennungssteuerung in dem ersten Ausführungsmodus ausgeführt wird, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft korrespondiert, die zu dieser Zeit geschätzt wird, kann somit der Verbrennungsbetriebszustand in Abhängigkeit einer Richtung oder einer Größe des Unterschieds destabilisiert sein.
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In dem vorstehenden Gerät wird, wenn das Schätzen der geschätzten Kraftstoffeigenschaft in solch einer Zeitspanne ausgeführt wird, eine Widerspiegelung der geschätzten Kraftstoffeigenschaft beschränkt, und die Verbrennungssteuerung wird in dem zweiten Ausführungsmodus ausgeführt, statt einfach den Ausführungsmodus der Verbrennungssteuerung zu dem ersten Ausführungsmodus umzuschalten, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft korrespondiert, die zu dieser Zeit geschätzt wird. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass der Maschinenbetriebszustand aufgrund des Umschaltens zu dem Ausführungsmodus instabil wird, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft korrespondiert, die in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird.
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Deshalb kann gemäß dem vorstehenden Gerät der stabile Maschinenbetrieb unmittelbar nach Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank erreicht werden.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ausführungsmodus, in dem eine temporär geschätzte Kraftstoffeigenschaft auf der Basis einer Menge des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank während eines Anfangs der Kraftstoffförderung gespeichert ist, der geschätzten Kraftstoffeigenschaft, die während des Anfangs des Kraftstoffförderns geschätzt wird, und einer Menge des Kraftstoffs berechnet wird, der in den Kraftstofftank gefördert wird, und in dem die Verbrennungssteuerung auf der Basis der temporären geschätzten Kraftstoffeigenschaft ausgeführt wird, als der zweite Ausführungsmodus festgelegt.
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Gemäß dem vorstehenden Gerät kann die Eigenschaft des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank nach der Kraftstoffförderung unter einer Annahme geschätzt werden, dass die Eigenschaft des Kraftstoffs, der in den Kraftstofftank gefördert wird, in einem vorgeschriebenen Zustand ist. Demzufolge ist es durch Definieren eines geeigneten Zustands (beispielsweise der Kraftstoffeigenschaft, die am Wahrscheinlichsten den unstabilisierten Maschinenbetriebszustand innerhalb eines angenommenen Bereichs verursacht [die schlechteste Kraftstoffeigenschaft]) als den vorstehenden vorgeschriebenen Zustand möglich, die temporäre geschätzte Kraftstoffeigenschaft als einen Indexwert zu berechnen, um einen Grad einer Änderung der Eigenschaft des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank nach der Kraftstoffförderung in einem Fall zu messen, in dem der Kraftstoff mit der schlechtesten Kraftstoffeigenschaft gefördert wird. Weil die Verbrennungssteuerung in einer Weise ausgeführt wird, um zu der temporären geschätzten Kraftstoffeigenschaft zu korrespondieren, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der die Verbrennungssteuerung in einer Weise ausgeführt wird, um zu der Kraftstoffeigenschaft zu korrespondieren, die den Maschinenbetriebszustand wahrscheinlicher destabilisiert als die tatsächliche Kraftstoffeigenschaft, wenn die Eigenschaft des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank durch das Kraftstofffördern geändert wird. Wie vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß dem vorstehenden Gerät möglich, in günstiger Weise zu verhindern, dass der Maschinenbetriebszustand unmittelbar nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank instabil wird.
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In dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstoff ein Dieselkraftstoff und die Kraftstoffeigenschaft ist die Cetanzahl.
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In solch einem Gerät wird die Verbrennungssteuerung in dem zweiten Ausführungsmodus (beispielsweise einem Ausführungsmodus, der zu der niedrigsten Cetanzahl innerhalb eines angenommenen Bereichs korrespondiert), in dem dem stabilen Betrieb der Verbrennungsmaschine mehr Wichtigkeit gegeben ist als in dem ersten Ausführungsmodus, in einer Zeitspanne ausgeführt, in der sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, aufgrund des Förderns des Kraftstoffs in den Kraftstofftank ändert. Deshalb ist es trotz der Tatsache, dass sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, unmittelbar nach der Ausführung der Kraftstoffförderung ändert, möglich, durch Ausführung der Verbrennungssteuerung in dem zweiten Ausführungsmodus zu dieser Zeit zu verhindern, dass der Maschinenbetriebszustand instabil wird.
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In einem Fall, in dem der Schätzabschnitt das Schätzen der Cetanzahl des Kraftstoffs in der vorstehenden Zeitspanne ausführt und in dem die Verbrennungssteuerung in dem ersten Ausführungsmodus ausgeführt wird, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft (einem Cetanzahlschätzwert) korrespondiert, die zu dieser Zeit geschätzt wird, wird die Verbrennungssteuerung mit der Cetanzahl des Kraftstoffs ausgeführt, die niedriger als erwartet ist, wenn der Cetanzahlschätzwert höher ist als die Cetanzahl des Kraftstoffs, der tatsächlich zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Demzufolge wird der Verbrennungszustand des Kraftstoffs zu dieser Zeit instabil, und der Maschinenbetriebszustand kann unstabilisiert sein.
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In dem vorstehenden Gerät wird, wenn das Schätzen des Cetanzahlschätzwerts in solch einer Zeitspanne ausgeführt wird, statt den Ausführungsmodus der Verbrennungssteuerung einfach zu dem ersten Ausführungsmodus umzuschalten, der zu dem Cetanzahlschätzwert korrespondiert, der zu dieser Zeit geschätzt wird, die Verbrennungssteuerung in dem zweiten Ausführungsmodus ausgeführt, während die Widerspiegelung des Cetanzahlschätzwerts beschränkt ist. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass der Maschinenbetriebszustand aufgrund eines Umschaltens zu dem Ausführungsmodus instabil wird, der zu dem Cetanzahlschätzwert korrespondiert, der in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird.
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Bevorzugt wird statt der Basiseinspritzsteuerung, in der die Kraftstoffeinspritzung in der Menge ausgeführt wird, die zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine korrespondiert, die Nebeneinspritzsteuerung ausgeführt, in der die Kraftstoffeinspritzung zum Schätzen der Cetanzahl des Kraftstoffs ausgeführt wird, der Indexwert des Maschinenmoments, das in Verbindung mit der Nebeneinspritzsteuerung erzeugt wird, erfasst wird und der erfasste Indexwert als die geschätzte Kraftstoffeigenschaft gespeichert wird.
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Gemäß dem Gerät, weil sich das Maschinenmoment, das durch die Kraftstoffeinspritzung in der vorgeschriebenen Menge erzeugt wird, gemäß der Cetanzahl des Kraftstoffs ändert, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs auf der Basis des Indexwerts des Maschinenmoments geschätzt werden, das in Verbindung mit der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird.
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Bevorzugt ist unter einer Annahme, dass die Verbrennungssteuerung gemäß der geschätzten Kraftstoffeigenschaft ausgeführt wird, die Widerspiegelung der geschätzten Kraftstoffeigenschaft, die durch den Schätzabschnitt in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird, in einem Umstand gestattet, wo der Verbrennungszustand des Kraftstoffs verbessert wird, und die Widerspiegelung ist untersagt, wenn der Verbrennungszustand des Kraftstoffs verschlechtert wird.
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Gemäß dem vorstehenden Gerät kann in einem Fall, in dem die geschätzte Kraftstoffeigenschaft, die in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird, in der Verbrennungssteuerung widergespiegelt wird, die geschätzte Kraftstoffeigenschaft in der Verbrennungssteuerung nur dann widergespiegelt werden, wenn die Verbesserung des Verbrennungszustands des Kraftstoffs erwartet werden kann; deshalb ist es möglich, in günstiger Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine instabil wird.
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In dem vorstehenden Gerät wird, wenn beispielsweise die Cetanzahl als die Kraftstoffeigenschaft verwendet wird und wenn die Cetanzahl, die in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird (der Cetanzahlschätzwert), größer ist als die Cetanzahl, die in dem zweiten Ausführungsmodus der Verbrennungssteuerung zu dieser Zeit geschätzt wird, die Widerspiegelung des Cetanzahlschätzwerts in der Verbrennungssteuerung verhindert. Wenn andererseits der Cetanzahlschätzwert, der in der vorstehenden Zeitspanne geschätzt wird, kleiner ist als die Cetanzahl, die in dem zweiten Ausführungsmodus der Verbrennungssteuerung zu dieser Zeit geschätzt wird, ist die Widerspiegelung des Cetanzahlschätzwerts in der Verbrennungssteuerung gestattet.
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Bevorzugt wird, wenn die geschätzte Kraftstoffeigenschaft durch den Schätzabschnitt für die Vielzahl von Malen in einer Zeitspanne geschätzt wird, in der sich die Kraftstoffeigenschaft ändert, ein Wert, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft für jedes Mal korrespondiert, auf der Basis des jüngsten Werts der geschätzten Kraftstoffeigenschaft, der Schätzzeitabstimmung des jüngsten Werts, des letzten Werts der geschätzten Kraftstoffeigenschaft, der Schätzzeitabstimmung des letzten Werts und der verstrichenen Zeitspanne von der Schätzzeitabstimmung des jüngsten Werts berechnet.
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Gemäß solch einem Gerät ist es möglich, einen Modus einer Änderung der geschätzten Kraftstoffeigenschaft in der vorstehenden Zeitspanne vorherzusagen und den Wert, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft für jedes Mal korrespondiert, auf der Basis der Vorhersage zu berechnen. Demzufolge kann eine Bestimmung darüber, ob die Verbesserung des Verbrennungszustands des Kraftstoffs erwartet werden kann oder nicht, auf der Basis der geschätzten Kraftstoffeigenschaft zu der Zeitabstimmung gemacht werden, zu der die geschätzte Kraftstoffeigenschaft geschätzt wird, und kann auch auf der Basis eines Werts gemacht werden, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft für jedes Mal für jede Zeit korrespondiert. Deshalb kann die Anzahl von Gelegenheiten, um die geschätzte Kraftstoffeigenschaft in der Verbrennungssteuerung widerzuspiegeln, erhöht werden, um den Verbrennungszustand des Kraftstoffs zu verbessern, und somit ist es möglich, in günstiger Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine instabil wird.
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In dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zeitspanne, in der sich die Eigenschaft des Kraftstoffs ändert, eine Zeitspanne, bis der gesamte Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr zum Zuführen des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank zu der Brennkraftmaschine durch den Kraftstoff ersetzt ist, der von dem Kraftstofftank zu dem Kraftstoffrohr nach der Kraftstoffförderung druckgefördert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht zum Zeigen einer schematischen Gestaltung eines Steuerungsgeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
- 2 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen eines Schnittaufbaus eines Kraftstoffeinspritzventils.
- 3 ist ein Zeitdiagramm zum Zeigen einer Beziehung zwischen einem Übergang eines Kraftstoffdrucks und einer Erfassungszeitwellenform einer Kraftstoffeinspritzrate.
- 4 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines Ausführungsablaufs eines Korrekturprozesses.
- 5 ist ein Zeitdiagramm zum Zeigen eines Beispiels einer Beziehung zwischen der Erfassungszeitwellenform und einer Basiszeitwellenform.
- 6 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines bestimmten Ausführungsablaufs eines Indexwerterfassungsprozesses.
- 7 ist ein Graph zum Darstellen eines Verfahrens einer Berechnung eines Drehungsschwankungsbetrags.
- 8 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines Ausführungsablaufs eines Prozesses zum Berechnen eines temporären Indexwerts.
- 9 ist eine schematische Ansicht zum Zeigen eines Kennfeldaufbaus eines Berechnungskennfelds, das zur Berechnung eines temporären Indexwerts verwendet wird.
- 10 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines Ausführungsablaufs eines Cetanzahlbereichidentifikationsprozesses.
- 11 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Zeigen eines Beispiels eines Ausführungsmodus von jedem Prozess.
- 12 ist eine schematische Ansicht zum Zeigen eines Beispiels eines Berechnungsmodus eines Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts gemäß einer zweiten Ausführungsform, die die vorliegend Erfindung verkörpert.
- 13 ist Flussdiagramm zum Zeigen eines bestimmten Ausführungsablaufs eines Prozesses zum Schätzen eines Indexwerts gemäß der zweiten Ausführungsform.
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FORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend wird ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Brennkraftmaschine 11 als eine Antriebsquelle in einem Fahrzeug 10 montiert. Eine Kurbelwelle 12 der Brennkraftmaschine 11 ist mit einem Rad 15 über einen Kupplungsmechanismus 13 und ein manuelles Getriebe 14 verbunden. Wenn ein Kupplungsbetätigungsbauteil (wie ein Kupplungspedal) durch einen Fahrer in dem Fahrzeug 10 betätigt wird, wird der Kupplungsmechanismus 13 betätigt, um die Kurbelwelle 12 von dem manuellen Getriebe 14 zu trennen.
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Ein Einlassdurchgang 17 ist mit einem Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 verbunden. Luft wird über den Einlassdurchgang 17 in den Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 gesaugt. Darüber hinaus wird als die Brennkraftmaschine 11 eine Maschine verwendet, die eine Vielzahl (vier [#1 bis #4] in dieser Ausführungsform) der Zylinder 16 hat. In der Brennkraftmaschine 11 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 20 einer Direkteinspritzbauart, das Kraftstoff, und zwar Dieselkraftstoff in dieser Ausführungsform, direkt in den Zylinder 16 einspritzt, an jedem der Zylinder 16 angebracht. Der Kraftstoff, der durch ein Ventilöffnungsantreiben des Kraftstoffeinspritzventils 20 eingespritzt wird, kommt mit der angesaugten Luft in Kontakt, die in dem Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 komprimiert und erwärmt wird, und wird gezündet und verbrannt. Dann wird in der Brennkraftmaschine 11 ein Kolben 18 durch die Energie nach unten gedrückt, die in Verbindung mit der Verbrennung des Kraftstoffs in dem Zylinder 16 erzeugt wird, und die Kurbelwelle 12 wird zwangsgedreht. Verbrennungsgas, das in dem Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 verbrannt ist, wird als ein Abgas zu einem Abgasdurchgang 19 der Brennkraftmaschine 11 abgegeben.
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Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 ist separat mit einer Common Rail 34 über einen Abzweigdurchgang 31a verbunden, und die Common Rail 34 ist mit einem Kraftstofftank 32 über einen Zufuhrdurchgang 31b verbunden. Eine Kraftstoffpumpe 33, die den Kraftstoff druckfördert, ist in dem Zufuhrdurchgang 31b vorgesehen. In dieser Ausführungsform wird der Kraftstoff, dessen Druck sich aufgrund einer Druckförderung durch die Kraftstoffpumpe 33 erhöht hat, in der Common Rail 34 gespeichert und wird in jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 zugeführt. Darüber hinaus ist ein Rückführdurchgang 35 mit jedem der Kraftstoffeinspritzventile 20 verbunden, und jeder der Rückführdurchgänge 35 ist mit dem Kraftstofftank 32 verbunden. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 wird über den Rückführdurchgang 35 teilweise in den Kraftstofftank 32 zurückgeführt.
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Ein innerer Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils 20 wird nachstehend beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Nadelventil 22 in einem Gehäuse 21 des Kraftstoffeinspritzventils 20 vorgesehen. Das Nadelventil 22 ist in dem Gehäuse 21 in einer Weise vorgesehen, dass es eine Hin- und Herbewegung durchführen kann (sich vertikal in der Zeichnung bewegen kann). Eine Feder 24, die das Nadelventil 22 fortlaufend zu einer Seite eines Einspritzlochs 23 (einer unteren Seite in der Zeichnung) drängt, ist in dem Gehäuse 21 vorgesehen. Darüber hinaus ist in dem Gehäuse 21 eine Düsenkammer 25 an einer Stelle an einer Seite (der unteren Seite in der Zeichnung) vorgesehen, und eine Druckkammer 26 ist an einer Stelle an der anderen Seite (einer oberen Seite in der Zeichnung) ausgebildet, wobei das Nadelventil 22 zwischen diesen angeordnet ist.
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Die Düsenkammer 25 ist mit den mehreren Einspritzlöchern 23 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der Innenseite von dieser und der Außenseite des Gehäuses 21 vorsehen, und der Kraftstoff wird zu dieser von dem Abzweigdurchgang 31a (der Common Rail 34) über einen Einlassdurchgang 27 durchgeführt. Die Düsenkammer 25 und der Abzweigdurchgang 31a (die Common Rail 34) sind über einen Verbindungsdurchgang 28 mit der Druckkammer 26 verbunden. Darüber hinaus ist die Druckkammer 26 über einen Abgabedurchgang 30 mit dem Rückführdurchgang 35 (dem Kraftstofftank 32) verbunden.
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Als das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird ein Kraftstoffeinspritzventil einer elektrischen Antriebsbauart verwendet, und ein piezoelektrisches Stellglied 29, in dem mehrere piezoelektrische Elemente (wie Piezoelemente), die sich durch Eingabe eines Antriebssignals komprimieren und ausdehnen, gestapelt sind, ist in dem Gehäuse 21 vorgesehen. Ein Ventilkörper 29a ist an dem piezoelektrischen Stellglied 29 angebracht, und der Ventilkörper 29a ist in der Druckkammer 26 vorgesehen. Wenn der Ventilkörper 29a durch einen Betrieb des piezoelektrischen Stellglieds 29 bewegt wird, wird einer von dem Verbindungsdurchgang 28 (der Düsenkammer 25) und dem Abgabedurchgang 30 (dem Rückführdurchgang 35) wahlweise mit der Druckkammer 26 verbunden.
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In dem Kraftstoffeinspritzventil 20, wenn ein Ventilschließsignal zu dem piezoelektrischen Stellglied 29 eingegeben wird, zieht sich das piezoelektrische Stellglied 29 zusammen, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, der Verbindungsdurchgang 28 wird mit der Druckkammer 26 verbunden, und die Verbindung zwischen dem Rückführdurchgang 35 und der Druckkammer 26 wird blockiert. Demzufolge sind die Düsenkammer 25 und die Druckkammer 26 in einem Zustand verbunden, in dem eine Abgabe des Kraftstoffs in der Druckkammer 26 zu dem Rückführdurchgang 35 (dem Kraftstofftank 32) verhindert ist. Somit wird ein Druckunterschied zwischen der Düsenkammer 25 und der Druckkammer 26 sehr gering, das Nadelventil 22 wird zu einer Position nahe dem Einspritzloch 23 durch eine Drängkraft der Feder 24 bewegt, und zu dieser Zeit wird das Kraftstoffeinspritzventil 20 in einen Zustand gebracht, in dem der Kraftstoff nicht eingespritzt wird (einen geschlossenen Ventilzustand).
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Wenn andererseits ein Ventilöffnungssignal zu dem piezoelektrischen Stellglied 29 eingegeben wird, dehnt sich das piezoelektrische Stellglied 29 aus, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, die Verbindung zwischen dem Verbindungsdurchgang 28 und der Druckkammer 26 wird blockiert, und der Rückführdurchgang 35 wird mit der Druckkammer 26 verbunden. Demzufolge wird der Kraftstoff in der Druckkammer 26 über den Rückführdurchgang 35 teilweise in den Kraftstofftank 32 in einem Zustand zurückgeführt, in dem ein Strömen des Kraftstoffs von der Düsenkammer 25 zu der Druckkammer 26 verhindert ist. Somit erhöht sich der Druckunterschied zwischen der Druckkammer 26 und der Düsenkammer 25 aufgrund des verringerten Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 26, das Nadelventil 22 wird gegen die Drängkraft der Feder 24 durch den Druckunterschied bewegt und von dem Einspritzloch 23 getrennt, und zu dieser Zeit wird das Kraftstoffeinspritzventil 20 in einen Zustand gebracht, in dem der Kraftstoff eingespritzt wird (einen offenen Ventilzustand).
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Ein Drucksensor 41, der ein Signal entsprechend einem Kraftstoffdruck PQ in dem Einlassdurchgang 27 ausgibt, ist an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 einstückig angebracht. Demzufolge ist es im Vergleich zu einem Gerät, das einen Kraftstoffdruck an einer Stelle erfasst, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 entfernt ist, wie beispielsweise den Kraftstoffdruck in der Common Rail 34 (siehe 1), möglich, den Kraftstoffdruck in einem Abschnitt nahe des Einspritzlochs 23 des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu erfassen, und es ist auch möglich, eine Änderung des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 genau zu erfassen, die durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 20 verursacht wird. Es sei angemerkt, dass der Drucksensor 41 für jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 vorgesehen ist, d. h. für jeden der Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind verschiedene Sensoren zum Erfassen eines Betriebszustands als Peripherievorrichtungen in der Brennkraftmaschine 11 vorgesehen. Als die Sensoren sind zusätzlich zu dem Drucksensor 41, der vorstehend beschrieben ist, beispielsweise ein Kurbelsensor 42 zum Erfassen einer Drehphase und einer Drehzahl der Kurbelwelle 12 (einer Maschinendrehzahl NE), und ein Beschleunigersensor 43 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags (eines Beschleunigerbetätigungsbetrags ACC) eines Beschleunigerbetätigungsbauteils (wie eines Beschleunigerpedals) vorgesehen. Darüber hinaus sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 44 zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10, ein Kupplungsschalter 45 zum Erfassen eines Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Betätigung des Kupplungsbetätigungsbauteils, ein Speichermengensensor 46 zum Erfassen einer Menge des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 32 gespeichert ist (einer gespeicherten Kraftstoffmenge SP), vorgesehen. Des Weiteren sind ein Betriebsschalter 47, der eingeschaltet wird, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine 11 gestartet wird, und der ausgeschaltet wird, wenn der Betrieb von dieser gestoppt wird, und dergleichen vorgesehen.
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Darüber hinaus ist als eine Peripherievorrichtung der Brennkraftmaschine 11 beispielsweise eine elektronische Steuerungseinheit 40 vorgesehen, die gestaltet ist, um einen Mikrocomputer zu haben. Die elektronische Steuerungseinheit 40 funktioniert als ein Speicherabschnitt, ein erster Steuerungsabschnitt, ein zweiter Steuerungsabschnitt, ein Schätzabschnitt und ein Berechnungsabschnitt, ruft Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren ab, führt verschiedene Berechnungsarten auf der Basis der Ausgabesignale aus, und führt verschiedene Steuerungen für den Betrieb der Brennkraftmaschine 11, wie eine Antriebssteuerung (die Kraftstoffeinspritzsteuerung) des Kraftstoffeinspritzventils 20, gemäß Berechnungsergebnissen aus.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerung dieser Ausführungsform wird grundsätzlich wie folgt ausgeführt.
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Zuerst wird ein Steuerungssollwert einer Kraftstoffeinspritzmenge (einer angefragten Einspritzmenge TAU) für den Betrieb der Brennkraftmaschine 11 auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags ACC, der Maschinendrehzahl NE und dergleichen berechnet. Dann werden auf der Basis der angefragten Einspritzmenge TAU und der Maschinendrehzahl NE ein Steuerungssollwert einer Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung (angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst) und ein Steuerungssollwert einer Kraftstoffeinspritzzeit (angefragte Einspritzzeit Ttm) berechnet. Als Nächstes wird auf der Basis der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst und der angefragten Einspritzzeit Ttm das Ventilöffnungsantreiben von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 20 ausgeführt. Demzufolge wird eine Menge von Kraftstoff, die für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 geeignet ist, zu der Zeit von jedem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzt und in jeden Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 zugeführt. In dieser Ausführungsform funktioniert die Antriebssteuerung jedes Kraftstoffeinspritzventils 20, die auf der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst und der angefragten Einspritzzeit Ttm basiert, um zu einer Basiseinspritzsteuerung zu korrespondieren.
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In der Kraftstoffeinspritzsteuerung dieser Ausführungsform wird, wenn die Maschinendrehzahl NE in einen vorgeschriebenen Drehzahlbereich aufgrund einer Verzögerung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und der Maschinendrehzahl NE fällt, die durch Aufhebung der Betätigung des Beschleunigerbetätigungsbauteils bewirkt wird (der Beschleunigerbetätigungsbetrag ACC = „0“), eine Steuerung zum temporären Stoppen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung für den Betrieb der Brennkraftmaschine 11 (sogenannte Kraftstoffunterbrechungssteuerung) ausgeführt.
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Darüber hinaus sind in der Kraftstoffeinspritzsteuerung dieser Ausführungsform drei Bereiche, in denen die Cetanzahl des Kraftstoffs niedrig (ein niedriger Cetanzahlbereich), mittel (ein mittlerer Cetanzahlbereich) und hoch (ein hoher Cetanzahlbereich) ist, festgelegt, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in einem Ausführungsmodus ausgeführt, der sich durch die Bereiche ändert. Beispielsweise ist die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst zu einer Vorauseilseite festgelegt, wenn die Cetanzahl in dem niedrigen Bereich ist. Im Speziellen ist für jeden der drei Cetanzahlbereiche eine Beziehung zwischen dem Maschinenbetriebszustand, der durch die angefragte Einspritzmenge TAU und die Maschinendrehzahl NE bestimmt ist, und der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst, die für den Cetanzahlbereich geeignet ist, im Voraus durch verschiedene Experimente und Simulationsergebnisse erhalten, und solche Beziehungen sind als Berechnungskennfelder (ML, MM, MH) in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert. Dann wird auf der Basis der angefragten Einspritzmenge TAU und der Maschinendrehzahl NE zu der Zeit die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst von dem Berechnungskennfeld ML, wenn der niedrige Cetanzahlbereich vorliegt, von dem Berechnungskennfeld MM, wenn der mittlere Cetanzahlbereich vorliegt, und von dem Berechnungskennfeld MH berechnet, wenn der hohe Cetanzahlbereich vorliegt.
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Wenn die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist, tritt ein Fehler in der Ausführungszeitabstimmung oder der Einspritzmenge aufgrund eines anfänglichen individuellen Unterschieds, eines Alterns oder dergleichen des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf. Solch ein Fehler ist unerwünscht, weil er ein Ausgabemoment der Brennkraftmaschine 11 ändern kann. Somit wird in dieser Ausführungsform, um die Kraftstoffeinspritzung von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 20, die zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 korrespondiert, in geeigneter Weise auszuführen, eine Erfassungszeitwellenform einer Kraftstoffeinspritzrate auf der Basis des Kraftstoffdrucks PQ gebildet, der durch den Drucksensor 41 erfasst wird, und der Korrekturprozess wird ausgeführt, um die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst und die angefragt Einspritzzeit Ttm auf der Basis der Erfassungszeitwellenform zu korrigieren. Der Korrekturprozess wird für jeden Zylinder 16 in der Brennkraftmaschine 11 ausgeführt.
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Der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 schwankt in Verbindung mit dem Öffnungs-/Schließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 20 derart, dass er sich verringert, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 20 geöffnet wird, und sich anschließend erhöht, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 20 geschlossen wird. Demzufolge ist es möglich, eine tatsächliche Betriebseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils 20 (wie beispielsweise die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, die Anfangszeitabstimmung des Ventilöffnungsbetriebs, die Anfangszeitabstimmung des Ventilschließbetriebs) durch Überwachung einer Schwankungswellenform des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung genau zu erfassen. Deshalb ist es möglich, die Kraftstoffzeitabstimmung und die Kraftstoffeinspritzmenge, die zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 korrespondieren, durch Korrigieren der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst und der angefragten Einspritzzeit Ttm auf der Basis der tatsächlichen Betriebseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils 20 genau festzulegen, wie vorstehend beschrieben ist.
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Der vorstehend beschriebene Korrekturprozess wird nachstehend im Detail beschrieben.
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Zuerst wird ein Ablauf beschrieben, um einen Schwankungsmodus des Kraftstoffdrucks (die Erfassungszeitwellenform der Kraftstoffeinspritzrate in dieser Ausführungsform) während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung zu erzeugen.
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3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Übergang des Kraftstoffdrucks PQ und der Erfassungszeitwellenform der Kraftstoffeinspritzrate.
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Wie in 3 gezeigt ist, werden die Anfangszeitabstimmung des Ventilöffnungsbetriebs (Ventilöffnungsbetriebanfangszeitabstimmung Tos) des Kraftstoffeinspritzventils 20 (im Speziellen eine Bewegung des Nadelventils 22 zu einer Ventilöffnungsseite), eine Zeitabstimmung, bei der die Kraftstoffeinspritzrate das Maximum erreicht (Maximaleinspritzratenerreichzeitabstimmung Toe), eine Zeitabstimmung, bei der eine Abnahme der Kraftstoffeinspritzrate beginnt (Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcs), und eine Zeitabstimmung, bei der der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 20 (im Speziellen eine Bewegung des Nadelventils 22 zu einer Schließseite) beendet ist (Ventilschließbetriebsbeendigungszeitabstimmung Tce), in dieser Ausführungsform erfasst.
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Zuerst wird ein Durchschnittswert des Kraftstoffdrucks PQ in einer vorgeschriebenen Zeitspanne T1, die unmittelbar vor dem Anfang des Ventilöffnungsbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils 20 ist, berechnet, und der Durchschnittswert wird als ein Referenzdruck Pbs gespeichert. Der Referenzdruck Pbs wird als ein Druck verwendet, der dem Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 entspricht, wenn das Ventil geschlossen ist.
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Als Nächstes wird ein Wert, der durch Subtrahieren eines vorgeschriebenen Drucks P1 von dem Referenzdruck Pbs erhalten wird, als ein Betriebsdruck Pac (= Pbse - P1) berechnet. Der vorgeschriebene Druck P1 entspricht einer Änderung des Kraftstoffdrucks PQ, die durch ein Ventilöffnungsantreiben oder ein Ventilschließantreiben des Kraftstoffeinspritzventils 20 ungeachtet davon erzeugt wird, ob das Nadelventil 22 in einer Ventilschließposition ist, d. h. einer Änderung des Kraftstoffdrucks PQ, die nicht zu der Bewegung des Nadelventils 22 beiträgt.
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Dann wird ein Differenzialwert der ersten Ordnung d(PQ)/dt des Kraftstoffdrucks PQ nach der Zeit für eine Zeitspanne berechnet, in der der Kraftstoffdruck PQ unmittelbar nach dem Anfang der Kraftstoffeinspritzung abnimmt. Als Nächstes wird eine Tangente L1 einer Zeitwellenform des Kraftstoffdrucks PQ an einem Punkt, an dem der Differenzialwert der ersten Ordnung der kleinste ist, d. h. an einem Punkt, an dem ein Abwärtsgradient des Kraftstoffdrucks PQ der steilste ist, berechnet, und ein Schnittpunkt A zwischen der Tangente L1 und dem Betriebsdruck Pac wird berechnet. Eine Zeitabstimmung, die zu einem Punkt AA korrespondiert, bei dem der Schnittpunkt A für eine Erfassungsverzögerung des Kraftstoffdrucks PQ zeitlich nach hinten verschoben ist, was nachstehend beschrieben wird, wird als die Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tos identifiziert. Es sei angemerkt, dass die Erfassungsverzögerung einer Zeitspanne für eine Verzögerung einer Zeitabstimmung der Änderung des Kraftstoffdrucks PQ in Bezug auf eine Druckänderungszeitabstimmung der Düsenkammer 25 (siehe 2) in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 entspricht und eine Verzögerung ist, die durch eine Distanz zwischen der Düsenkammer 25 und dem Drucksensor 41 oder dergleichen verursacht wird.
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Zusätzlich wird ein Differenzialwert der ersten Ordnung des Kraftstoffdrucks PQ für eine Zeitspanne berechnet, in der sich der Kraftstoffdruck PQ verringert und dann erhöht, unmittelbar nach dem Anfang der Kraftstoffeinspritzung. Dann wird eine Tangente L2 der Zeitwellenform des Kraftstoffdrucks PQ bei einem Punkt, bei dem der Differenzialwert der ersten Ordnung der größte ist, d. h. bei einem Punkt, bei dem ein Aufwärtsgradient des Kraftstoffdrucks PQ der steilste ist, berechnet, und ein Schnittpunkt B zwischen der Tangente L2 und dem Betriebsdruck Pac wird berechnet. Eine Zeitabstimmung, die zu einem Punkt BB korrespondiert, bei dem der Schnittpunkt B für die Erfassungsverzögerung zeitlich nach hinten verschoben ist, wird als die Ventilschließbetriebsbeendigungszeitabstimmung Tce identifiziert.
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Des Weiteren wird ein Schnittpunkt C zwischen der Tangente L1 und der Tangente L2 berechnet, und ein Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck PQ und dem Betriebsdruck Pac an dem Schnittpunkt C (virtuelle Druckabnahme ΔP [= Pac - PQ]) wird berechnet. Eine virtuelle maximale Kraftstoffeinspritzrate VRt (= ΔP × G1) wird durch Multiplizieren der virtuellen Druckabnahme ΔP mit einer Verstärkung G1 berechnet, die auf der Basis der angefragten Einspritzmenge TAU festgelegt ist. Darüber hinaus wird eine maximale Einspritzrate Rt (= VRt × G2) durch Multiplizieren der virtuellen maximalen Kraftstoffeinspritzrate VRt mit einer Verstärkung G2 berechnet, die auf der Basis der angefragten Einspritzmenge TAU festgelegt ist.
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Dann wird eine Zeitabstimmung CC, bei der der Schnittpunkt C für die Erfassungsverzögerung zeitlich nach hinten verschoben ist, berechnet, und ein Punkt D, bei dem die virtuelle maximale Kraftstoffeinspritzrate VRt zu der Zeitabstimmung CC erhalten wird, wird identifiziert. Eine Zeitabstimmung, die einem Schnittpunkt E zwischen der maximalen Einspritzrate Rt und einer geraden Linie L3 zum Verbinden des Punkts D und der Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tos (im Speziellen ein Punkt, bei dem die Kraftstoffeinspritzrate zu der Zeitabstimmung Tos „0“ wird) entspricht, wird als die Maximaleinspritzratenerreichzeitabstimmung Toe identifiziert.
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Darüber hinaus wird eine Zeitabstimmung, die einem Schnittpunkt F zwischen der maximalen Einspritzrate Rt und einer geraden Linie L4 zum Verbinden des Punkts D und der Ventilschließbetriebsbeendigungszeitabstimmung Tce (im Speziellen ein Punkt, bei dem die Kraftstoffeinspritzrate zu der Zeitabstimmung Tce „0“ wird) entspricht, als die Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcs identifiziert.
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Des Weiteren wird die Zeitwellenform in einer Trapezform, die durch die Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tos, die Maximaleinspritzratenerreichzeitabstimmung Toe, die Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcs, die Ventilschließbetriebsbeendigungszeitabstimmung Tce und die maximale Einspritzrate Rt gebildet wird, als die Erfassungszeitwellenform der Kraftstoffeinspritzrate in der Kraftstoffeinspritzung verwendet.
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Als Nächstes wird mit Bezug auf 4 und 5 eine detaillierte Beschreibung eines Prozessablaufs des Prozesses (des Korrekturprozesses) gegeben, um die verschiedenen Steuerungssollwerte der Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis der Erfassungszeitwellenform zu korrigieren.
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4 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines bestimmten Prozessablaufs des Korrekturprozesses. Eine Reihe von Prozessschritten, die in dem Flussdiagramm gezeigt sind, zeigen konzeptionell einen Ausführungsablauf des Korrekturprozesses, und der tatsächliche Prozess wird durch die elektronische Steuerungseinheit 40 als ein Unterbrechungsprozess für jeden vorgeschriebenen Zyklus ausgeführt. Zusätzlich zeigt 5 ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Erfassungszeitwellenform und der Basiszeitwellenform, die nachstehend beschrieben wird.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird in dem Korrekturprozess zuerst die Erfassungszeitwellenform während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung auf der Basis des Kraftstoffdrucks PQ erzeugt, wie vorstehend beschrieben ist (ein Schritt S101). Dann wird auf der Basis des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 11, wie dem Beschleunigerbetätigungsbetrag ACC und der Maschinendrehzahl NE, ein Basiswert für die Zeitwellenform (die Basiszeitwellenform) der Kraftstoffeinspritzrate während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung festgelegt (ein Schritt S102). In dieser Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 und der Basiszeitwellenform, die für den Betriebszustand geeignet ist, im Voraus von dem Experiment oder Simulationsergebnis erhalten und in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert. In dem Prozess des Schritts S102 wird die Basiszeitwellenform von der vorstehenden Beziehung auf der Basis des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 11 zu der Zeit festgelegt.
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Wie in 5 gezeigt ist, wird als die vorstehende Basiszeitwellenform (eine gestrichelte Linie) eine trapezförmige Zeitwellenform festgelegt, die durch eine Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tosb, eine Maximaleinspritzratenerreichzeitabstimmung Toeb, eine Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcsb, eine Ventilschließbetriebsbeendigungszeitabstimmung Tceb und eine maximale Einspritzrate definiert ist.
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Die Basiszeitwellenform und die Erfassungszeitwellenform (eine durchgehende Linie) werden dann verglichen, und auf der Basis eines Vergleichsergebnisses werden ein Korrekturterm K1 zum Korrigieren des Steuerungssollwerts (der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst) zu der Anfangszeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzung und ein Korrekturterm K2 zum Korrigieren des Steuerungssollwerts (der angefragten Einspritzzeit Ttm) während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung berechnet. Im Speziellen wird ein Unterschied ΔTos (= Tosb - Tos) zwischen der Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tosb in der Basiszeitwellenform und der Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tos in der Erfassungszeitwellenform berechnet, und der Unterschied ΔTos wird als der Korrekturterm K1 gespeichert (ein Schritt S103 in 4). Darüber hinaus wird ein Unterschied ΔTcs (= Tcsb - Tcs) zwischen der Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcsb in der Basiszeitwellenform (5) und der Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcs in der Erfassungszeitwellenform berechnet, und der Unterschied ΔTcs wird als der Korrekturterm K2 gespeichert (ein Schritt S104 in 4).
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Nachdem jeder der Korrekturterme K1, K2 berechnet worden ist, wie vorstehend beschrieben ist, wird der Prozess beendet.
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Zur Ausführung der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird ein Wert, bei dem die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst durch den Korrekturterm K1 korrigiert ist (in dieser Ausführungsform ein Wert, bei dem der Korrekturterm K1 zu der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst hinzugefügt ist), als die endgültige angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst berechnet. Weil der Unterschied zwischen der Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tosb in der Basiszeitwellenform und der Ventilöffnungsbetriebsanfangszeitabstimmung Tos in der Erfassungszeitwellenform auf einen kleinen Grad durch Berechnen der angefragten Einspritzzeitabstimmung Tst, wie vorstehend beschrieben ist, unterdrückt werden kann, ist es möglich, die Anfangszeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzung, die zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 korrespondiert, genau festzulegen.
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Darüber hinaus wird ein Wert, bei dem die angefragte Einspritzzeit Ttm durch den Korrekturterm K2 korrigiert ist (in dieser Ausführungsform ein Wert, bei dem der Korrekturterm K2 zu der angefragten Einspritzzeit Ttm hinzugefügt ist), als die endgültige angefragte Einspritzzeit Ttm berechnet. Weil der Unterschied zwischen der Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcsb in der Basiszeitwellenform und der Einspritzratenabnahmeanfangszeitabstimmung Tcs in der Erfassungszeitwellenform auf den kleinen Grad durch Berechnen der angefragten Einspritzzeit Ttm, wie vorstehend beschrieben ist, unterdrückt werden kann, ist es möglich, die Zeitabstimmung genau festzulegen, zu der eine Abnahme der Kraftstoffeinspritzrate während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung beginnt, und die zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 korrespondiert.
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Wie vorstehend beschrieben ist, ist es in dieser Ausführungsform, weil die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst und die angefragte Einspritzzeit Ttm auf der Basis eines Unterschieds zwischen der tatsächlichen Betriebseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils 20 (im Speziellen der Erfassungszeitwellenform) und der vorbestimmten Basisbetriebseigenschaft (im Speziellen der Basiszeitwellenform) korrigiert werden, möglich, einen Unterschied zwischen der tatsächlichen Betriebseigenschaft und der Basisbetriebseigenschaft (der Betriebseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils mit einer Standardeigenschaft) des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu unterdrücken. Somit können die Einspritzzeitabstimmung und die Einspritzmenge von jedem Kraftstoffeinspritzventil 20 während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung in geeigneter Weise festgelegt werden, um zu dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 zu korrespondieren.
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In dieser Ausführungsform wird eine Steuerung (der Indexwerterfassungsprozess) ausgeführt, um den Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs zu erfassen, der in der Brennkraftmaschine 11 verbrannt wird. Die Übersicht des Indexwerterfassungsprozesses wird nachstehend beschrieben.
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In dem Indexwerterfassungsprozess werden Ausführungsbedingungen, die eine Bedingung umfassen, in der die vorstehend beschriebene Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird ([Bedingung 1], die nachstehend beschrieben wird), festgelegt. Wenn die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, wird die Kraftstoffeinspritzung für die Brennkraftmaschine 11 mit einer vorbestimmten vorgeschriebenen kleinen Menge FQ (beispielsweise mehrere Kubikmillimeter) ausgeführt, und ein Indexwert des Ausgabemoments der Brennkraftmaschine 11 (ein Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der nachstehend beschrieben wird), der in Verbindung mit der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, wird als der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs erfasst. Ein größerer Wert wird für den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE erfasst, wenn das größere Ausgabemoment in der Brennkraftmaschine 11 erzeugt wird.
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Wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, groß ist, wird der Kraftstoff leichter gezündet, und eine Menge des verbleibenden Kraftstoffs, der zu verbrennen ist, wird verringert; deshalb erhöht sich ein Maschinenmoment, das in Verbindung mit der Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird. Bei einer Schätzsteuerung dieser Ausführungsform wird der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs auf der Basis solch einer Beziehung zwischen der Cetanzahl des Kraftstoffs und dem Ausgabemoment der Brennkraftmaschine 11 erfasst.
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Eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsablaufs des Indexwerterfassungsprozesses wird nachstehend gegeben.
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6 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines bestimmten Ausführungsablaufs des vorstehenden Indexwerterfassungsprozesses. Eine Abfolge von Prozessschritten, die in dem Flussdiagramm gezeigt sind, zeigt konzeptionell den Ausführungsablauf des Indexwerterfassungsprozesses, und der tatsächliche Prozess wird durch die elektronische Steuerungseinheit 40 als der Unterbrechungsprozess für jeden vorgeschriebenen Zyklus ausgeführt.
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Wie in 6 gezeigt ist, wird in diesem Prozess zuerst bestimmt, ob die Ausführungsbedingungen erfüllt sind (ein Schritt S201). Hier wird bestimmt, dass die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, falls folgende Bedingungen [Bedingung 1] bis [Bedingung 3] alle erfüllt sind.
- [Bedingung 1] Die Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird ausgeführt.
- [Bedingung 2] Der Kupplungsmechanismus 13 trennt die Kurbelwelle 12 operativ von dem manuellen Getriebe 14. Im Speziellen ist das Kupplungsbetätigungsbauteil betätigt.
- [Bedingung 3] Der Korrekturprozess wird in angemessener Weise ausgeführt. Im Speziellen ist jeder von den Korrekturtermen K1, K2, die in dem Korrekturprozess berechnet werden, weder ein oberer Grenzwert noch ein unterer Grenzwert.
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Falls die Ausführungsbedingungen nicht erfüllt sind (der Schritt S201: NEIN), werden die folgenden Prozessschritte, d. h. die Prozessschritte zum Erfassen des Cetanzahlindexwerts des Kraftstoffs, nicht ausgeführt, und der Prozess wird beendet.
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Falls die Ausführungsformen erfüllt sind, nachdem der Prozessschritt wiederholt ausgeführt worden ist (der Schritt S201: JA), wird die Ausführung des Prozesses zum Erfassen des Cetanzahlindexwerts des Kraftstoffs begonnen.
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Im Speziellen werden der vorbestimmte Steuerungssollwert der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung (eine Solleinspritzzeitabstimmung TQst) und der vorbestimmte Steuerungssollwert der Kraftstoffeinspritzzeit (eine Solleinspritzzeit TQtm) zuerst durch die Korrekturterme K1, K2 korrigiert, die in dem vorstehend beschriebenen Korrekturprozess in 4 und 5 berechnet worden sind (ein Schritt S202 von 6). Im Detail wird ein Wert, bei dem der Korrekturterm K1 zu der Solleinspritzzeitabstimmung TQst hinzugefügt ist, als die neue Solleinspritzzeitabstimmung TQst festgelegt, und ein Wert, bei dem der Korrekturterm K2 zu der Solleinspritzzeit TQtm hinzugefügt ist, wird als die neue Solleinspritzzeit TQtm festgelegt.
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Dann wird die Antriebssteuerung des Kraftstoffseinspritzventils 20, die auf der Solleinspritzzeitabstimmung TQst und der Solleinspritzzeit TQtm basiert, ausgeführt, und die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 wird ausgeführt (ein Schritt S203). Durch solch eine Antriebssteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 20 wird die vorgeschriebene Menge FQ des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zu der Zeitabstimmung eingespritzt, um eine Schwankung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu unterdrücken. In dieser Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzung in dem Prozess des Schritts S203 durch Verwenden eines Vorbestimmten der mehreren Kraftstoffeinspritzventile 20 ausgeführt (in dieser Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 20, das an einem Zylinder 16[#1] angebracht ist). Des Weiteren werden Werte, die berechnet sind, um zu dem Vorbestimmten der Kraftstoffeinspritzventile 20 zu korrespondieren (in dieser Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 20, das an dem Zylinder 16[#1] befestigt ist), als die Korrekturterme K1, K2 verwendet, die in diesem Prozess verwendet werden. In dieser Ausführungsform funktioniert die Antriebssteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 20, die auf der Solleinspritzzeitabstimmung TQst und der Solleinspritzzeit TQtm in dem Prozess des Schritts S203 basiert, um einer Nebeneinspritzsteuerung zu entsprechen.
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Als Nächstes wird, nachdem der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE erfasst ist und als ein Indexwert des Ausgabemoments der Brennkraftmaschine 11 gespeichert ist, das in Verbindung mit der Kraftstoffeinspritzung der vorgeschriebenen Menge FQ erzeugt wird (ein Schritt S204), der Prozess beendet. Der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE wird im Speziellen wie folgt erfasst. Wie in 7 gezeigt ist, wird in dem Gerät gemäß dieser Ausführungsform die Maschinendrehzahl NE bei jeder vorgeschriebenen Zeit erfasst, und ein Unterschied ΔNE (= NE - NEi) zwischen der Maschinendrehzahl NE und der Maschinendrehzahl NEi, die mehrere Male zuvor erfasst wird (in dieser Ausführungsform drei Male zuvor), wird für jede Erfassung berechnet. Dann wird ein integrierter Wert der Änderung des Unterschieds ΔNE, der durch die Ausführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird (ein Wert, der einem schraffierten Bereich in 7 entspricht), berechnet, und der integrierte Wert wird als der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE gespeichert. Weil gezeigte Übergänge der Maschinendrehzahl NE und des Unterschieds ΔNE in 7 vereinfacht sind, um ein Verständnis des Verfahrens des Berechnens des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu fördern, unterscheiden sie sich geringfügig von den tatsächlichen Übergängen.
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In dieser Ausführungsform wird grundsätzlich einer von dem niedrigen Cetanzahlbereich, dem mittleren Cetanzahlbereich und dem hohen Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE identifiziert, der durch den Indexwerterfassungsprozess erfasst wird, und der identifizierte Bereich wird in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert. Im Speziellen wird bestimmt, dass der niedrige Cetanzahlbereich vorliegt, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert PL (ΣΔNE < PL), es wird bestimmt, dass der mittlere Cetanzahlbereich vorliegt, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE der vorgeschriebene Wert PL oder größer und kleiner als ein vorgeschriebener Wert PH ist (PL ≤ ΣΔNE < PH), und es wird bestimmt, dass der hohe Cetanzahlbereich vorliegt, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE der vorgeschriebene Wert PH oder größer ist (ΣΔNE ≥ PH). Dann wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der für den auf diese Weise identifizierten Cetanzahlbereich geeignet ist.
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Hier in dieser Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzung, um den Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs zu erfassen, nur ausgeführt, wenn die vorstehend beschriebenen Ausführungsbedingungen erfüllt sind; deshalb bleibt die Cetanzahl des Kraftstoffs, selbst falls der Kraftstoff gefördert wird und die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 sich ändert, nicht ungeschätzt, solange die Ausführungsbedingungen nicht erfüllt sind.
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In diesem Fall, falls vor der Kraftstoffförderung und bevor der Kraftstoff mit der relativ kleinen Cetanzahl gefördert wird bestimmt wird, dass der hohe Cetanzahlbereich vorliegt, wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der für den hohen Cetanzahlbereich geeignet ist, trotz der Tatsache, dass die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 verringert ist und dass die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, auf diese Weise verringert wird. In diesem Fall wird nicht nur der Verbrennungszustand des Kraftstoffs in dem Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 verschlechtert, sondern dies führt auch zu einem Auftreten einer Fehlzündung.
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In dieser Ausführungsform, weil [Bedingung 1] in den vorstehenden Ausführungsbedingungen umfasst ist, wird der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs nur während der Ausführung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung erfasst, d. h. in einem begrenzten Umstand, wo die Maschinendrehzahl NE in den vorgeschriebenen Drehzahlbereich während einer Verzögerung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und der Maschinendrehzahl NE fällt. Demzufolge gibt es einen Fall, in dem die Ausführungsbedingungen für eine lange Zeit nicht erfüllt sind, wie einen Fall, in dem die Brennkraftmaschine 11 nach der Kraftstoffförderung gestartet wird und in einem Leerlaufbetriebszustand verbleibt, oder einen Fall, in dem unmittelbar nach der Kraftstoffförderung ein Hochgeschwindigkeitsfahren auf einer Autobahn andauert, und es ist wahrscheinlich, dass ein Grad eines Einflusses auf das Auftreten der Fehlzündung, die durch die Kraftstoffförderung mit der niedrigen Cetanzahl verursacht wird, signifikant wird.
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In Anbetracht solch eines Umstands wird in dieser Ausführungsform, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung (im Speziellen ein Wert, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert) in einem Fall, in dem der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl von Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, gefördert wird, als ein temporärer Indexwert VS berechnet. Dann wird der Prozess des Identifizierens des Cetanzahlbereichs durch Verwenden des temporären Indexwerts VS als ein Identifikationsparameter statt des Verwendens des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, als der Identifikationsparameter ausgeführt. Der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl von einem Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, kann in Anbetracht von allen Kraftstofftypen bestimmt werden, die in einer Region verteilt werden, in der ein Betrieb des Fahrzeugs 10 erwartet wird, oder kann in Anbetracht von allen Kraftstofftypen bestimmt werden, die in allen Regionen verteilt werden. In dieser Ausführungsform funktioniert der temporäre Indexwert VS als eine temporäre geschätzte Kraftstoffeigenschaft.
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Selbst wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 durch die Kraftstoffförderung verringert wird, ist es demzufolge möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der vor der Vorderkraftstoffförderung berechnet und gespeichert wird, d. h. ein Wert, der eine relativ hohe Cetanzahl anzeigt, für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dieser Ausführungsform, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, im Vergleich zu dem ersten Ausführungsmodus, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem zweiten Ausführungsmodus ausgeführt, der auf dem temporären Indexwert VS basiert, d. h. in dem Ausführungsmodus, in dem dem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine 11 mehr Wichtigkeit eingeräumt ist. Deshalb ist es trotz der Tatsache, dass sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, nach der Kraftstoffförderung unmittelbar ändert, durch die Ausführung der Kraftstoffeinspritzsteuerung, die auf dem temporären Indexwert VS basiert, möglich, zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird auf der Basis des temporären Indexwerts VS ausgeführt, d. h. des Cetanzahlindexwerts des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung in dem Fall, in dem der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl von einem Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, gefördert wird. Demzufolge kann, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung unter einer Annahme ausgeführt werden, dass der Kraftstoff mit der gleichen Cetanzahl wie oder der geringeren Cetanzahl als die Cetanzahl des Kraftstoffs, die tatsächlich zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird. Weil der Verbrennungszustand des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine 11 niemals verschlechtert wird, sondern nur verbessert wird im Vergleich zu dem geschätzten Verbrennungszustand, kann in diesem Fall das Auftreten der Fehlzündung, die durch eine Verschlechterung des Brennungszustands verursacht wird, in günstiger Weise verhindert werden. Selbst wenn der Kraftstoff mit der niedrigen Cetanzahl in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, ist es deshalb möglich, das Auftreten der Fehlzündung zu verhindern, die durch die Kraftstoffförderung verursacht werden kann.
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Nachstehend werden ein Prozess des Berechnens des temporären Indexwerts VS und ein Prozess des Ausführens der Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des temporären Indexwerts VS im Detail beschrieben.
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Zuerst wird der Prozess des Berechnens des temporären Indexwerts VS beschrieben (der Prozess zum Berechnen des temporären Indexwerts.)
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8 zeigt einen Ausführungsablauf des vorstehenden Prozesses zum Berechnen des temporären Indexwerts. Eine Reihe von Prozessschritten, die in dem Flussdiagramm der Zeichnung gezeigt sind, wird durch die elektronische Steuerungseinheit 40 als der Unterbrechungsprozess für jeden vorgeschriebenen Zyklus ausgeführt.
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Wie in 8 gezeigt ist, wird in diesem Prozess zuerst bestimmt, ob ein Förderflag eingeschaltet ist (ein Schritt S301). Das Förderflag ist ein Flag, das eingeschaltet wird, wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, und das ausgeschaltet wird, wenn eine Berechnung des temporären Indexwerts VS abgeschlossen ist. Dass der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, wird wie folgt bestimmt. In dieser Ausführungsform wird die gespeicherte Kraftstoffmenge SP, die durch den Speichermengensensor 46 während eines AUS-Betriebs des Betriebsschalters 47 erfasst wird, als eine Kraftstoffmenge gespeichert, die in dem Kraftstofftank 32 zu Anfang der Kraftstoffförderung gespeichert ist (eine Vorförderspeichermenge V1). Darüber hinaus wird die gespeicherte Kraftstoffmenge SP, die durch den Speichermengensensor 46 während eines AN-Betriebs des Betriebsschalters 47 erfasst wird, als eine Kraftstoffmenge verwendet, die in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung gespeichert ist (eine Nachförderspeichermenge VP). Dann werden während des AN-Betriebs des Betriebsschalters 47 eine Menge des Kraftstoffs, der in den Kraftstofftank 32 gefördert wird (eine Kraftstofffördermenge V2 [= VP - V1]) und eine Speichermengenänderungsrate RP (= VP/V1) von der Vorförderspeichermenge V1 und der Nachförderspeichermenge VP berechnet. Es wird bestimmt, dass der Kraftstoff gefördert wird, wenn die Kraftstofffördermenge V2 eine vorgeschriebene Menge oder größer ist, oder wenn die Speichermengenänderungsrate RP ein vorgeschriebener Wert oder höher ist.
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Als Nächstes, falls bestimmt wird, dass das Förderflag eingeschaltet ist (der Schritt S301: JA) wird der Prozess des Berechnens des temporären Indexwerts VS ausgeführt (ein Schritt S302). In diesem Prozess wird der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der während des AN-Betriebs des Betriebsschalters
47 gespeichert wird, als ein Indexwert S1 der Cetanzahl des Kraftstoffs verwendet, der vor der Kraftstoffförderung in dem Kraftstofftank
32 gespeichert ist. Dann wird auf der Basis des Indexwerts S1, einer Menge des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank
32 zu Anfang der Kraftstoffförderung gespeichert ist (die Vorförderspeichermenge V1), einer Menge des Kraftstoffs, die in den Kraftstofftank
32 gefördert wird (die Kraftstofffördermenge V2), und eines vorbestimmten vorgeschriebenen Cetanzahlindexwerts S2, ein Wert, der eine folgende Beziehungsgleichung erfüllt, als der temporäre Indexwert Vs berechnet.
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Im Speziellen ist eine Beziehung zwischen der Vorförderspeichermenge V1, der Kraftstofffördermenge V2 und dem temporären Indexwert VS, wie in 9 gezeigt ist, für jeden Indexwert S1 definiert und in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert, und der temporäre Indexwert VS wird von diesen Beziehungen berechnet (ein Berechnungskennfeld). Es sei angemerkt, dass der vorgeschriebene Cetanzahlindexwert S2 ein Indexwert der niedrigsten Cetanzahl von den Cetanzahlen von Kraftstoff ist, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird (im Speziellen ein Wert, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert).
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Wenn der temporäre Indexwert VS berechnet wird, wie vorstehend beschrieben ist (ein Schritt S302), wird das Förderflag ausgeschaltet (ein Schritt S303), und der Prozess wird beendet. Wenn nicht anschließend das Förderflag in einem Zustand eingeschaltet wird, in dem der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird (der Schritt S301: NEIN), wird der temporäre Indexwert VS nicht berechnet.
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Weil der temporäre Indexwert VS berechnet wird, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung unter einer Annahme geschätzt werden, dass die Cetanzahl des Kraftstoffs, der in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, dem vorgeschriebenen Wert entspricht. Demzufolge ist es möglich, durch Definieren eines geeigneten Werts als den vorstehenden vorgeschriebenen Wert einen unteren Grenzindexwert innerhalb eines Schwankungsbereichs der Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung als den temporären Indexwert VS zu berechnen. In dieser Ausführungsform wird der Indexwert der niedrigsten Cetanzahl (eine schlechteste Kraftstoffeigenschaft) von den Cetanzahlen von Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, als der vorgeschriebene Cetanzahlindexwert S2 verwendet. Somit ist es möglich, als den temporären Indexwert VS einen Wert zu berechnen, der zu der Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung in dem Fall korrespondiert, in dem der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl von Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, gefördert wird. Deshalb ist es auf der Basis des temporären Indexwerts VS möglich, einen Grad einer möglichen Verringerung der Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung zu erfassen.
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Des Weiteren kann in einem Fall, in dem der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE unmittelbar nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 neu berechnet wird, falls die Verbrennungssteuerung, die zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, unter einer Annahme ausgeführt wird, dass der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE zu der tatsächlichen Cetanzahl des Kraftstoffs korrespondiert, die folgende Schwierigkeit auftreten.
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Wenn die Cetanzahl des gespeicherten Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 aufgrund der Kraftstoffförderung geändert wird, ändert sich die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstoffrohr (im Speziellen in dem Abzweigdurchgang 31a, der Common Rail 34 und dem Zufuhrdurchgang 31b), d. h. die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zuzuführen ist, allmählich von der Cetanzahl des gespeicherten Kraftstoffs vor der Kraftstoffförderung zu der Cetanzahl des gespeicherten Kraftstoffs nach der Kraftstoffförderung. Selbst wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in einer Zeitspanne neu berechnet wird und gespeichert wird, in der sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, aufgrund der Kraftstoffförderung ändert (nachstehend eine Mischzeitspanne), ist es demzufolge wahrscheinlich, dass ein Unterschied zwischen dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, und einem Wert, der zu der tatsächlichen Cetanzahl korrespondiert, durch die Änderung der Cetanzahl nach der Zeitspanne erzeugt wird.
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Falls die Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der Mischzeitspanne berechnet wird, ausgeführt wird, verschlechtert sich der Verbrennungszustand des Kraftstoffs in Abhängigkeit einer Richtung oder einer Größe des Unterschieds, und der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 kann instabil werden. Im Speziellen, wenn der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert wird, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, der höhere Cetanzahlbereich ist als der, der zu der tatsächlichen Cetanzahl korrespondiert, wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu der höheren Cetanzahl als die tatsächliche Cetanzahl korrespondiert; deshalb kann der Verbrennungszustand des Kraftstoffs instabil werden.
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In Anbetracht solch eines Umstands wird in dieser Ausführungsform, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE durch den Indexwerterfassungsprozess (siehe 6) in der vorstehenden Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung ausgeführt, während die Widerspiegelung des gespeicherten Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung beschränkt wird. Mit anderen Worten gesagt wird der Ausführungsmodus der Kraftstoffeinspritzsteuerung nicht einfach zu dem Ausführungsmodus umgeschaltet, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, der zu dieser Zeit berechnet wird, sondern die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, in dem dem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine 11 mehr Wichtigkeit gegeben ist, während die Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE beschränkt wird. Demzufolge ist es möglich, den instabilen Maschinenbetriebszustand aufgrund eines Umschaltens des Ausführungsmodus der Kraftstoffeinspritzsteuerung zu dem Ausführungsmodus zu verhindern, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, der in der vorstehenden Mischzeitspanne berechnet wird. Deshalb ist es möglich, den stabilen Maschinenbetrieb unmittelbar nach der Kraftstoffförderung in den Kraftstofftank 32 zu realisieren.
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Nachstehend wird ein Prozess des Identifizierens des Cetanzahlbereichs beschrieben, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird (der Cetanzahlbereichidentifikationsprozess).
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10 zeigt einen Ausführungsablauf des Cetanzahlbereichidentifikationsprozesses. Eine Reihe von Prozessschritten, die in dem Flussdiagramm der Zeichnung gezeigt sind, wird durch die elektronische Steuerungseinheit 40 als der Unterbrechungsprozess für jeden vorgeschriebenen Zyklus ausgeführt.
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Wie in 10 gezeigt ist, wird in diesem Prozess zuerst bestimmt, ob die Mischzeitspanne vorliegt, d. h. eine Zeitspanne, in der sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, aufgrund des Förderns des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 ändert (ein Schritt S401). Im Speziellen wird bestimmt, dass die Mischzeitspanne vorliegt, falls ein integrierter Wert ΣQ der Kraftstoffeinspritzmenge nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 kleiner ist als eine vorgeschriebene Menge. In dieser Ausführungsform wird eine Kraftstoffverbrauchsmenge im Voraus auf der Basis des Experiments oder Simulationsergebnisses derart berechnet, dass der gesamte Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr (im Speziellen dem Abzweigdurchgang 31a, der Common Rail 34 und dem Zufuhrdurchgang 31b) zum Zuführen des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 zu der Brennkraftmaschine 11 durch den Kraftstoff ersetzt ist, der von dem Kraftstofftank 32 zu dem Kraftstoffrohr nach der Kraftstoffförderung druckgefördert wird. Die Kraftstoffverbrauchsmenge wird dann als die vorstehende vorgeschriebene Menge in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht in dieser Ausführungsform eine Zeitspanne, bis der Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr durch den Kraftstoff ersetzt ist, der von dem Kraftstofftank 32 zu dem Kraftstoffrohr nach der Kraftstoffförderung druckgefördert wird, der Mischzeitspanne.
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Dann werden, falls der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird und die Mischzeitspanne vorliegt (der Schritt S401: JA), und falls der Cetanzahlbereich auf der Basis des temporären Indexwerts VS zu dieser Zeit nicht identifiziert oder gespeichert ist (ein Schritt S402: NEIN), die Identifikation und das Speichern von diesem ausgeführt (ein Schritt S403). In dem Prozess in dem Schritt S403 wird bestimmt, dass der niedrige Cetanzahlbereich vorliegt, falls der temporäre Indexwert VS kleiner als der vorgeschriebene Wert PL ist (VS < PL), wird bestimmt, dass der mittlere Cetanzahlbereich vorliegt, falls der temporäre Indexwert VS der vorgeschriebene Wert PL oder größer ist und kleiner ist als der vorgeschriebene Wert PH (PL ≤ VS < PH), und wird bestimmt, dass der hohe Cetanzahlbereich vorliegt, falls der temporäre Indexwert VS der vorgeschriebene Wert PH oder größer ist (VS ≥ PH). In dieser Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem auf diese Weise identifizierten Cetanzahlbereich korrespondiert.
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Nachdem der Cetanzahlbereich identifiziert ist, wie vorstehend beschrieben (der Schritt S401: JA und der Schritt S402: JA), wird bestimmt, ob der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in einer Zeitspanne von der letzten Ausführung des Prozesses bis zu der gegenwärtigen Ausführung des Prozesses neu berechnet und gespeichert worden ist (ein Schritt S404). Falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE nicht neu berechnet oder gespeichert ist (der Schritt S404: NEIN) werden die folgenden Prozessschritte nicht ausgeführt, und der Prozess wird beendet.
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Falls der vorstehende Prozessschritt anschließend wiederholt ausgeführt wird und der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE neu berechnet und gespeichert wird (der Schritt S404: JA), wird bestimmt, ob der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist (ein Schritt S405).
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Dann, falls der Cetanzahlbereich, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der Bereich an der höheren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist, oder der gleiche Bereich wie der gespeicherte Cetanzahlbereich ist (der Schritt S405: NEIN), wird der Cetanzahlbereich, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, nicht aktualisiert (ein Prozess in einem Schritt S406 wird übersprungen).
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In diesem Fall, falls angenommen wird, dass die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die zu dem Cetanzahlbereich korrespondiert, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, ausgeführt wird, wird der Ausführungsmodus zu dem Ausführungsmodus geändert, der zu dem Bereich an der höheren Cetanzahlseite von dem gegenwärtig festgelegten Cetanzahlbereich korrespondiert, und der Verbrennungszustand des Kraftstoffs kann verschlechtert werden. Deshalb ist die Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung verhindert. Im Speziellen, falls der Cetanzahlbereich, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der Bereich an der höheren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist, wird dem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine 11 mehr Wichtigkeit gegeben und die Widerspiegelung des neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird verhindert. Es sei angemerkt, dass es, falls der Cetanzahlbereich, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der gleiche ist wie der Cetanzahlbereich, der zu dieser Zeit gespeichert ist, keine Notwendigkeit gibt, den Cetanzahlbereich zu ändern, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird.
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Falls andererseits der Cetanzahlbereich, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist (der Schritt S405: JA), wird der Cetanzahlbereich auf der Basis des neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE identifiziert, und dieser Cetanzahlbereich wird als der Cetanzahlbereich, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, neu gespeichert (der Schritt S406).
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In diesem Fall wird, falls angenommen wird, dass die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die zu dem Cetanzahlbereich korrespondiert, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, ausgeführt wird, der Ausführungsmodus zu dem Ausführungsmodus geändert, der zu dem Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem gegenwärtig festgelegten Cetanzahlbereich korrespondiert, und der Verbrennungszustand des Kraftstoffs wird verbessert. Deshalb ist die Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung gestattet. Im Speziellen, falls der Cetanzahlbereich, der durch den neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert ist, der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist, ist die tatsächliche Cetanzahl möglicherweise niedriger als die angenommene Cetanzahl; deshalb ist dem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine 11 mehr Wichtigkeit gegeben, und die Widerspiegelung des neu gespeicherten Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung ist gestattet. Im Detail wird in diesem Prozess bestimmt, dass der niedrige Cetanzahlbereich vorliegt, falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE kleiner als der vorgeschriebene Wert PL ist (ΣΔNE < PL), und es wird bestimmt, dass der mittlere Cetanzahlbereich vorliegt, falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE der vorgeschriebene Wert PL oder größer ist und kleiner ist als der vorgeschriebene Wert PH (PL ≤ ΣΔNE < PH). Dann wird in dieser Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem auf diese Weise identifizierten Cetanzahlbereich korrespondiert.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dieser Ausführungsform, falls angenommen wird, dass der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, in der Kraftstoffeinspritzsteuerung durch den Prozess in dem Schritt S404 bis zu dem Schritt S406 widergespiegelt wird, der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung nur unter einer Bedingung widergespiegelt werden, dass die Verbesserung des Verbrennungszustands des Kraftstoffs erwartet werden kann. Demzufolge ist es möglich, in günstiger Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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Falls dieser Prozessschritt wiederholt ausgeführt wird und sich die Mischzeitspanne anschließend verstreicht (der Schritt S401: NEIN), wird bestimmt, ob der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in der Zeitspanne von der letzten Ausführung des Prozesses zu der gegenwärtigen Ausführung des Prozesses neu berechnet und gespeichert worden ist (ein Schritt S407). Dann, falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE nicht neu berechnet oder gespeichert worden ist (der Schritt S407: NEIN), wird der folgende Prozess in dem Schritt S408 nicht ausgeführt, und der Prozess wird beendet.
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Falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE anschließend neu berechnet und gespeichert wird (der Schritt S407: JA), wird der Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE identifiziert. Nachdem der Cetanzahlbereich als der Cetanzahlbereich neu gespeichert worden ist, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird (ein Schritt S408), wird der Prozess beendet.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dieser Ausführungsform, falls die Mischzeitspanne verstreicht, nachdem der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert worden ist, die Beschränkung der Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung aufgehoben.
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Nachstehend werden Wirkungen, die durch die Ausführung jedes Prozesses (des Indexwerterfassungsprozesses, des Prozesses zur Berechung eines temporären Indexwerts, und des Cetanzahlbereichidentifikationsprozesses) erreicht werden, mit Bezug auf ein Zeitablaufdiagramm beschrieben, das in 11 gezeigt ist.
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In einem Beispiel, das in 11 gezeigt ist, ist der Kraftstoff mit der relativ hohen Cetanzahl in dem Kraftstofftank 32 vor einer Zeit t11 gespeichert. Somit wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE ausgeführt, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist (Linien L5, L6 in der Zeichnung), d. h. auf der Basis eines Werts, der die hohe Cetanzahl anzeigt. Im Speziellen wird der hohe Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE identifiziert, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem hohen Cetanzahlbereich korrespondiert. In 11 kennzeichnet die Linie L5 den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, und die Linie L6 kennzeichnet einen Wert, der verwendet wird, um den Cetanzahlbereich zu identifizieren.
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Zu der Zeit t11 wird der Betriebsschalter 47 ausgeschaltet, um den Betrieb der Brennkraftmaschine 11 zu beenden, und der Kraftstoff wird während der Beendigung des Betriebs (die Zeit t11 bis t12) in den Kraftstofftank 32 gefördert. Zu dieser Zeit wird der Kraftstoff mit der relativ niedrigen Cetanzahl in den Kraftstofftank 32 gefördert. In diesem Beispiel fällt ein Durchschnittwert der Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 in den mittleren Cetanzahlbereich während der Kraftstoffförderung.
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Dann wird zu der Zeit t12 der Betriebsschalter 47 eingeschaltet, um den Betrieb der Brennkraftmaschine 11 zu beginnen, und das Förderflag wird eingeschaltet, weil der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 während der Beendigung des Betriebs der Brennkraftmaschine 11 gefördert worden ist. Demzufolge wird der temporäre Indexwert VS (eine Linie L7 in der Zeichnung) berechnet, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die auf dem temporären Indexwert VS basiert, wird begonnen. Im Speziellen wird der niedrige Cetanzahlbereich durch den temporären Indexwert VS identifiziert und wird gespeichert, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem niedrigen Cetanzahlbereich korrespondiert.
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Zu dieser Zeit ist der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, ein Wert, der zu der Cetanzahl des Kraftstoffs korrespondiert, der in dem Kraftstofftank 32 vor der Kraftstoffförderung gespeichert ist. Falls die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE ausgeführt wird, wird deshalb die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des Indexwerts der relativ hohen Cetanzahl ausgeführt, die vor der Kraftstoffförderung gespeichert ist (der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der durch die Linie L6 in der Zeichnung gekennzeichnet ist), trotz der Tatsache, dass die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 durch die Kraftstoffförderung verringert ist. Im Speziellen wird trotz der Tatsache, dass die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 in den mittleren Cetanzahlbereich fällt, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus, der zu dem hohen Cetanzahlbereich korrespondiert, auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu dieser Zeit ausgeführt.
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Andererseits wird in dem Gerät dieser Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des temporären Indexwerts VS (die Linien L5, L7 in der Zeichnung) ausgeführt, d. h. des Cetanzahlindexwerts des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung in einem Fall, in dem der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl von Kraftstoff, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, gefördert wird. Im Speziellen wird der niedrige Cetanzahlbereich auf der Basis des temporären Indexwerts VS identifiziert, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem niedrigen Cetanzahlbereich korrespondiert.
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Wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 durch das Kraftstofffördern verringert ist, ist es demzufolge möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des Indexwerts der relativ hohen Cetanzahl ausgeführt wird, die vor der Kraftstoffförderung gespeichert wird (der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE). In diesem Beispiel wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem niedrigen Cetanzahlbereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem mittleren Cetanzahlbereich korrespondiert, in den die tatsächliche Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 fällt. In der Kraftstoffeinspritzsteuerung dieser Ausführungsform wird, als der Ausführungsmodus, der zu jedem der Cetanzahlbereiche korrespondiert, der Ausführungsmodus derart festgelegt, dass der Verbrennungszustand des Kraftstoffs in dem Zylinder 16 der Brennkraftmaschine 11 günstig wird, wenn der Cetanzahlbereich an der niedrigeren Cetanzahlseite ist. Weil der Verbrennungszustand des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine 11 nicht verschlechtert wird, sondern verbessert wird im Vergleich zu dem angenommenen Verbrennungszustand, ist es somit in diesem Fall möglich, das Auftreten der Fehlzündung in günstiger Weise zu unterdrücken, die durch die Verschlechterung des Verbrennungszustands verursacht wird. Deshalb ist es selbst dann, wenn der Kraftstoff mit der niedrigen Cetanzahl in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, möglich, das Auftreten der Fehlzündung aufgrund der Kraftstoffförderung zu verhindern.
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Wenn der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetanzahl, der vorstehend beschrieben ist, tatsächlich in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, wird ein Wert, der der gleiche ist wie der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung, als der temporäre Indexwert VS berechnet. Wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des temporären Indexwerts VS ausgeführt wird, wird demzufolge die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem gleichen Bereich wie der Cetanzahlbereich korrespondiert, in den die tatsächliche Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 fällt, und somit ist es möglich, das Auftreten der Fehlzündung aufgrund der Kraftstoffförderung zu verhindern.
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Wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 32 gespeichert ist, durch die Kraftstoffförderung verringert ist, verringert sich darüber hinaus die Cetanzahl des Kraftstoffs allmählich, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird. Selbst falls der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in der Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, gibt es somit eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Unterschied zwischen dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE und einem Wert auftritt, der zu der tatsächlichen Cetanzahl korrespondiert, in Verbindung mit der anschließenden Änderung der Cetanzahl. Deshalb wird in einem Fall, in dem der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der Mischzeitspanne neu gespeichert wird, ein Wert ist, der den hohen Cetanzahlbereich anzeigt, und in dem der Ausführungsmodus der Kraftstoffeinspritzsteuerung zu dem Ausführungsmodus umgeschaltet wird, der zu dem hohen Cetanzahlbereich korrespondiert, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu der höheren Cetanzahl als die tatsächliche Cetanzahl korrespondiert, falls die Cetanzahl, die zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, anschließend verringert wird. In diesem Fall kann der Verbrennungszustand des Kraftstoffs instabil werden.
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In dieser Ausführungsform wird in einer Zeitspanne von dem AN-Betrieb des Betriebsschalters 47 zu dem Verstreichen der Mischzeitspanne (die Zeit t12 bis t13), die Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung selbst dann beschränkt, falls die Ausführungsformen erfüllt sind und der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE berechnet und gespeichert ist. In diesem Beispiel wird der identifizierte Cetanzahlbereich in der elektronischen Steuerungseinheit 40 nicht gespeichert, wenn der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert wird, entweder der hohe Cetanzahlbereich oder der mittlere Cetanzahlbereich ist, und der identifizierte Cetanzahlbereich wird in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert, wenn der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE identifiziert wird, der niedrige Cetanzahlbereich ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dieser Ausführungsform, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in der Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, eine Aktualisierung des Cetanzahlbereichs, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, d. h. des Cetanzahlbereichs, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, nur zu dem Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite gestattet. Deshalb ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der die Kraftstoffeinspritzsteuerung in dem Ausführungsmodus ausgeführt wird, der zu der höheren Cetanzahl als die tatsächliche Cetanzahl korrespondiert, und auch in günstiger Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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Wenn die Mischzeitspanne anschließend verstreicht (die Zeit t13), wird die Beschränkung der Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE aufgehoben. Falls die Ausführungsbedingungen erfüllt sind und der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE durch den Indexwerterfassungsprozess zu einer Zeit t14 anschließend berechnet und aktualisiert wird, wird demzufolge der Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE identifiziert, und der Cetanzahlbereich wird als der Cetanzahlbereich, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, neu gespeichert. In diesem Beispiel wird der mittlere Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu dieser Zeit identifiziert und gespeichert, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, die zu dem mittleren Cetanzahlbereich korrespondiert.
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Wie soweit beschrieben worden ist, können gemäß dieser Ausführungsform die folgenden Effekte erhalten werden.
- Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der auf dem temporären Indexwert VS basiert, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird. Somit ist es trotz der Tatsache, dass sich die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, unmittelbar nach der Kraftstoffförderung ändert, durch die Ausführung der Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des temporären Indexwerts VS möglich, zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird. Darüber hinaus wird, wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE in der Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in einem Zustand ausgeführt, in dem die Widerspiegelung des gespeicherten Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Kraftstoffeinspritzsteuerung beschränkt ist. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass der Betriebszustand instabil wird, was durch Umschalten des Ausführungsmodus der Kraftstoffeinspritzsteuerung zu dem Ausführungsmodus verursacht wird, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, der in der Mischzeitspanne berechnet wird, und somit kann der stabile Maschinenbetriebszustand unmittelbar nach der Förderung des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 erreicht werden.
- Der temporäre Indexwert VS wird auf der Basis des Indexwerts S1 der Cetanzahl des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 32 vor der Kraftstoffförderung gespeichert ist, der Menge des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 32 zu dem Beginn der Kraftstoffförderung gespeichert ist, der Menge des Kraftstoffs, der in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, und des vorbestimmten vorgeschriebenen Cetanzahlindexwerts S2 berechnet. Somit ist es auf der Basis des temporären Indexwerts VS möglich, den Grad einer möglichen Verringerung der Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 nach der Kraftstoffförderung zu erfassen. Dann, weil die Kraftstoffeinspritzsteuerung in einem zweiten Ausführungsmodus ausgeführt wird, der auf dem temporären Indexwert VS basiert, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der die Kraftstoffeinspritzsteuerung in einer Weise ausgeführt wird, die zu der höheren Cetanzahl als die tatsächliche Cetanzahl korrespondiert, wenn die Cetanzahl des gespeicherten Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 durch die Kraftstoffförderung verringert ist. Deshalb ist es möglich, in günstiger Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 unmittelbar nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 instabil wird.
- Die Kraftstoffeinspritzung zu der Brennkraftmaschine 11 wird für die vorbestimmte vorgeschriebene kleine Menge FQ ausgeführt, und der Indexwert des Ausgabemoments der Brennkraftmaschine 11, das in Verbindung mit der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, wird als der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs erfasst. Somit kann der Cetanzahlindexwert des Kraftstoffs auf der Basis einer Beziehung erfasst werden, dass das Maschinenmoment, das in Verbindung mit der Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, erhöht ist, wenn die Cetanzahl des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, groß ist.
- Die Widerspiegelung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE, der in der Mischzeitspanne neu berechnet wird, in der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird derart beschränkt, dass die Widerspiegelung unter einem Umstand gestattet ist, wo der Verbrennungszustand des Kraftstoffs verbessert wird, und dass die Widerspiegelung unter einem Umstand verhindert ist, wo der Verbrennungszustand des Kraftstoffs unter der Annahme verschlechtert wird, dass die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, ausgeführt wird. Somit kann unter der Annahme, dass der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE, der in der Mischzeitspanne neu berechnet und gespeichert wird, in der Kraftstoffeinspritzsteuerung widergespiegelt wird, der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE nur in der Kraftstoffeinspritzsteuerung widergespiegelt werden, wenn die Verbesserung des Verbrennungszustands des Kraftstoffs erwartet wird, und somit ist es möglich, in geeigneter Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend wird ein Steuerungsgerät für die Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform, die die vorliegende Erfindung verkörpert, mit Gewichtung auf Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben.
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In dieser Ausführungsform wird der vorstehend beschriebene Indexwerterfassungsprozess (siehe 6) in der Mischzeitspanne ausgeführt, und ein Prozess des Schätzens eines Werts, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE zu jeder Zeit korrespondiert (ein Indexwertschätzprozess), wird auch auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE ausgeführt, der in dem Indexwerterfassungsprozess erfasst wird.
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Ein Verfahren des Berechnens eines Werts, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE (ein Drehungsschwankungsbetrag-entsprechender Wert V) korrespondiert, wird nachstehend im Detail mit Bezug auf ein bestimmtes Beispiel beschrieben, das in 12 gezeigt ist.
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Das Ersetzen des Kraftstoffs in dem Kraftstoffrohr nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 schreitet in Verbindung mit der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 voran, d. h. in Verbindung mit einem Verbrauch des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine 11. Somit kann man sagen, dass die Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Mischzeitspanne in Verbindung mit der Erhöhung der Kraftstoffverbrauchmenge nach der Kraftstoffförderung (im Speziellen der vorstehend beschriebene integrierte Wert ΣQ der Kraftstoffeinspritzmenge) voranschreitet. Deshalb ist es möglich, einen vorausgesagten Wert ΔVQbse für eine Größe einer Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE pro Einheitseinspritzmenge auf der Basis eines jüngsten Werts (NW) und eines letzten Werts (BF) des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu berechnen.
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Im Speziellen kann, wie in
12 gezeigt ist, der vorausgesagte Wert ΔVQbse für die Größe einer Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE pro Einheitseinspritzmenge von der folgenden Gleichung auf der Basis des jüngsten Werts NW, einer geschätzten Zeitabstimmung Tn davon (im Speziellen der integrierte Wert ΣQ während der Erfassung des jüngsten Werts NW), des letzten Werts BF und der geschätzten Zeitabstimmung TB (im Speziellen der integrierte Wert ΣQ während der Erfassung des letzten Werts BF) berechnet werden.
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Dann kann ein vorausgesagter Wert ΔVQ für eine Größe einer gesamten Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE (=ΔVQbase × ΔQ) von der geschätzten Zeitabstimmung TN zu einer gegenwärtigen Zeitabstimmung TR durch Multiplizieren des vorausgesagten Werts ΔVQbse mit einer verstrichenen Zeitspanne ΔT von der geschätzten Zeitabstimmung TN des jüngsten Werts NW berechnet werden (im Speziellen eine Menge des Kraftstoffs ΔQ [= TR - TN], der von der geschätzten Zeitabstimmung TN des jüngsten Wert NW zu der gegenwärtigen Zeitabstimmung TR eingespritzt wird).
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Des Weiteren kann ein Wert, der zu dem gegenwärtigen Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert (der Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V [= NW + ΔVQ]), durch Hinzufügen des vorausgesagten Werts ΔVQ der Größe einer gesamten Änderung zu dem jüngsten Wert NW berechnet werden.
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Falls die verstrichene Zeitspanne ΔT von der geschätzten Zeitabstimmung TN des jüngsten Werts NW verlängert ist, erhöht sich ein absoluter Wert des vorausgesagten Werts ΔVQ für die Größe der gesamten Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE für die Verlängerung, und der absolute Wert des vorausgesagten Werts ΔVQ kann sich übermäßig erhöhen. Somit wird in dieser Ausführungsform, anstatt den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V zu berechnen, der auf der Basis des vorstehend beschriebenen Konzepts berechnet wird, ein Wert, der einem Überwachungsprozess auf der Basis einer Größe einer Änderungsgrenze GH unterzogen ist, für den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V verwendet. In dem Überwachungsprozess wird im Speziellen, wenn der berechnete Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V kleiner ist als ein Wert, bei dem die Größe einer Änderungsgrenze GH von dem jüngsten Wert NW subtrahiert ist (NW - GH), der Wert (NW - GH) als der neue Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V gespeichert. Wenn andererseits der berechnete Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V größer ist als ein Wert, bei dem die Größe einer Änderungsgrenze GH zu dem jüngsten Wert NW addiert ist (NW + GH), wird der Wert (NW + GH) als der neue Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V gespeichert.
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Nachstehend wird ein Ausführungsablauf des Indexwertschätzprozesses im Detail beschrieben.
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13 ist ein Flussdiagramm zum Zeigen eines bestimmten Ausführungsablaufs des Indexwertschätzprozesses.
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Eine Reihe von Prozessschritten, die in dem Flussdiagramm gezeigt sind, zeigen konzeptionell den Ausführungsablauf des Indexwertschätzprozesses, und der tatsächliche Prozess wird als der Unterbrechungsprozess für jeden vorgeschriebenen Zyklus durch die elektronische Steuerungseinheit 40 ausgeführt.
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Wie in 13 gezeigt ist, wird in diesem Prozess zuerst bestimmt, ob die Ausführungsbedingungen erfüllt sind (ein Schritt S501). Hier wird bestimmt, dass die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, falls jede der folgenden Bedingungen erfüllt ist.
- • In der Mischzeitspanne.
- • Der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE wird für eine Vielzahl von Malen in der Mischzeitspanne erfasst.
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Falls die Ausführungsbedingungen erfüllt sind (der Schritt S501: JA), wird der Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V auf der Basis des jüngsten Werts NW, der geschätzten Zeitabstimmung TN des jüngsten Werts NW, der verstrichenen Zeitspanne ΔT von der geschätzten Zeitabstimmung TN, des letzten Werts BF und der geschätzten Zeitabstimmung TB des letzten Werts BF berechnet (ein Schritt S502). In dieser Ausführungsform ist eine Berechnungsgleichung zum Berechnen des Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts V auf der Basis von jedem der Werte NW, TN, ΔT, BF, TB im Voraus definiert und in der elektronischen Speichereinheit 40 gespeichert. In dem Prozess des Schritts S502 wird der Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V von der Berechnungsgleichung berechnet.
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Dann wird der Überwachungsprozess, der auf der Größe einer Änderungsgrenze GH für den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V basiert, in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsmodus ausgeführt. In dieser Ausführungsform wird als die Größe der Änderungsgrenze GH ein geeigneter und konstanter Wert berechnet und auf der Basis des Experiments oder Simulationsergebnisses festgelegt, um die Änderung des Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts V zu überwachen. Nachdem solch ein Überwachungsprozess ausgeführt worden ist, wird dieser Prozess beendet.
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In dieser Ausführungsform wird, wenn der Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V durch die Ausführung des Indexwertschätzprozesses berechnet wird, der Cetanzahlbereich, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, durch Verwenden des Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts V statt des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE aktualisiert. Im Speziellen wird, wenn der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V identifiziert wird, der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist, der Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts V identifiziert, und der Cetanzahlbereich wird neu als der Cetanzahlbereich gespeichert, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird. Wenn andererseits der Cetanzahlbereich, der durch den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V identifiziert wird, der Bereich an der höheren Cetanzahlseite von dem Cetanzahlbereich ist, der zu dieser Zeit gespeichert ist, oder der gleiche Bereich wie der Cetanzahlbereich ist, wird der Cetanzahlbereich, der für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, nicht aktualisiert.
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Durch Ausführen des vorstehend beschriebenen Indexwertschätzprozesses ist es möglich, einen Modus einer Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE in der Mischzeitspanne vorauszusagen und den Wert, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE für jede Zeit korrespondiert, als den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V auf der Basis der Voraussage zu berechnen. Demzufolge kann unter der Annahme, dass die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, ausgeführt wird, eine Bestimmung darüber, ob der Verbrennungszustand des Kraftstoffs verbessert wird oder nicht, auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu der Zeitabstimmung gemacht werden, zu der der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE erfasst wird, und kann auch auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Werts V für jede Zeit durchgeführt werden. Deshalb können im Vergleich zu dem Gerät, in dem der Indexwertschätzprozess nicht ausgeführt wird, die Zahl der Gelegenheiten, um den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE (oder den Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierenden Wert V) in der Kraftstoffeinspritzsteuerung widerzuspiegeln, erhöht werden, um den Verbrennungszustand des Kraftstoffs zu verbessern, und somit ist es möglich, in angemessener Weise zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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Wie es soweit beschrieben worden ist, kann gemäß dieser Ausführungsform ein Effekt, der in dem folgenden Punkt (5) beschrieben ist, zusätzlich zu den Effekten erhalten werden, die unter den vorstehenden Punkten (1) bis (4) beschrieben sind.
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(5) Wenn der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE für die Vielzahl von Malen in der Mischzeitspanne erfasst wird, wird der Drehungsschwankungsbetrag-korrespondierende Wert V auf der Basis des jüngsten Werts NW, der geschätzten Zeitabstimmung TN des jüngsten Werts NW, der verstrichenen Zeitspanne ΔT von der geschätzten Zeitabstimmung TN, des letzten Werts BF und der geschätzten Zeitabstimmung TB des letzten Werts BF berechnet; deshalb ist es in geeigneter Weise möglich, zu verhindern, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 instabil wird.
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(Weitere Ausführungsform)
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Jede der vorstehenden Ausführungsformen kann wie folgt modifiziert und umgesetzt werden.
- • Als eine Bedingung, um zu bestimmen, ob die Mischzeitspanne vorliegt oder nicht, ist die Bedingung nicht darauf beschränkt, dass der integrierte Wert ΣQ der Kraftstoffeinspritzmenge nach dem Fördern des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 32 kleiner als die vorgeschriebene Menge ist, sondern eine beliebige Bedingung kann festgelegt werden. Im Speziellen kann eine Bedingung festgelegt werden, wie dass eine Gesamtbetriebszeit der Brennkraftmaschine 11 nach der Ausführung der Kraftstoffförderung kürzer ist als eine vorgeschriebene Zeit oder dass ein integrierter Wert einer Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine 11 nach der Ausführung der Kraftstoffförderung kleiner als eine vorgeschriebene Menge ist. Zusätzlich zu der vorstehenden Bedingung kann eine Bedingung festgelegt sein, um zu bestimmen, dass die Größe der Änderung des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE klein und stabil geworden ist, wie eine Bedingung, dass ein Unterschied zwischen dem letzten Wert und dem jüngsten Wert des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist.
- • Der Cetanzahlindexwert S2 ist nicht darauf beschränkt, um auf den Indexwert der niedrigsten Cetanzahl von den Cetanzahlen des Kraftstoffs festgelegt zu werden, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, sondern kann auf einen Indexwert der geringfügig höheren Cetanzahl als die niedrigste Cetanzahl festgelegt sein. Das heißt solange der Wert derart festgelegt ist, dass der Cetanzahlbereich, der auf der Basis des temporären Indexwerts VS identifiziert wird, nicht der Bereich an der höheren Cetanzahlseite als der Cetanzahlbereich ist, in den die Cetanzahl des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 32 fällt, kann der Wert auf den Cetanzahlindexwert S2 festgelegt werden.
- • Statt des Berechnens von dem Berechnungskennfeld kann der temporäre Indexwert VS von einer Berechnungsgleichung berechnet werden. In dieser Gestaltung kann der Beziehungsausdruck [VS = (V1 × S1 + V2 × S2) / (V1 + V2)] in der elektronischen Steuerungseinheit 40 im Voraus gespeichert sein, und der temporäre Indexwert VS kann von dem Beziehungsausdruck auf der Basis des Indexwerts S1, der Vorförderspeichermenge V1, der Kraftstofffördermenge V2 und des vorgeschriebenen Cetanzahlindexwerts S2 berechnet werden.
- • Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird nicht nur in dem Ausführungsmodus ausgeführt, in dem der temporäre Indexwert VS berechnet wird und der zu dem temporären Indexwert VS korrespondiert, sondern die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann in einem vorbestimmten Ausführungsmodus ausgeführt werden. Als solch ein Ausführungsmodus kann ein Ausführungsmodus, der zu dem Indexwert der niedrigsten Cetanzahl von den Cetanzahlen des Kraftstoffs korrespondiert, der möglicherweise in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, oder ein Ausführungsmodus verwendet werden, der zu dem Indexwert der geringfügig höheren Cetanzahl als die niedrigste Cetanzahl korrespondiert. Das heißt ein beliebiger Ausführungsmodus kann verwendet werden, solange dem stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine 11 mehr Wichtigkeit im Vergleich zu dem Ausführungsmodus gegeben ist, der zu dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE korrespondiert, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist.
- • Falls ein Fehler der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung oder der Kraftstoffeinspritzmenge, der durch den anfänglichen individuellen Unterschied oder ein Altern des Kraftstoffeinspritzventils verursacht wird, in geeigneter Weise unterdrückt werden kann, muss der Prozess, um die Solleinspritzzeitabstimmung TQst und die Solleinspritzzeit TQtm durch die Korrekturterme K1, K2 zu korrigieren (der Schritt S202 in 6), nicht ausgeführt werden.
- • Das Steuerungsgerät gemäß jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann für ein Gerät, das einen von zwei Bereichen bestimmt, die durch den Indexwert der Cetanzahl des Kraftstoffs (den Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE) geteilt sind, oder für ein Gerät verwendet werden, das einen von vier oder mehr Bereichen durch geeignetes Ändern der Gestaltung von diesen bestimmt.
- • Als die Steuerung zum Ändern des Ausführungsmodus gemäß dem Cetanzahlbereich, der auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE oder des temporären Indexwerts VS identifiziert wird, kann anstatt oder zusätzlich zum Verwenden der Steuerung, um die angefragte Einspritzzeitabstimmung Tst festzulegen, die AGR-Steuerung oder die Piloteinspritzsteuerung verwendet werden. Das heißt eine beliebige Steuerung kann als eine Steuerung zum Ändern des Ausführungsmodus gemäß dem Cetanzahlbereich verwendet werden, solange es die Verbrennungssteuerung für die Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine 11 ist, mit anderen Worten gesagt, die Verbrennungssteuerung zum Einstellen des Verbrennungszustands des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine 11. In dem Gerät, bei dem die AGR-Steuerung als solch eine Verbrennungssteuerung angewendet wird, kann die AGR-Steuerung derart ausgeführt werden, dass eine AGR-Menge verringert wird, wenn der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite ist. Darüber hinaus kann in dem Gerät, bei dem die Piloteinspritzsteuerung als die Verbrennungssteuerung angewendet wird, die Piloteinspritzsteuerung beispielsweise derart ausgeführt werden, dass eine Piloteinspritzmenge erhöht wird, wenn der Bereich an der niedrigeren Cetanzahlseite ist.
- • Das Steuerungsgerät gemäß jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann für ein Gerät verwendet werden, das die Ausführungssteuerung der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE selbst definiert, ohne den Cetanzahlbereich auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE zu identifizieren, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, und zwar durch geeignetes Ändern der Gestaltung von diesem. In solch einem Gerät kann, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, der temporäre Indexwert VS auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE, der Vorförderspeichermenge V1 und der Kraftstofffördermenge V2 berechnet werden, die vor der Kraftstoffförderung erfasst und in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert werden, und der Ausführungsmodus der Kraftstoffeinspritzsteuerung kann gemäß dem temporären Indexwert VS definiert werden.
- • Das Steuerungsgerät gemäß jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann für ein Gerät verwendet werden, das die Cetanzahl des Kraftstoffs selbst auf der Basis des Drehungsschwankungsbetrags ΣΔNE schätzt, der in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert ist, und das die Kraftstoffeinspritzsteuerung in einem Ausführungsmodus ausführt, der zu der geschätzten Cetanzahl korrespondiert, durch geeignetes Ändern der Gestaltung von diesem. In solch einem Gerät kann, wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftank 32 gefördert wird, der temporäre Indexwert der Cetanzahl des Kraftstoffs auf der Basis des Cetanzahlschätzwerts, der Vorförderspeichermenge V1 und der Kraftstofffördermenge V2 berechnet werden, die vor der Kraftstoffförderung geschätzt und in der elektronischen Steuerungseinheit 40 gespeichert werden, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann auf der Basis des temporären Indexwerts ausgeführt werden.
- • Ein Wert, der anders als der Drehungsschwankungsbetrag ΣΔNE ist, kann als der Indexwert des Ausgabemoments der Brennkraftmaschine 11 berechnet werden. Beispielsweise werden während der Ausführung des Indexwerterfassungsprozesses die Maschinendrehzahl NE während der Ausführung der Kraftstoffeinspritzung und die Maschinendrehzahl NE unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung erfasst, ein Unterschied dieser Drehzahlen wird berechnet, und der Unterschied kann als der Indexwert verwendet werden.
- • Eine Form des Anbringens des Drucksensors 41 ist nicht auf eine Form des direkten Anbringens an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 beschränkt und kann auf eine beliebige Form geändert werden, solange der Kraftstoffdruck, der in Verbindung mit der Änderung des Drucks schwankt, der als ein Index des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 dient (im Speziellen in der Düsenkammer 25), d. h. der Kraftstoffdruck, in geeigneter Weise erfasst werden kann. Im Speziellen kann ein Drucksensor an dem Abzweigdurchgang 31a oder der Common Rail 34 angebracht sein.
- • Statt des Kraftstoffeinspritzventils 20 der Bauart, die durch das piezoelektrische Stellglied 29 angetrieben wird, kann beispielsweise das Kraftstoffeinspritzventil einer Bauart verwendet werden, die durch ein elektromagnetisches Stellglied, das eine Solenoidspule hat, angetrieben wird.
- • Das Steuerungsgerät gemäß den vorstehenden Ausführungsformen kann für ein Fahrzeug, in dem ein Drehmomentwandler und ein Automatikgetriebe montiert sind, zusätzlich zu dem Fahrzeug 10 verwendet werden, in dem der Kupplungsmechanismus 13 und das manuelle Getriebe 14 montiert sind. In solch einem Fahrzeug kann die Kraftstoffeinspritzung zum Schätzen der Cetanzahl des Kraftstoffs ausgeführt werden wenn beispielsweise [Bedingung 1] und [Bedingung 3] erfüllt sind. Es sei angemerkt, dass in einem Fahrzeug, das einen Drehmomentwandler mit einer eingebauten Überbrückungskupplung verwendet, eine [Bedingung 4], bei der die Überbrückungskupplung nicht im Eingriff ist, neu festgelegt sein kann, und die Kraftstoffeinspritzung zum Erfassen des Cetanzahlindexwerts des Kraftstoffs unter einer Bedingung ausgeführt werden kann, dass [Bedingung 4] erfüllt ist.
- • Die vorliegende Erfindung wird nicht nur für das Gerät verwendet, das die Kraftstoffeinspritzung (Nebenkraftstoffeinspritzung) zum Schätzen der Cetanzahl ausführt, sondern kann auch für ein Gerät verwendet werden, das die Cetanzahl des Kraftstoffs schätzt, der zu der Brennkraftmaschine 11 zugeführt wird, und das die Verbrennungssteuerung in einem Ausführungsmodus ausführt, der zu der geschätzten Cetanzahl korrespondiert. Ein folgendes Gerät kann als solch ein Gerät errichtet werden. Im Speziellen wird zuerst, wenn die vorgeschriebenen Ausführungsbedingungen erfüllt sind und wenn die Kraftstoffeinspritzung zum Betreiben der Brennkraftmaschine ausgeführt wird, ein Druck in dem Zylinder der Brennkraftmaschine (Zylinderinnendruck) durch einen Zylinderinnendrucksensor erfasst. Dann wird eine Zeitabstimmung, bei der der Kraftstoff tatsächlich gezündet wird, auf der Basis des Zylinderinnendrucks berechnet, und eine Zündungsverzögerungszeit wird auf der Basis der Zeitabstimmung berechnet. Als Nächstes wird ein Durchschnittswert der auf diese Weise berechneten Zündungsverzögerungszeit berechnet, und der Cetanzahlindexwert wird auf der Basis des Durchschnittswerts berechnet. Die Verbrennungssteuerung wird dann in dem Ausführungsmodus ausgeführt, der zu dem Cetanzahlindexwert korrespondiert.
- • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Gerät beschränkt, das die Cetanzahl des Kraftstoffs schätzt, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, sondern die vorliegende Erfindung kann für ein beliebiges Gerät verwendet werden, solange das Gerät eine Kraftstoffeigenschaft schätzt, die anders als die Cetanzahl ist, und die Kraftstoffeinspritzung in dem Ausführungsmodus ausführt, der zu der geschätzten Kraftstoffeigenschaft korrespondiert. Als solch eine Kraftstoffeigenschaft kann beispielsweise eine sauerstoffenthaltende Menge oder ein Wärmewert des Benzinkraftstoffs oder des Dieselkraftstoffs, die Oktanzahl des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine, die den Benzinkraftstoff verwendet, und die Alkoholkraftstoffmischrate des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine, die einen von dem Benzinkraftstoff und dem Alkoholkraftstoff oder den gemischten Kraftstoff davon verwenden kann, herangezogen werden. In dem Gerät, in dem die sauerstoffenthaltende Menge des Kraftstoffs als die Kraftstoffeigenschaft verwendet wird, weil ein Unterschied der sauerstoffenthaltenden Menge des Kraftstoffs sich in einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des gemischten Gases widerspiegelt, im Speziellen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor erfasst wird, ist es möglich, die sauerstoffenthaltende Menge des Kraftstoffs auf der Basis des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu schätzen, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor erfasst wird. Darüber hinaus kann in dem Gerät, in dem der Wärmewert oder die Alkoholkraftstoffmischrate des Kraftstoffs als die Kraftstoffeigenschaft verwendet wird, weil ein Unterschied des Wärmewerts oder der Alkoholkraftstoffmischrate sich in einer Änderung des Ausgabemoments oder einer Änderung des Zylinderinnendrucks der Brennkraftmaschine 11 oder einer Änderung einer Abgastemperatur widerspiegelt, der Wärmewert oder die Alkoholkraftstoffmischrate auf der Basis des Indexwerts des Ausgabemoments, des Zylinderdrucks oder der Abgastemperatur der Brennkraftmaschine 11 geschätzt werden.
- • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Brennkraftmaschine mit vier Zylindern beschränkt, sondern kann auch für eine Brennkraftmaschine mit einem einzelnen Zylinder, eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern, eine Brennkraftmaschine mit drei Zylindern oder eine Brennkraftmaschine mit fünf Zylindern oder mehr verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- FAHRZEUG
- 11:
- BRENNKRAFTMASCHINE
- 12:
- KURBELWELLE
- 13:
- KUPPLUNGSMECHANISMUS
- 14:
- MANUELLES GETRIEBE
- 15:
- RAD
- 16:
- ZYLINDER
- 17:
- EINLASSDURCHGANG
- 18:
- KOLBEN
- 19:
- AUSLASSDURCHGANG
- 20:
- KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL
- 21:
- GEHÄUSE
- 22:
- NADELVENTIL
- 23:
- EINSPRITZLOCH
- 24:
- FEDER
- 25:
- DÜSENKAMMER
- 26:
- DRUCKKAMMER
- 27:
- EINLASSDURCHGANG
- 28:
- VERBINDUNGSDURCHGANG
- 29:
- PIEZOELEKTRISCHES STELLGLIED
- 29a:
- VENTILKÖRPER
- 30:
- ABGABEDURCHGANG
- 31a:
- ABZWEIGDURCHGANG
- 31b:
- ZUFUHRDURCHGANG
- 32:
- KRAFTSTOFFTANK
- 33:
- KRAFTSTOFFPUMPE
- 34:
- COMMON RAIL
- 35:
- RÜCKFÜHRDURCHGANG
- 40:
- ELEKTRONISCHE STEUERUNGSEINHEIT
- 41:
- DRUCKSENSOR
- 42:
- KURBELSENSOR
- 43:
- BESCHLEUNIGERSENSOR
- 44:
- FAHRZEUGGESCHWINDIGKEITSSENSOR
- 45:
- KUPPLUNGSSCHALTER
- 46:
- SPEICHERMENGENSENSOR
- 47:
- BETRIEBSSCHALTER