DE112014001519B4

DE112014001519B4 - Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff

Info

Publication number: DE112014001519B4
Application number: DE112014001519.9T
Authority: DE
Inventors: Hatsumi Takeuchi; Yoshifumi Murakami
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: DE112014001519T5; WO2014148059A1; JP6032227B2; JP2014206156A

Abstract

Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine (11) mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff, aufweisend: ein Kraftstoffeinspritzventil (21), das einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine (11) einspritzt; und eine Einspritzungssteuereinrichtung (30) zum Ausführen einer geteilten Einspritzung zum Einspritzen einer erforderlichen Einspritzmenge des Kraftstoffs in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil (21) in den Zylinder, wobei beim Ausführen der geteilten Einspritzung die Einspritzungssteuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung selbst dann erlaubt, wenn ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer ist als ein Bereich einer Untergrenze (Tb – ΔT) von einem vorbestimmten Bereich (Tb ± ΔT), wo eine Abweichung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (21) hoch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzungsteuerungseinrichtung (30) den vorbestimmten Bereich (Tb ± ΔT) gemäß zumindest einer Viskosität und/oder einem Kraftstoffdruck einstellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff, die eine Funktion zum Ausführen einer geteilten Einspritzung aufweist, wodurch eine erforderliche Einspritzmenge von Kraftstoff für die Brennkraftmaschine in mehreren Einspritzungen in einen Zylinder eingespritzt wird.
Technischer Hintergrund
Der Stand der Technik umfasst die DE 10 2010 044 210 A1 und die DE 10 2007 045 575 A1 .
Eine Innenzylindereinspritzungs-Brennkraftmaschine kann eine geteilte Einspritzung ausführen, wodurch die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder in mehreren Einspritzungen eingespritzt wird, wie z. B. in der Patentschrift 1 beschrieben ist. Zur Verhinderung einer Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge zum Zeitpunkt der geteilten Einspritzung wird in dieser Patentschrift 1 vorgeschlagen, dass ein Einspritzintervall (Zeitintervall vom Ende der bisherigen Kraftstoffeinspritzung bis zum Start der anschließenden Kraftstoffeinspritzung) so eingestellt wird, dass es länger oder genauso lang ist wie eine Referenzzeit, die zum Verhindern der Abweichung der Kraftstoffeinspritzung in Bezug auf einen Einspritzimpuls zum Zeitpunkt der geteilten Einspritzung notwendig ist.
Druckschrift zum Stand der Technik
Patentschrift

Patentschrift 1: JP2001-90592A

In der vorstehend beschriebenen Technik gemäß Patentschrift 1 wird das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung auf die Referenzzeit oder länger eingestellt. Somit kann das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung nicht auf ein Intervall eingestellt werden, dass kürzer als die Referenzzeit ist. Dementsprechend besteht eine Einschränkung, nämlich, dass: die Anzahl der Einspritzungen in der geteilten Einspritzung nicht sehr hoch eingestellt werden kann; oder dass die geteilte Einspritzung nicht in einem Betriebsbereich ausgeführt werden kann, in dem ein Einlasshub oder Verdichtungshub kurz ist (einem Bereich, in dem die Maschinendrehzahl hoch ist). Eine effektive Anwendung der geteilten Einspritzung ist somit nicht möglich.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff zu schaffen, die eine geteilte Einspritzung effektiv anwenden kann.
Zur Lösung der der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegenden Aufgabe beinhaltet eine Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine einspritzt; und eine Einspritzungssteuereinrichtung zum Ausführen einer geteilten Einspritzung, so dass eine erforderliche Einspritzmenge von Kraftstoff in den Zylinder in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt werden kann. Wenn die geteilte Einspritzung ausgeführt wird, erlaubt die Einspritzungssteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung sogar dann, wenn ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer ist als ein Bereich einer Untergrenze eines vorbestimmten Bereichs, in dem eine Abweichung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils erheblich ist.
Infolge dieser Konfiguration kann beim Ausführen der geteilten Einspritzung das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung nicht nur auf ein Einspritzintervall eingestellt werden, dass länger als ein vorbestimmter Bereich ist, in dem eine Abweichung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (eine Abweichung der Einspritzmenge zwischen den Zylindern oder von Einspritzung zu Einspritzung) erheblich ist, jedoch auch auf ein Einspritzintervall, das kürzer ist als der vorbestimmte Bereich. Dementsprechend kann im Vergleich zur herkömmlichen Technik (einem System, in dem das Einspritzintervall auf die Referenzzeit oder länger eingestellt ist) die Anzahl der Einspritzungen zum Zeitpunkt der geteilten Einspritzung verlängert werden, und die geteilte Einspritzung kann sogar in einem Betriebsbereich ausgeführt werden, in dem der Einlasshub oder der Verdichtungshub kurz ist (einem Bereich, in dem die Maschinendrehzahl hoch ist). Folglich kann die geteilte Einspritzung effektiv verwendet werden.
In diesem Fall kann, gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, bei der Ausführung der geteilten Einspritzung die Einspritzungssteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung bei einem Einspritzintervall innerhalb des vorbestimmten Bereichs verhindern. Dementsprechend wird bei der Ausführung der geteilten Einspritzung das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung in einem Bereich eingestellt, der den vorbestimmten Bereich ausschließt, in dem die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzungsventils erheblich ist, so dass die Abweichung der Einspritzmenge beschränkt werden kann. Folglich kann, wenn die geteilte Einspritzung ausgeführt wird und wenn die Abweichung der Einspritzmenge beschränkt ist, die geteilte Einspritzung effektiv angewendet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die vorstehenden und weiteren Aspekte, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Maschinensteuersystems gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ist ein Längsquerschnitt, der einen Hauptabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß der Ausführungsform darstellt;
3 ein Zeitsteuerungsdiagramm, das ein Verhalten eines beweglichen Kerns darstellt, wenn ein Einspritzimpuls gemäß der Ausführungsform abgeschaltet wird;
4 eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich A in 3 darstellt;
5 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Einspritzintervall und einer Einspritzmengenabweichung gemäß der Ausführungsform darstellt;
6 ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Kennfeld eines Verbots-Einspritzintervalls Tb in der Ausführungsform darstellt;
7 ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsfluss in einer Einspritzungssteuerroutine gemäß der Ausführungsform darstellt; und
8 ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsfluss einer Routine einer geteilten Einspritzung gemäß der Ausführungsform darstellt.
Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 1 wird eine ungefähre Konfiguration des gesamten Maschinensteuersystems beschreiben. Eine Luftreinigungsreinrichtung 13 ist an einem am weitesten stromauf befindlichen Bereich einer Saugleitung 12 einer Zylinderinneneinspritzungsmaschine 11 angeordnet, bei der es sich um eine Zylinderinneneinspritzungs-Brennkraftmaschine handelt. Eine Luftströmungsmesseinrichtung 14 zum Detektieren der Saugluftmenge ist an einer stromabwärtigen Seite dieser Luftreinigungseinrichtung 13 angeordnet. Ein Drosselventil 16, dessen Öffnungsgrad durch einen Motor 15 angepasst wird, und ein Drosselöffnungsgradsensor 17 zum Detektieren des Öffnungsgrades dieses Drosselventils 16 (Drosselöffnungsgrad) sind auf einer stromabwärtigen Seite dieser Luftströmungsmesseinrichtung 14 angeordnet.
Ein Druckluftbehälter 18 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 16 angeordnet, und ein Saugleitungsdrucksensor 19 zum Detektieren eines Saugleitungsdrucks ist an diesem Druckluftbehälter 18 angeordnet. Ein Ansaugkrümmer 20 zum Einführen von Luft in einen jeweiligen Zylinder der Maschine 11 ist für den Druckluftbehälter 18 bereitgestellt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 21 ist an einem jeweiligen Zylinder der Maschine 11 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder angebracht. Eine Zündkerze 22 ist an einem Zylinderkopf der Maschine 11 für einen jeweiligen Zylinder angebracht. Das Kraftstoffluftgemisch in einem jeweiligen Zylinder wird durch eine Funkenentladung der Zündkerze 22 eines jeweiligen Zylinders gezündet.
Ein Abgassensor 24 (z. B. ein Kraftstoff/Luftverhältnis-Sensor, ein Sauerstoffsensor) zum Detektieren von beispielsweise einem Kraftstoff/Luftverhältnis oder einem Fett/Magerzustand des Abgases ist an einer Abgasleitung 23 der Maschine 11 angeordnet. Ein Katalysator 25, wie z. B. ein Dreiwegekatalysator zum Reinigen von Abgas, ist auf einer stromabwärtigen Seite dieses Abgassensors 24 angeordnet.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 26 zum Detektieren einer Kühlmitteltemperatur und ein Klopfsensor 27 zum Detektieren eines Klopfgeräuschs sind an einem Zylinderblock der Maschine 11 angebracht. Ein Kurbelwinkelsensor 29, der ein Impulssignal jedes Mal dann ausgibt, wenn eine Kurbelwelle 28 um einen vorbestimmten Kurbelwinkel rotiert ist, ist radial außerhalb der Kurbelwelle 28 angebracht. Der Kurbelwinkel und die Maschinendrehzahl werden basierend auf einem Ausgangssignal von diesem Kurbelwinkelsensor 29 detektiert.
Ein Kraftstoffdrucksensor 31 zum Detektieren eines Kraftstoffdrucks und ein Kraftstofftemperatursensor 32 zum Detektieren einer Kraftstofftemperatur sind für ein Kraftstoffzuführsystem (nicht gezeigt) zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 21 bereitgestellt.
Die Ausgangssignale von den verschiedenen vorstehend genannten Sensoren werden in eine elektronische Steuereinheit 30 (die nachstehend als eine ECU bezeichnet wird) eingegeben. Diese ECU 30 beinhaltet hauptsächlich einen Microcomputer und steuert die Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkt, einen Drosselklappenöffnungsgrad (eine Saugluftmenge) und so weiter gemäß einem Maschinenbetriebszustand durch Ausführung von verschiedenen Programmen zur Maschinensteuerung, die in einem integrierten ROM (Speichermedium) gespeichert sind.
In diesem Fall funktioniert die ECU 30 durch Ausführung einer jeweiligen Routine zur Einspritzungssteuerung in den nachstehend erläuterten 7 und 8 als eine Einspritzungssteuereinrichtung gemäß den Ansprüchen, so dass die Einspritzsteuerung an dem Kraftstoffeinspritzventil 21 wie folgt ausgeführt werden kann.
Basierend auf dem Maschinenbetriebszustand oder dergleichen wird eine Grund-Einspritzmenge berechnet, und es werden verschiedene Einspritzmengen-Korrekturwerte (z. B. ein Start-Anfettungs- bzw. Anreicherungskorrekturwert, ein Aufwärmanstiegs-Korrekturwert, ein Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Korrekturwert) berechnet. Die Grund-Einspritzmenge wird unter Verwendung dieser Einspritzmengen-Korrekturwerte korrigiert, so dass eine erforderliche Einspritzmenge erhalten wird. Wenn in diesem Fall eine vorbestimmte Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Steuerungs-Ausführungsbedingung basierend auf dem Ausgangssignal von dem Abgassensor 24 erfüllt wird, wird der Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Korrekturwert derart berechnet, dass das Kraftstoff/Luftverhältnis des Abgases einem Soll-Kraftstoff/Luftverhältnis entspricht. Die Grund-Einspritzmenge wird unter Verwendung dieses Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Korrekturwerts korrigiert, wodurch die Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Steuerung ausgeführt wird. Mit der Abkürzung „F/B” ist „Feedback” gemeint (gleiches gilt auch für die nachstehende Beschreibung).
Danach wird basierend auf dem Maschinenbetriebszustand, der erforderlichen Einspritzmenge und so weiter bestimmt, ob eine Ausführungsbedingung für eine geteilte Einspritzung erfüllt ist. Wenn die Ausführungsbedingung für eine geteilte Einspritzung erfüllt ist, wird eine normale Einspritzung ausgeführt, so dass die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder in einer Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 21 eingespritzt wird. Wenn hingegen die Ausführungsbedingung für die geteilte Einspritzung erfüllt ist, wird die geteilte Einspritzung ausgeführt, so dass die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil 21 in den Zylinder eingespritzt wird. Als diese geteilte Einspritzung wird z. B. eine beliebige von einer geteilten Einspritzung im Einlasshub, bei der Kraftstoff in zwei oder mehr Einspritzungen in einem Einlasshub eingespritzt wird, einer geteilten Einspritzung im Einlass- und Verdichtungshub, bei der Kraftstoff in einer oder mehreren Einspritzungen in jeweils dem Einlasshub und dem Verdichtungshub eingespritzt wird, und einer geteilten Einspritzung im Verdichtungshub zum Einspritzen von Kraftstoff in zwei oder mehr Einspritzungen im Verdichtungshub ausgeführt.
Wie in 2 dargestellt, sind in dem Kraftstoffeinspritzventil 21 ein Nadelventil 33 und ein beweglicher Kern 34 so angeordnet, dass er in einer Öffnungs- und Schließrichtung (Auf-Abwärts-Richtung in 2) beweglich sind. Das Nadelventil 33 wird durch eine Feder 35 in eine Ventilschließrichtung (Abwärtsrichtung in 2) gedrängt, und der bewegliche Kern 34 wird durch eine Feder 36 in eine Ventilöffnungsrichtung (Aufwärtsrichtung in 2) gedrängt.
Wenn die Erregung der Solenoidspule 37 aktiviert wird, wird der bewegliche Kern 34 durch die elektromagnetische Kraft der Solenoidspule 37 in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt, und ein Flanschteil 33a des Nadelventils 33 wird durch den beweglichen Kern 34 geschoben, so dass das Nadelventil 33 in eine Ventilöffnungsrichtung verschoben wird, so dass Kraftstoffeinspritzventil 21 geöffnet wird (eine Düse 38 geöffnet wird).
Wenn dann die Erregung einer Solenoidspule 37 deaktiviert wird, wird das Nadelventil 33 durch die Federkraft der Feder 35 in eine Ventilschließrichtung verschoben, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 21 geschlossen wird (die Düse 38 geschlossen wird), und der bewegliche Kern 34 wird durch das Flanschteil 33a des Nadelventils 33 angeschoben, so dass er sich in eine Ventilschließrichtung bewegt.
Wie in 3 dargestellt, deutet das Reaktionsverhalten des beweglichen Kerns 34 daraufhin, dass er durch die Untersteuerung, nachdem ein Einspritzimpuls des Kraftstoffeinspritzventils 21 abgeschaltet worden ist (die Erregung der Solenoidspule 37 deaktiviert worden ist), in die Nähe des Ursprungspunkts (Ausgangsposition) zurückkehrt. Jedoch variiert eine Zeit Tb, nachdem der Einspritzimpuls abgeschaltet worden ist, bis der bewegliche Kern 34 in die Nähe des ursprünglichen Punkts zurückgekehrt ist, und der Geschwindigkeitsvektor des beweglichen Kerns 34 kann in der Umgebung dieses ursprünglichen Punkts nach oben oder unten gerichtet sein (siehe 4).
Wenn dementsprechend zum Zeitpunkt der geteilten Einspritzung der Einspritzimpuls eingeschaltet wird (die Erregung der Solenoidspule 37 aktiviert wird), wenn die Zeit Tb verstrichen ist, nachdem der Einspritzimpuls abgeschaltet oder in etwa deaktiviert worden ist, variiert die nachfolgende Einspritzmenge als Folge des Reaktionsverhaltens (insbesondere des Geschwindigkeitsvektors) des beweglichen Kerns 34 zu diesem Zeitpunkt. Wenn in anderen Worten ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung (Zeitintervall zwischen den Einspritzimpulsen) auf näherungsweise Tb (Tb oder in der Nähe von Tb) eingestellt ist, erreicht die Abweichung der Einspritzmenge zwischen den Zylindern oder von Einspritzung zu Einspritzung einen hohen Wert (siehe 5).
Wenn das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung kürzer ist als näherungsweise Tb ist, sind die Geschwindigkeitsvektoren des beweglichen Kerns 34 relativ aufeinander abgestimmt.
Wenn dementsprechend in der vorliegenden Ausführungsform die geteilte Einspritzung ausgeführt wird, wird verhindert, dass das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung auf innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (eines Bereich in der Nähe von Tb) eingestellt wird, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist. Somit wird das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung in einem Bereich eingestellt, der den vorbestimmten Bereich ausschließt, wobei die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist. Somit wird die Einspritzung zugelassen, selbst wenn das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer als der vorbestimmte Bereich ist, jedoch wird die Einspritzung bei einem Einspritzintervall innerhalb des vorbestimmten Bereichs verhindert.
Insbesondere wird zunächst das Einspritzintervall, bei dem die Abweichung der Einspritzmenge am höchsten ist, als ein Verbots-Einspritzintervall Tb berechnet. In diesem Fall wird basierend auf einem Kennfeld des Verbots-Einspritzintervalls Tb in 6 das Verbots-Einspritzintervall Tb gemäß der Kraftstofftemperatur (Ersatzinformation für die Viskosität des Kraftstoffs) und dem Kraftstoffdruck berechnet.
Das Reaktionsverhalten des beweglichen Kerns 34 des Kraftstoffeinspritzventils 21 verändert sich abhängig vom Kraftstoffdruck oder der Kraftstoffviskosität. Die Zeit Tb (Verbots-Einspritzintervall Tb), nachdem der Einspritzimpuls des Kraftstoffeinspritzventils 21 abgeschaltet worden ist, bis der bewegliche Kern 34 in die Nähe des ursprünglichen Punks zurückkehrt, variiert gemäß dem Reaktionsverhalten des beweglichen Kerns 34. Somit verändert sich die Zeit Tb (Verbots-Einspritzintervall Tb), nachdem der Einspritzimpuls des Kraftstoffeinspritzventils 21 abgeschaltet worden ist, bis der bewegliche Kern 34 in die Nähe des ursprünglichen Punkts zurückkehrt ist, abhängig vom Kraftstoffdruck oder der Kraftstoffviskosität. Wenn z. B. der Kraftstoffdruck ansteigt, wird der bewegliche Kern 34 weiter in eine Ventilschließrichtung geschoben, wodurch die Zeit Tb verkürzt wird. Mit Abnahme der Kraftstoffviskosität (d. h. einem Anstieg der Kraftstofftemperatur), wird die Reaktionskraft, die auf den beweglichen Kern 34 durch den Kraftstoff auf der unteren Seite ausgeübt wird, schwächer, wodurch die Zeit Tb verkürzt wird.
Angesichts derartiger Charakteristika wird das Kennfeld des Verbots-Einspritzintervalls Tb derart eingestellt, dass das Verbots-Einspritzintervall Tb sich verkürzt, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt, und dass das Verbots-Einspritzintervall Tb sich verkürzt, wenn die Kraftstofftemperatur ansteigt (wenn die Kraftstoffviskosität abnimmt). Dieses Kennfeld des Verbots-Einspritzintervalls Tb wird im Voraus basierend auf z. B. Testdaten (z. B. reellen Fahrzeugbewertungsdaten) oder Konstruktionsdaten erstellt und in dem ROM der ECU 30 gespeichert.
Danach wird ein Bereich von einem Wert (Tb – ΔT), der um einen vorbestimmten Wert ΔT kleiner ist als das Verbots-Einspritzintervall Tb, zu einem Wert (Tb + ΔT), der um den vorbestimmten Wert ΔT größer ist als das Verbots-Einspritzintervall Tb, als der vorbestimmte Bereich (Tb ± ΔT) eingestellt, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist. Indem der vorbestimmte Bereich (Tb ± ΔT) unter Bezugnahme auf das Verbots-Einspritzintervall Tb gemäß der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck auf diese Weise eingestellt wird, wird der vorbestimmte Bereich (Tb ± ΔT) gemäß der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck eingestellt. Der vorbestimmte Wert ΔT kann ein voreingestellter fester Wert sein, oder er kann unter Hinzuziehung eines Kennfelds oder dergleichen gemäß der Kraftstofftemperastur oder dem Kraftstoffdruck eingestellt werden. Der vorbestimmte Wert ΔT oder das Kennfeld des vorbestimmten Werts ΔT wird im Voraus basierend auf z. B. Testdaten (z. B. reellen Fahrzeugbewertungsdaten) oder Konstruktionsdaten eingestellt und wird in dem ROM der ECU 30 gespeichert.
Es wird verhindert, dass das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung auf innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb ± ΔT) eingestellt wird, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist. Das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung wird somit auf einen Wert in dem Bereich mit Ausnahme des vorbestimmten Bereichs (Tb ± ΔT) eingestellt, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist (d. h. auf ein Einspritzintervall, das länger als der vorbestimmte Bereich ist, oder auf ein Einspritzintervall, das kürzer als der vorbestimmte Bereich ist). Dementsprechend wird die Einspritzung zugelassen, selbst wenn das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer ist als ein Bereich einer Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs, oder ein Einspritzintervall ist, das länger ist als ein Bereich einer Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs ist; und die Einspritzung bei einem Einspritzintervall innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb ± ΔT) wird verhindert. Die Verarbeitung in einer jeweiligen Routine zur Einspritzsteuerung in 7 und 8, die durch die ECU 30 in der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt werden, wird nachstehend beschrieben.
Die Einspritzungssteuerungsroutine in 7 wird innerhalb einer vorbestimmten Periode immer wieder ausgeführt, während die ECU 30 eingeschaltet ist (während ein Zündschalter eingeschaltet ist). Wenn diese Routine aktiviert ist, wird zunächst bei Schritt 101 die Grundeinspritzmenge basierend auf dem Maschinenbetriebszustand (z. B. der Maschinendrehzahl und -last) berechnet.
Dann wird die Steuerung bei Schritt 102 fortgesetzt, wo verschiedene Einspritzmengenkorrekturwerte, wie z. B. der Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Korrekturwert, der Start-Anfettungs- bzw. Anreichungskorrekturwert und der Aufwärmanstiegs-Korrekturwert, basierend auf dem Maschinenbetriebszustand (z. B. Kraftstoff/Luftverhältnis, Kühlmitteltemperatur, Maschinendrehzahl, Last) berechnet werden. Wenn z. B. eine vorbestimmte Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Steuerungs-Ausführungsbedingung erfüllt ist, wird der Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Korrekturwert derart berechnet, dass das Kraftstoff/Luftverhältnis des Abgases dem Soll-Kraftstoff/Luftverhältnis entspricht, das auf dem Ausgangssignal des Abgassensors 24 basiert.
Anschließend wird die Steuerung bei Schritt 103 fortgesetzt, wo die erforderliche Einspritzmenge durch eine Korrektur der Grundeinspritzmenge durch Addieren des Einspritzmengen-Korrekturwerts zu der Grundeinspritzmenge oder durch Multiplizieren der Grundeinspritzmenge mit dem Einspritzmengen-Korrekturwert berechnet wird. Danach wird die Steuerung bei Schritt 104 fortgesetzt, wo basierend auf dem Maschinenbetriebszustand (z. B. Maschinendrehzahl und -last), der erforderlichen Einspritzmenge und so weiter bestimmt wird, ob die Ausführungsbedingung für die geteilte Einspritzung erfüllt ist.
Wenn bei diesem Schritt 104 bestimmt wird, dass die Ausführungsbedingung für die geteilte Einspritzung nicht erfüllt ist, wird die Steuerung bei Schritt 105 fortgesetzt, wo die Normaleinspritzung ausgeführt wird, um die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge in einer Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 21 in den Zylinder einzuspritzen.
Wenn hingegen bei dem vorstehenden Schritt 104 bestimmt wird, dass die Ausführungsbedingung für die geteilte Einspritzung erfüllt ist, wird die Steuerung bei Schritt 106 fortgesetzt, wo die geteilte Einspritzung ausgeführt wird, so dass die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil 21 durch die Ausführung der Routine für die geteilte Einspritzung in 8, die nachstehend beschrieben wird, in den Zylinder eingespritzt wird. Bei der Routine für die geteilte Einspritzung in 8 handelt es sich um eine Subroutine, die bei Schritt 106 in der vorstehend beschriebenen Einspritzungssteuerungsroutine in 7 ausgeführt wird. Wenn diese Routine aktiviert wird, werden zunächst bei Schritt 201 verschiedene Bedingungen für die geteilte Einspritzung (z. B. Anzahl der Einspritzungen, Einspritzmenge, Einspritzzeitpunkt) basierend auf dem Maschinenbetriebszustand (z. B. Maschinendrehzahl und -last), der erforderlichen Einspritzmenge und so weiter eingestellt.
Daran anschließend wird die Steuerung bei Schritt 202 fortgesetzt, wo der durch den Kraftstoffdrucksensor 31 detektierte Kraftstoffdruck gemessen wird, und dann wird die Steuerung bei Schritt 203 fortgesetzt, wo die durch den Kraftstofftemperatursensor 32 detektierte Kraftstofftemperatur gemessen wird. Anschließend wird die Steuerung bei Schritt 204 fortgesetzt, wo das Verbots-Einspritzintervall Tb gemäß der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck unter Hinzuziehung des Kennfelds des Verbots-Einspritzintervalls Tb in 6 berechnet wird.
Dann wird die Steuerung bei Schritt 205 fortgesetzt, wo der Bereich von dem Wert (Tb – ΔT), der um den vorbestimmten Wert ΔT kleiner ist als das Verbots-Einspritzintervall Tb, bis zu dem Wert (Tb + ΔT), der um den vorbestimmten Wert ΔT größer ist als das Verbots-Einspritzintervall Tb, als der vorbestimmte Bereich (Tb ± ΔT) eingestellt wird, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist.
Danach wird die Steuerung bei Schritt 206 fortgesetzt, wo ein erforderliches Einspritzintervall Ti basierend auf verschiedenen Bedingungen für die geteilte Einspritzung berechnet wird. Dann wird die Steuerung bei Schritt 207 fortgesetzt, wo bestimmt wird, ob das erforderliche Einspritzintervall Ti innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb ± ΔT) liegt (ob Tb – ΔT < Ti < Tb + ΔT erfüllt ist).
Wenn bei diesem Schritt 207 bestimmt wird, dass das erforderliche Einspritzintervall Ti innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb + ΔT) liegt (dass Tb – ΔT < Ti < Tb + ΔT erfüllt ist), wird die Steuerung bei Schritt 208 fortgesetzt, wo bestimmt wird, ob eine Differenz zwischen dem erforderlichen Einspritzintervall Ti und dem Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs und dem erforderlichen Einspritzintervall Ti [ob Ti – (Tb – ΔT) < (Tb + ΔT) – Ti erfüllt ist].
Wenn bei diesem Schritt 208 bestimmt wird, dass die Differenz zwischen dem erforderlichen Einspritzintervall Ti und dem Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs kleiner ist als die Differenz zwischen dem Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs und dem erforderlichen Einspritzintervall Ti [dass Ti – (Tb – ΔT) < (Tb + ΔT) – Ti erfüllt ist], wird bestimmt, dass das erforderliche Einspritzintervall Ti dem Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs näher ist, und die Steuerung wird bei Schritt 209 fortgesetzt, wo das Einspritzintervall bei dem Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs oder bei einem Wert eingestellt wird, der etwas kleiner ist als der Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT). EINSPRITZINTERVALL = Tb – ΔT
Wenn hingegen bei dem vorstehenden Schritt 208 bestimmt wird, dass die Differenz zwischen dem erforderlichen Einspritzintervall Ti und dem Bereich der Untergrenze (Tb – ΔT) des vorbestimmten Bereichs größer als oder gleich der Differenz zwischen dem Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs und dem erforderlichen Einspritzintervall Ti ist [dass Ti – (Tb – ΔT) ≥ (Tb + ΔT) – Ti erfüllt ist], wird bestimmt, dass das erforderliche Einspritzintervall Ti dem Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs näher ist, und die Steuerung wird bei Schritt 210 fortgesetzt, wo das Einspritzintervall bei dem Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT) des vorbestimmten Bereichs oder bei einem Wert eingestellt wird, der etwas größer ist als der Bereich der Obergrenze (Tb + ΔT). EINSPRITZINTERVALL = Tb + ΔT
Wenn hingegen bei dem vorstehenden Schritt 207 bestimmt wird, dass das erforderliche Einspritzintervall Ti nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb + ΔT) liegt (dass Ti ≤ Tb – ΔT oder Tb + ΔT ≤ Ti erfüllt ist), wird die Steuerung bei Schritt 211 fortgesetzt, wo das Einspritzintervall bei dem erforderlichen Einspritzintervall Ti eingestellt wird. EINSPRITZINTERVALL = Ti
Dann wird die Steuerung bei Schritt 212 fortgesetzt, wo die geteilte Einspritzung bei dem Einspritzintervall ausgeführt wird, das bei einem beliebigen der vorstehenden Schritte 209 bis 211 eingestellt worden ist.
In der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform wird bei der Ausführung der geteilten Einspritzung verhindert, dass das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung innerhalb des vorbestimmten Bereichs eingestellt wird, wo die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist; und das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung wird auf einen Wert in dem Bereich mit Ausnahme des vorbestimmten Bereichs eingestellt, in dem die Abweichung der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 hoch ist. Dementsprechend kann die Abweichung der Einspritzmenge zwischen den Zylindern oder von Einspritzung zu Einspritzung begrenzt sein. Zudem kann das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung nicht nur bei dem Einspritzintervall eingestellt werden, das länger ist als der vorbestimmte Bereich, sondern auch bei dem Einspritzintervall, das kürzer ist als der vorbestimmte Bereich. Somit kann im Vergleich zur herkömmlichen Technik (einem System, in dem das Einspritzintervall auf die Referenzzeit oder länger eingestellt ist) die Anzahl der Einspritzungen zum Zeitpunkt der geteilten Einspritzung verlängert werden, so dass die Entstehung von Partikeln reduziert wird, und die geteilte Einspritzung kann sogar in einem Betriebsbereich ausgeführt werden, wo der Einlasshub oder der Verdichtungshub kurz ist (einem Bereich in dem die Maschinendrehzahl hoch ist). Somit kann die geteilte Einspritzung bei der Ausführung der geteilten Einspritzung bei einer begrenzten Abweichung der Einspritzmenge effektiv verwendet werden.
Zudem wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verbots-Einspritzintervall Tb gemäß der Kraftstofftemperatur (Ersatzinformation für die Viskosität des Kraftstoffs) und dem Kraftstoffdruck berechnet; und indem der vorbestimmte Bereich (Tb ± ΔT) unter Bezugnahme auf dieses Verbots-Einspritzintervall Tb eingestellt wird, wird der vorbestimmte Bereich gemäß der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck eingestellt. Dementsprechend kann der vorbestimmte Bereich entsprechend der Abweichung des Bereichs, in dem die Abweichung der Einspritzmenge hoch ist, gemäß der Viskosität oder dem Druck des Kraftstoffs verändert werden, und der vorbestimmte Bereich kann dadurch angemessen eingestellt werden.
Wenn das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung bei dem Intervall eingestellt wird, das kürzer ist als der vorbestimmt Bereich, kann eine gewisse Abweichung der Einspritzmenge von der erforderlichen Einspritzmenge entstehend. Die vorliegende Ausführungsform wird jedoch auf das System angewendet, das die Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Steuerung ausführt. Selbst wenn dementsprechend die Abweichung der Einspritzmenge erzeugt wird, indem das Einspritzintervall der geteilten Einspritzung bei dem Intervall eingestellt wird, das kürzer ist als der vorbestimmte Bereich, kann diese Abweichung der Einspritzmenge durch die Kraftstoff/Luftverhältnis-F/B-Steuerung rasch korrigiert werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Kraftstofftemperatur als Ersatzinformation für die Viskosität des Kraftstoffs verwendet. Stattdessen kann z. B. der Type des Kraftstoffs als die Ersatzinformation für die Viskosität des Kraftstoffs verwendet werden, oder sowohl die Kraftstofftemperastur als auch der Typ des Kraftstoffs können als Ersatzinformation für die Viskosität des Kraftstoffs herangezogen werden.
Zusätzlich wird in der vorstehenden Ausführungsform der vorbestimmte Bereich gemäß sowohl der Viskosität des Kraftstoffs (z. B. der Kraftstofftemperatur) als auch dem Kraftstoffdruck eingestellt. Stattdessen kann z. B. der vorbestimmte Bereich gemäß einer von der Viskosität des Kraftstoffs (z. B. der Kraftstofftemperatur oder dem Kraftstofftyp) und dem Kraftstoffdruck eingestellt werden.
Obgleich die vorstehende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikations- und Äquivalenzanordnungen abdecken. Darüber hinaus sind trotz der verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen auch andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr oder weniger oder nur einem einzigen Element ebenfalls vom Gedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung umfasst.

Claims

Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine (11) mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff, aufweisend: ein Kraftstoffeinspritzventil (21), das einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine (11) einspritzt; und eine Einspritzungssteuereinrichtung (30) zum Ausführen einer geteilten Einspritzung zum Einspritzen einer erforderlichen Einspritzmenge des Kraftstoffs in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil (21) in den Zylinder, wobei beim Ausführen der geteilten Einspritzung die Einspritzungssteuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung selbst dann erlaubt, wenn ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer ist als ein Bereich einer Untergrenze (Tb – ΔT) von einem vorbestimmten Bereich (Tb ± ΔT), wo eine Abweichung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (21) hoch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzungsteuerungseinrichtung (30) den vorbestimmten Bereich (Tb ± ΔT) gemäß zumindest einer Viskosität und/oder einem Kraftstoffdruck einstellt.
Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine (11) mit einer Zylindereinspritzung von Kraftstoff, aufweisend: ein Kraftstoffeinspritzventil (21), das einen Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine (11) einspritzt; und eine Einspritzungssteuereinrichtung (30) zum Ausführen einer geteilten Einspritzung zum Einspritzen einer erforderlichen Einspritzmenge des Kraftstoffs in mehreren Einspritzungen durch das Kraftstoffeinspritzventil (21) in den Zylinder, wobei beim Ausführen der geteilten Einspritzung die Einspritzungssteuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung selbst dann erlaubt, wenn ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ein Einspritzintervall ist, das kürzer ist als ein Bereich einer Untergrenze (Tb – ΔT) von einem vorbestimmten Bereich (Tb ± ΔT), wo eine Abweichung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (21) hoch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzungssteuerungseinrichtung (30) eine Kraftstoff/Luftverhältnis-Feedbacksteuerung ausführt, wodurch die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (21) derart korrigiert wird, dass ein Kraftstoff/Luftverhältnis des Abgases aus der Brennkraftmaschine (11) einem Soll-Kraftstoff/Luftverhältnis entspricht.
Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei beim Ausführen der geteilten Einspritzung die Einspritzungssteuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung bei einem Einspritzintervall innerhalb des vorbestimmten Bereichs (Tb ± ΔT) verhindert.