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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2003-21024 (
JP 2003- 21 024 A ) offenbart die Implementierung einer Vielzahl von Teilhubeinspritzungen zum Anheben eines Nadelventils um einen kleineren Betrag als einen vollen Hubbetrag.
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DE 10 2007 000 323 A1 offenbart eine ECU, die zwangsweise einen Betriebszustand eines Verbrennungsmotorhauptkörpers stabilisiert, wenn die ECU die Charakteristiken von mehreren Einspritzelementen lernt, die in dem Verbrennungsmotorhauptkörper montiert sind. Zu dieser Zeit führt die ECU ein Kraftstoffeinspritzen gemäß einem verringerten Einspritzmuster durch, dessen Einspritzzeitanzahl von der eines regulären Einspritzmusters verringert ist, das unter einer gewissen Bedingung angestellt ist. Somit, selbst wenn die ECU die Charakteristiken der Einspritzelemente nicht gelernt hat, schaltet der Verbrennungsmotorhauptkörper zu dem Betriebszustand, der zwangsweise durch die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem verringerten Einspritzmuster stabilisiert ist. Als eine Folge kann ein anschließendes Lernen der Charakteristiken der Einspritzelemente sicher durchgeführt werden.
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DE 102 40 476 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von gegebenenfalls auftretenden Motorlaufstörungen einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Fahrzeugs.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Teilhubeinspritzung ist eine Einspritzung, bei der ein Schließen des Nadelventils beginnt, bevor der Nadelhubbetrag den vollen Hubbetrag erreicht. Deshalb gibt es in der Teilhubeinspritzung eine Möglichkeit einer größeren Fluktuation bzw. Schwankung in dem Nadelhubbetrag verglichen mit der Vollhubeinspritzung. Diese Fluktuation wird als eine Fluktuation in der Form des Sprühnebels in jeder von den entsprechenden Teilhubeinspritzungen repräsentiert. Wenn eine Fluktuation in der Form des Sprühnebels auftritt, verschlechtern sich die Eigenschaften des Abgases, das von der Brennkammer der Brennkraftmaschine abgegeben wird, und eine Fahrbarkeit wird schlechter.
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Dies betrifft einen Fall, in dem eine Aufteilungseinspritzsteuerung implementiert ist, in der die Teilhubeinspritzung mehrmals während eines Maschinenzyklus ausgeführt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine zu bieten, welche eine Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften und einer Fahrbarkeit in Fällen unterdrücken, in denen eine Aufteilungseinspritzsteuerung ausgeführt wird.
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Diese Erfindung bietet eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1 und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, welche eine Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften und einer Fahrbarkeit in Fällen unterdrücken, in denen eine Aufteilungseinspritzsteuerung ausgeführt wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der Unteransprüche.
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In einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die sich auf einen ersten Aspekt dieser Erfindung bezieht, weist die Brennkraftmaschine ein Kraftstoffeinspritzventil auf, das Kraftstoffe direkt in einen Zylinder einspritzt. Die Steuervorrichtung weist eine elektronische Steuereinheit (ECU) auf. Die ECU ist gestaltet, um eine Aufteilungseinspritzsteuerung auszuführen, um Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen einzuspritzen. Die ECU ist gestaltet, um eine Teilungszahlverringerungssteuerung auszuführen, wenn der Wert eines Sprühnebelformparameters, der die Sprühnebelformfluktuation repräsentiert, größer als ein Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist. Die Teilungszahlverringerungssteuerung ist eine Steuerung zum Verringern der Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus und zum Verlängern eine Einspritzzeit von jeder von den Teilhubeinspritzungen.
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Gemäß der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit zu unterdrücken. Genauer gesagt ist die Menge an Kraftstoff, die durch eine Teilhubeinspritzung eingespritzt wird, tatsächlich sehr klein. Folglich, wenn eine Aufteilungseinspritzsteuerung ausgeführt wird, gibt es einen Vorteil dardurch, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, gefördert wird. Jedoch, obwohl dieser Vorteil durch eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzsteuerung erlangt wird, ist der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung tatsächlich sehr klein, und deshalb tritt eine Fluktuation in dem Nadelhubbetrag von jeder Teilhubeinspritzung auf, und in Übereinstimmung damit besteht eine Möglichkeit eines Anstiegs in der Fluktuation der Sprühnebelform. Wenn die Fluktuation der Sprühnebelform groß ist, dann besteht eine Möglichkeit einer Verschlechterung in den Abgaseigenschaften oder der Fahrbarkeit.
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Im vorliegenden Fall, gemäß der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, wenn es eine große Fluktuation in der Sprühnebelform gibt (mit anderen Worten, wenn der Sprühnebelformparameter größer ist als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert), dann wird die Zahl der Teilungen bzw. Unterteilungen reduziert und in Übereinstimmung damit wird die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung verlängert. Dadurch wird der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung größer und die Fluktuation in der Sprühnebelform wird kleiner. Folglich ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit zu unterdrücken.
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In der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die ECU die Ausführung der Aufteilungseinspritzsteuerung verhindern, wenn der Wert des Sprühnebelformparameters nach einer Ausführung der Teilungszahlverringerungssteuerung größer ist als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert. Dementsprechend, wenn eine Fluktuation in der Sprühnebelform nicht eliminiert wurde (mit anderen Worten, wenn der Wert des Sprühnebelformparameters größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist), trotz einem Verringertseins der Anzahl von Teilungen bzw. Unterteilungen, wird dann die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert, und danach wird eine normale Einspritzung ausgeführt. Folglich ist es möglich, noch zuverlässiger eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit zu unterdrücken.
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In der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern versehen sein. Die ECU kann eine Teilungszahlkompensationssteuerung ausführen, wenn die Ausführung der Aufteilungseinspritzsteuerung für einen Zylinder verhindert ist. Die Teilungszahlkompensationssteuerung kann eine Steuerung zum Erhöhen der Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus und zum Verkürzen der Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung in zumindest einem von den verbleibenden Zylindern sein. Wie vorangehend beschrieben ist, zeigt eine Aufteilungseinspritzung einen Vorteil darin, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, dadurch gefördert wird. Folglich, wenn eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzung in einem beliebigen Zylinder verhindert wird, dann wird kein Vorteil aus der Aufteilungseinspritzung in Bezug auf diesen Zylinder erlangt. Jedoch, wenn die Anzahl von Teileinspritzungen in einem Maschinenzyklus in zumindest einem der verbleibenden Zylinder erhöht wird, dann ist es möglich, den Vorteil, der aus der Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine erreicht wird, in Gänze beizubehalten.
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In der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern versehen sein. Die ECU kann die Teilungszahlkompensationssteuerung ausführen, wenn die Teilungszahleinspritzsteuerung für einen Zylinder ausgeführt wird. Die Teilungszahlkompensationssteuerung kann eine Steuerung zum Erhöhen der Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus und zum Verkürzen der Einspritzzeit von jedem von den Teilhubeinspritzungen in zumindest einem von den verbleibenden Zylindern sein. Wie vorangehend beschrieben ist, zeigt eine Aufteilungseinspritzung einen Vorteil darin, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, dadurch gefördert wird. Deshalb, wenn die Zahl von Teilungen bzw. Unterteilungen in einem beliebigen Zylinder reduziert ist (mit anderen Worten wird eine Teilungszahlverringerungssteuerung ausgeführt), wird der Vorteil, der aus der Aufteilungseinspritzung erlangt wird, bezüglich diesem Zylinder reduziert. Jedoch, wenn die Zahl von Teileinspritzungen in einem Maschinenzyklus in zumindest einem von den verbleibenden Zylindern erhöht wird, dann ist es möglich, den Vorteil, der aus einer Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine erlangt wird, in Gänze beizubehalten.
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In der Steuervorrichtung, die den ersten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die ECU eine Teilungszahlerhöhungssteuerung ausführen, wenn ein Wert des Sprühnebelformparameters kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist. Die Teilungszahlverringerungssteuerung kann eine Steuerung sein, um die Zahl bzw. Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus zu erhöhen und um eine Einspritzzeit von jeder von den Teilhubeinspritzungen zu verkürzen. Dementsprechend wird die Anzahl von Teilungen erhöht, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Fluktuation der Sprühnebelform innerhalb eines tolerierbaren Bereichs gelangt (mit anderen Worten, dass der Sprühnebelformparameter bei oder unterhalb des Teilungszahlverringerungsbestimmungswerts gehalten wird), selbst wenn die Zahl der Teilungen erhöht wird. Deshalb ist es möglich, den Vorteil einer Aufteilungseinspritzung effektiver zu erreichen.
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In dem Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, das sich auf einen zweiten Aspekt dieser Erfindung bezieht, weist die Brennkraftmaschine ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, und eine ECU auf.
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Das Steuerverfahren weist folgendes auf: ein Ausführen einer Aufteilungseinspritzsteuerung durch die ECU, um Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen einzuspritzen; und ein Ausführen einer Teilungszahlverringerungssteuerung durch die ECU, wenn der Wert eines Sprühnebelparameters, der eine Sprühnebelformfluktuation repräsentiert, größer als ein Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist. Die Teilungszahlverringerungssteuerung ist eine Steuerung, um die Zahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus zu reduzieren und um eine Eispritzzeit von jeder von den Teilhubeinspritzungen zu verlängern.
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Gemäß dem Steuerverfahren, das sich auf den zweiten Aspekt dieser Erfindung bezieht, ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit nieder zu halten bzw. zu unterdrücken. Mit anderen Worten ist die Menge von Kraftstoff, die durch eine Teilhubeinspritzung eingespritzt wird, tatsächlich sehr klein. Folglich, wenn eine Aufteilungseinspritzsteuerung ausgeführt wird, besteht ein Vorteil darin, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, gefördert wird. Jedoch, obwohl dieser Vorteil durch eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzsteuerung erlangt wird, ist der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung tatsächlich sehr klein, und deshalb tritt eine Fluktuation in dem Nadelhubbetrag von jeder Teilhubeinspritzung auf, und dementsprechend besteht eine Möglichkeit einer Erhöhung in der Fluktuation der Sprühnebelform. Wenn die Fluktuation der Sprühnebelform groß ist, dann besteht außerdem eine Möglichkeit einer Verschlechterung in den Abgaseigenschaften oder der Fahrbarkeit.
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Im vorliegenden Fall, gemäß dem Steuerverfahren, das den zweiten Aspekt dieser Erfindung betrifft, wenn es eine große Fluktuation in der Sprühnebelform gibt (mit anderen Worten, wenn der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist), dann wird die Zahl der Teilungen reduziert, und dementsprechend wird die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung verlängert. Dadurch wird der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung größer und die Fluktuation in der Sprühnebelform wird kleiner. Folglich ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit nieder zu halten bzw. zu unterdrücken.
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In dem Steuerverfahren, das den zweiten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann eine Ausführung der Aufteilungseinspritzsteuerung durch die ECU verhindert werden, wenn der Wert des Sprühnebelformparameters nach einer Ausführung der Teilungszahlverringerungssteuerung größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist. Dementsprechend, wenn eine Fluktuation in der Sprühnebelform nicht eliminiert wurde (mit anderen Worten, wenn der Wert des Sprühnebelformparameters größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist), trotz eines Reduziertseins der Zahl von Teilungen, dann wird die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert und danach eine normale Einspritzung ausgeführt. Folglich ist es möglich, noch zuverlässiger eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit zu unterdrücken.
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In dem Steuerverfahren, das den zweiten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern versehen sein. Eine Teilungszahlkompensationssteuerung kann durch die ECU ausgeführt werden, wenn die Ausführung der Aufteilungseinspritzsteuerung für einen Zylinder verhindert wird. Die Teilungszahlkompensationssteuerung kann eine Steuerung zum Erhöhen der Zahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus und einem Verkürzen der Einspritzzeit von jeder der Teilhubeinspritzungen in zumindest einem der verbleibenden Zylindern sein. Wie vorangehend beschrieben ist, zeigt eine Aufteilungseinspritzung einen Vorteil darin, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, dadurch gefördert wird. Folglich, falls eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzung in einem beliebigen Zylinder verhindert wird, wird kein Vorteil aus der Aufteilungseinspritzung in Bezug auf diesen Zylinder erlangt. Jedoch, wenn die Anzahl von Teileinspritzungen in einem Maschinenzyklus in zumindest einem der verbleibenden Zylindern erhöht wird, dann ist es möglich, den Vorteil, der aus der Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine erreicht wird, als ein Ganzes beizubehalten.
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In dem Steuerverfahren, das den zweiten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann die Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern versehen sein. Die Teilungszahlkompensationssteuerung kann durch die ECU ausgeführt werden, wenn die Teilungszahlverringerungssteuerung für einen Zylinder ausgeführt wird. Die Teilungszahlkompensationssteuerung kann eine Steuerung zum Erhöhen der Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus und Verkürzen der Einspritzzeit von jeder der Teilhubeinspritzungen in zumindest einem der verbleibenden Zylindern sein. Wie vorangehend beschrieben ist, zeigt eine Aufteilungseinspritzung einen Vorteil darin, dass die Spezifizierung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, dadurch gefördert wird. Deshalb, wenn die Zahl von Teilungen in einem beliebigen Zylinder reduziert ist (mit anderen Worten, die Teilungszahlverringerungssteuerung ausgeführt wird), dann ist der Vorteil, der aus einer Aufteilungseinspritzung erreicht wird, in Bezug auf diesen Zylinder reduziert. Jedoch, wenn die Zahl von Teileinspritzungen in einem Maschinenzyklus in zumindest einem der verbleibenden Zylindern erhöht wird, dann ist es möglich, den Vorteil, der aus einer Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine erreicht wird, als ein Ganzes beizubehalten.
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In dem Steuerverfahren, das einen zweiten Aspekt dieser Erfindung betrifft, kann eine Teilungszahlerhöhungssteuerung durch die ECU ausgeführt werden, wenn der Wert des Sprühnebelformparameters kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist. Die Teilungszahlverringerungssteuerung kann eine Steuerung sein, um die Anzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus zu erhöhen und um eine Einspritzzeit von jeder von den Teilhubeinspritzungen zu verkürzen. Dementsprechend wird die Zahl von Teilungen erhöht, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Fluktuation der Sprühnebelform innerhalb eines tolerierbaren Bereichs gelangt (mit anderen Worten, dass der Sprühnebelformparameter an oder unterhalb des Teilungszahlverringerungsbestimmungswerts bleibt), selbst wenn die Zahl von Teilungen erhöht wird. Deshalb ist es möglich, den Vorteil einer Aufteilungseinspritzung noch effektiver zu erlangen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
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1 eine Brennkraftmaschine zeigt, an der die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung angewendet ist;
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2 einen Längsschnitt der Brennkraftmaschine in 1 zeigt;
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3 ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
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4A eine Variation in dem Nadelhubbetrag in dem Fall einer Vollhubeinspritzung zeigt;
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4B eine Variation in dem Nadelhubbetrag in dem Fall einer Teilhubeinspritzung zeigt;
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5A die vordere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils zeigt, wenn die vordere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils von außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils entlang der Einspritzventilachse betrachtet wird;
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5B einen Querschnitt entlang einer Linie 5B-5B in 5A zeigt;
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5C einen Querschnitt entlang einer Linie 5C-5C in 5A zeigt;
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6A einen Kraftstoffnebel in dem Fall einer Vollhubeinspritzung zeigt;
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6B einen Kraftstoffsprühnebel in dem Fall einer Teilhubeinspritzung zeigt;
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7A ein Diagramm zum Darstellen eines Sprühnebelwinkels in dem Fall einer Vollhubeinspritzung ist;
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7B ein Diagramm zum Darstellen eines Sprühnebelwinkels in dem Fall einer Teilhubeinspritzung ist;
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8A ein Kennfeld von Solleinspritzmengen zeigt;
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8B ein Kennfeld von Referenzzahlen von Teilungen zeigt;
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9 ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer Teilungszahlsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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10 ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzsteuerablaufs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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11 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
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12 ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer Teilungszahlsteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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13 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
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14 ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer Teilungszahlsteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
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15 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
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16 ein weiteres Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
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17 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
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18 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt; und
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19 ein Beispiel eines Teilungszahlsteuerablaufs gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird eine erste Ausführungsform dieser Erfindung nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Brennkraftmaschine, auf die die Verbrennungskraftstoffsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung angewendet werden kann, ist in 1 und 2 gezeigt. In 1 und 2 repräsentiert Bezugszeichen 10 einen Hauptkörper der Brennkraftmaschine (nachfolgend „Maschinenhauptkörper“), Bezugszeichen 11 repräsentiert ein Kraftstoffeinspritzventil, Bezugszeichen 12 repräsentiert einen Zylinderkopf, Bezugszeichen 13 repräsentiert einen Zylinderblock, Bezugszeichen 14 repräsentiert ein Einlassventil, Bezugszeichen 15 repräsentiert ein Abgasventil, Bezugszeichen 16 repräsentiert eine Zündkerze, Bezugszeichen 17 repräsentiert einen Zylinderinnendrucksensor, Bezugszeichen 18 repräsentiert eine Brennkammer, Bezugszeichen 19 repräsentiert einen Kolben, Bezugszeichen 60 repräsentiert einen Lufteinlassdurchgang, Bezugszeichen 61 repräsentiert einen Lufteinlasskrümmer, Bezugszeichen 62 repräsentiert ein Lufteinlassrohr, Bezugszeichen 63 repräsentiert ein Drosselventil, Bezugszeichen 64 repräsentiert einen Drosselventilaktor, Bezugszeichen 65 repräsentiert einen Luftmengenmesser, Bezugszeichen 66 repräsentiert einen Luftfilter, Bezugszeichen 70 repräsentiert einen Abgasdurchgang, Bezugszeichen 71 repräsentiert einen Abgaskrümmer, Bezugszeichen 72 repräsentiert ein Abgasrohr bzw. eine Abgasleitung, Bezugszeichen 73 repräsentiert einen Luftkraftstoffverhältnissensor, Bezugszeichen 74 repräsentiert einen Abgassteuerkatalysator, Bezugszeichen 80 repräsentiert einen Kurbelpositionssensor, Bezugszeichen 81 repräsentiert ein Beschleunigerpedal, Bezugszeichen 82 repräsentiert einen Beschleunigerpedalniederdrückbetragssensor und Bezugszeichen 90 repräsentiert eine ECU.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 11 ist in einem Abschnitt des Maschinenhauptkörpers 10 auf der Seite des Abgasventils 14 (zum Beispiel dem Abschnitt des Zylinderkopfs 12 oder dem Abschnitt des Zylinderblocks 13) in dem oberen Abschnitt der Innenseite des Zylinders (mit anderen Worten in der Brennkammer 18) installiert.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 11, die Zündkerze 16 und der Drosselventilaktor 64 sind elektrisch mit der ECU 90 verbunden. Die ECU 90 führt ein Steuersignal zum Steuern des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils 11 zu dem Kraftstoffeinspritzventil 11 zu. Ferner führt die ECU 90 ein Steuersignal zum Steuern des Betriebs der Zündkerze 16 zu der Zündkerze 16 zu. Ferner führt die ECU 90 ein Steuersignal zum Steuern des Betriebs des Drosselventilaktors 64 zu dem Drosselventilaktor 64 zu.
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Darüber hinaus sind der Zylinderinnendrucksensor 17, der Luftmengenmesser 65, der Luftkraftstoffverhältnissensor 73, der Kurbelpositionssensor 80 und der Beschleunigerpedalniederdrückbetragssensor 82 elektrisch mit der ECU 90 verbunden. Der Zylinderinnendrucksensor 17 gibt ein Signal aus, das dem Zylinderinnendruck entspricht (und mit anderen Worten dem Druck innerhalb des Zylinders), und dieses Signal wird an die ECU 90 eingegeben. Die ECU 90 berechnet den Zylinderinnendruck auf der Basis dieses Signals. Der Luftmengenmesser 65 gibt ein Signal aus, das der Menge von Luft entspricht, die dort hindurch führt, und dieses Signal wird an die ECU 90 eingegeben. Die ECU 90 berechnet die Einlassluftmenge (mit anderen Worten die Menge von Luft, die in die Brennkammer 18 genommen wird) auf der Basis dieses Signals. Der Luftkraftstoffverhältnissensor 73 gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas entspricht, das an demselben ankommt, und dieses Signal wird an die ECU 90 eingegeben. Die ECU 90 berechnet das Luftkraftstoffverhältnis des Abgases (mit anderen Worten das Luftkraftstoffverhältnis des Luftgemisches, das innerhalb der Brennkammer 18 ausgebildet ist) auf der Basis dieses Signals. Der Kurbelpositionssensor 80 gibt ein Signal aus, das der Phase der Kurbelwelle (nicht dargestellt) entspricht, und dieses Signal wird an die ECU 90 eingegeben. Die ECU 90 berechnet die Maschinenumdrehungen auf der Basis dieses Signals. Der Beschleunigerpedalniederdrückbetragssensor 82 gibt ein Signal aus, das dem Niederdrückbetrag des Beschleunigerpedals 81 entspricht, und dieses Signal wird an die ECU 90 eingegeben. Die ECU 90 berechnet die erforderliche Last (mit anderen Worten, die Maschinenlast) auf der Basis dieses Signals.
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3 zeigt eine Konfiguration eines Kraftstoffeinspritzventils 11. In 3 repräsentiert Bezugszeichen 30 eine Düse, Bezugszeichen 31 repräsentiert ein Nadelventil, Bezugszeichen 32 repräsentiert eine Kraftstoffeinspritzöffnung (nachfolgend „Einspritzöffnung“ genannt), Bezugszeichen 33 repräsentiert einen Kraftstoffdurchgang, Bezugszeichen 34 repräsentiert einen Solenoid, Bezugszeichen 35 repräsentiert eine Feder, Bezugszeichen 36 repräsentiert einen Kraftstoffeinlassanschluss und Bezugszeichen 37 repräsentiert eine Einspritzventilachse. Die Einspritzventilachse 37 ist eine axiale Linie, die sich in der Längsrichtung des Kraftstoffeinspritzventils 11 erstreckt. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 ist ein Kraftstoffeinspritzventil einer sogenannten Einwärtshubart. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 kann eine von einer Vollhubeinspritzung und einer Teilhubeinspritzung ausführen. Eine Vollhubeinspritzung ist eine Kraftstoffeinspritzung, in der das Nadelventil 31 bis zu einem maximalen Hubbetrag angehoben wird (mit anderen Worten die Maximalhubeinspritzung), wie in 4A gezeigt ist, und eine Teilhubeinspritzung ist eine Kraftstoffeinspritzung, in der das Nadelventil 31 lediglich bis zu einem Hubbetrag angehoben wird, welcher kleiner als der maximale Hubbetrag ist (mit anderen Worten die Teilhubeinspritzung), wie in 4B gezeigt ist. Der Nadelhubbetrag kann durch ein Steuern der Stromdurchgangszeit in dem Kraftstoffeinspritzventil 11 gesteuert werden. 4A zeigt die Entwicklung des Nadelhubbetrags in einem Vollhubeinspritzungszyklus, und 4B zeigt die Entwicklung des Nadelhubbetrags in drei vollen Teilhubeinspritzungen.
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5A bis 5C zeigen die Konfiguration einer Einspritzöffnung 32 des Kraftstoffeinspritzventils 11 gemäß der ersten Ausführungsform und dessen Peripherie. 5A zeigt die vordere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 11, wenn die vordere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 11 von außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 11 entlang der Einspritzventilachse 37 aus betrachtet wird. 5B zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie 5B-5B in 5A, und 5C zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie 5C-5C in 5A. In 5A bis 5C repräsentiert ein Bezugszeichen 30 eine Düse, ein Bezugszeichen 31 repräsentiert ein Nadelventil, ein Bezugszeichen 32 repräsentiert eine Einspritzöffnung, ein Bezugszeichen 37 repräsentiert eine Kraftstoffventilachse, ein Bezugszeichen 38 repräsentiert einen Sack, ein Bezugszeichen 39 repräsentiert einen Nadelsitzabschnitt (nachfolgend „Sitzabschnitt“), ein Bezugszeichen 40 repräsentiert eine Düsensitzwandfläche, ein Bezugszeichen 41 repräsentiert eine Nadelsitzwandfläche, ein Bezugszeichen 44 repräsentiert einen Einströmanschluss und ein Bezugszeichen 45 repräsentiert einen Ausströmanschluss.
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Die Düsensitzwandfläche 40 ist die Wandfläche, an der die Nadelsitzwandfläche 41 gesetzt ist, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 11 vollständig geschlossen ist (mit anderen Worten, wenn der Nadelhubbetrag Null wurde).
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Die Einspritzöffnung 32 hat einen Einströmanschluss 44 und einen Ausströmanschluss 45. Der Einströmanschluss 44 ist zu dem Sack 38 hin offen und Kraftstoff strömt in die Einspritzöffnung 32 über den Einströmanschluss 44. Der Ausströmanschluss 45 ist zu der Außenseite des Kraftstoffeinspritzventils 11 hin offen und Kraftstoff wird von dem Ausströmanschluss 45 aus eingespritzt.
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Die Einspritzöffnung 32 des Kraftstoffeinspritzventils 11 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine schlitzförmige Einspritzöffnung. Mit anderen Worten, wenn die Einspritzöffnung 32 in diesem seitlichen Querschnitt betrachtet wird, wie in 5A gezeigt ist, hat die Einspritzöffnung 32 einen rechtwinklig geformten seitlichen Querschnitt. Im vorliegenden Fall ist der seitliche Querschnitt der Einspritzöffnung der Querschnitt, wenn die Einspritzöffnung in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse der Einspritzöffnung geschnitten ist. Ferner, wenn die Einspritzöffnung 32 entlang dem Querschnitt B-B betrachtet wird, wie in 5B gezeigt ist, dann hat die Einspritzöffnung 32 eine Fächer- bzw. Lüfterform, die sich von dem Einströmanschluss 44 zu dem Ausströmanschluss 45 hin ausdehnt. Folglich wird der Strömungskanalquerschnitt der Einspritzöffnung 32 allmählich größer von dem Einströmanschluss 44 zu dem Ausströmanschluss 45. Sicherlich ist der Strömungskanalquerschnitt des Ausströmanschluss 45 größer als der Strömungskanalquerschnitt des Einströmanschlusses 44. Ferner, wenn die Einspritzöffnung 32 in diesem Längsquerschnitt betrachtet wird, wie in 5C gezeigt ist, hat die Einspritzöffnung 32 einen im Wesentlichen rechtwinklig geformten Querschnitt. Im vorliegenden Fall ist der Längsquerschnitt der Einspritzöffnung der Querschnitt, der erlangt wird, wenn die Öffnung in einer einzelnen Ebene geschnitten wird, die die Mittelachse der Einspritzöffnung und die Einspritzventilachse 32 aufweist.
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6A und 6B zeigen den Kraftstoffsprühnebel (nachfolgend „Sprühnebel“ genannt) 50, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 der ersten Ausführungsform aus eingespritzt wird. 6A und 6B zeigen den Sprühnebel in einem Fall, in dem die vordere Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 11 von außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 11 entlang der Einspritzventilachse 37 aus betrachtet wird. 6A zeigt einen Sprühnebel in dem Fall einer Vollhubeinspritzung, und 6B zeigt einen Sprühnebel in dem Fall einer Teilhubeinspritzung.
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Wie in 7A und 7B gezeigt ist, ist in dem Kraftstoffeinspritzventil 11 gemäß der ersten Ausführungsform der Sprühnebelwinkel 52 in dem Fall einer Vollhubeinspritzung (siehe 7A) größer als der Sprühnebelwinkel 52 in dem Fall einer Teilhubeinspritzung (siehe 7B). Ferner ist die Durchdringungskraft in dem Fall der Vollhubeinspritzung größer als die Durchdringungskraft in dem Fall der Teilhubeinspritzung. Der Sprühnebelwinkel 52 ist der Winkel zwischen den äußeren Rändern 53 des Sprühnebels, und die Durchdringungskraft bzw. durchdringende Kraft ist die Kraft des Sprühnebels, der sich innerhalb des Zylinders vorwärts bewegt.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In der nachfolgend gegebenen Beschreibung ist die Einspritzmenge die Gesamtmenge von Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil in einem Zyklus bzw. einem Takt der Maschine eingespritzt wird. Maschinenbetrieb bedeutet den Betrieb der Brennkraftmaschine. Ferner ist eine Aufteilungseinspritzung eine Einspritzung, in der Kraftstoff einer Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen in einem Zyklus der Maschine eingespritzt wird. Ferner ist eine normale Einspritzung eine Einspritzung, in der Kraftstoff einer Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vollhubeinspritzung in einem Zyklus der Maschine eingespritzt wird.
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In der ersten Ausführungsform sind geeignete Einspritzmengen entsprechend dem Maschinenbetriebszustand vorab durch Experimente oder dergleichen bestimmt, und die bestimmten Einspritzmengen sind in der ECU 90 als Solleinspritzmengen Qt in der Form eines Kennfelds von Funktionen zwischen der Maschinendrehzahl N und der Maschinenlast L gespeichert, wie in 8A gezeigt ist. Während eines Maschinenbetriebs wird eine Solleinspritzmenge Qt entsprechend der Maschinendrehzahl N und der Maschinenlast L aus dem Kennfeld in 8 erlangt und eine Sollzahl von Unterteilungen wird erlangt (diese Sollzahl von Teilungen ist im Detail nachfolgend beschrieben). Die Menge, die erlangt wird, wenn die Solleinspritzmenge Qt, die auf diese Weise erlangt wird, durch die Sollzahl von Unterteilungen unterteilt wird, wird als die Solleinspritzmenge in einer Teilhubeinspritzung eingestellt (nachfolgend „Sollaufteilungseinspritzmenge“ genannt). Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils wird in solch einer Art und Weise gesteuert, dass Kraftstoff des Sollaufteilungseinspritzvolumens von dem Kraftstoffeinspritzventil durch entsprechende Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird. Mit anderen Worten, eine Aufteilungseinspritzung wird ausgeführt.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Diese Steuerung ist eine Steuerung zum Einstellen der Sollanzahl von Teilungen bzw. Unterteilungen, was vorangehend beschrieben ist. In der nachfolgend gegebenen Beschreibung ist die Sprühnebelform die Sprühnebelform von Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird. Ferner ist die Referenzsprühnebelform eine Sprühnebelform, die als eine normale Sprühnebelform vorbestimmt ist. Ferner ist der Sprühnebelformparameter ein Parameter, der die Differenz in der Sprühnebelform von der Referenzsprühnebelform repräsentiert. Alternativ ist der Sprühnebelformparameter ein Parameter, der einen Unterschied zwischen der Sprühnebelform in einer vorausgehend ausgeführten Teilhubeinspritzung und einer Sprühnebelform in einer nachfolgend ausgeführten Teilhubeinspritzung repräsentiert.
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In der ersten Ausführungsform sind geeignete Zahlen von Unterteilungen entsprechend dem Zustand eines Maschinenbetriebs vorab durch Experimentation oder dergleichen bestimmt, und die bestimmten Anzahlen von Unterteilungen sind in der ECU 90 als Referenzanzahlen von Unterteilungen Ndb in der Form eines Kennfelds von Funktionen zwischen der Maschinendrehzahl N und der Maschinenlast L gespeichert, wie in 8B gezeigt ist. Während eines Maschinenbetriebs wird die Referenzanzahl von Unterteilungen Ndb gemäß der Maschinendrehzahl N und der Maschinenlast L aus dem Kennfeld in 8B erlangt. Die Referenzanzahl von Unterteilungen Ndb, die dementsprechend erlangt ist, wird als die Sollanzahl von Unterteilungen eingestellt.
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Wenn eine Aufteilungseinspritzung unter Verwendung der Sollanzahl von Unterteilungen, die auf diese Weise eingestellt ist, ausgeführt wird, falls der Sprühnebelformparameter größer als ein Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, dann wird eine Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Anzahl von Sollunterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Sollanzahl von Unterteilungen eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine reduzierte Anzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung länger.
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Falls eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, wird dann, wenn der Sprühnebelformparameter gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen nicht geändert.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform wird hier mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 9 beschrieben. Wie in 9 gezeigt ist, ist an oder vor der Zeit T0 der Sprühnebelformparameter gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert, und deshalb wird die Sollanzahl von Teilungen nicht geändert und wird bei fünf beibehalten. Zu der Zeit T0, falls der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert wird, dann wird die Sollanzahl von Unterteilungen um eins verringert und auf vier eingestellt. Dadurch wird der Sprühnebelformparameter gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert.
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Die Menge von Kraftstoff, die durch eine Teilhubeinspritzung eingespritzt wird, ist tatsächlich sehr klein. Folglich, falls eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, gibt es einen Vorteil darin, dass die Zerstäubung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, gefördert wird. Jedoch, obwohl dieser Vorteil durch eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzung erlangt wird, ist der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung tatsächlich sehr klein, und deshalb tritt eine Fluktuation in dem Nadelhubbetrag von jeder Teilhubeinspritzung auf, und in Übereinstimmung damit besteht eine Möglichkeit eines Anstiegs in der Fluktuation der Sprühnebelform. Falls die Fluktuation des Sprühnebels groß ist, dann besteht außerdem eine Möglichkeit einer Verschlechterung in den Abgaseigenschaften oder der Fahrbarkeit.
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Im vorliegenden Fall wird gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der ersten Ausführungsform, falls es eine große Fluktuation in der Sprühnebelform gibt, die Anzahl von Unterteilungen dann reduziert, und in Übereinstimmung damit wird die Einspritzzeit der Teilhubeinspritzungen länger. Dadurch wird der Nadelhubbetrag in einer Teilhubeinspritzung größer und die Fluktuation in der Sprühnebelform wird kleiner. Folglich ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit nieder zu halten. Falls das Abgas Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) in dem Abgas aufweist und die Mengen dieser Substanzen groß sind, dann wird es erachtet, dass die Abgaseigenschaften sich verschlechtert haben.
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Die Sprühnebelform hat einen Effekt auf Faktoren, wie zum Beispiel den Betrag einer Abweichung bzw. Variation in dem Drehmoment, den Betrag einer Abweichung in dem Innendruck des Zylinders, den Betrag einer Abweichung in der Maschinenumdrehungszahl, die Abgaseigenschaften (zum Beispiel die Menge an unverbranntem Kohlenwasserstoff, etc.), Fehlzündungen usw. Genauer gesagt, falls es eine große Fluktuation in der Sprühnebelform gibt, dann ist der Betrag einer Abweichung in dem Drehmoment groß, der Betrag einer Abweichung in dem Innendruck des Zylinders ist groß, der Betrag einer Abweichung in der Maschinenumdrehungszahl ist groß, die Abgaseigenschaften (zum Beispiel ist die Menge der unverbrannten Kohlenwasserstoffe groß) verschlechtern sich und die Anzahl von Fehlzündungen ist groß.
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In der ersten Ausführungsform wird der Sprühnebelformparameter auf der Basis des Betrags einer Abweichung in dem Drehmoment, des Betrags einer Abweichung in dem Innendruck des Zylinders, des Betrags einer Abweichung in der Maschinenumdrehungszahl, der Abgaseigenschaften, der Fehlzündungszahlen usw. berechnet. In diesem Fall wird der Sprühnebelformparameter größer, je größer die Menge einer Abweichung in dem Drehmoment, oder je größer die Menge einer Abweichung in dem Innendruck des Zylinders, oder je größer der Betrag einer Abweichung in der Maschinenumdrehungszahl, oder je größer eine Verschlechterung in den Abgaseigenschaften, oder je größer die Anzahl von Fehlzündungen ist.
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Wenn der Sprühnebelformparameter berechnet wird, ist es wünschenswert, dass diese Berechnung ausgeführt werden sollte, falls der Maschinenbetrieb in einem stetigen Betriebszustand ist.
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Die erste Ausführungsform bezieht sich auf einen Fall, in dem die Steuervorrichtung dieser Erfindung auf eine Brennkraftmaschine angewendet ist, die mit einem Kraftstoffeinspritzventil versehen ist, das eine schlitzförmige Einspritzöffnung hat, jedoch kann diese Erfindung auch auf eine Brennkraftmaschine angewendet werden, die mit einem Kraftstoffeinspritzventil versehen ist, das eine Einspritzöffnung einer Form hat, die verschieden zu einer Schlitzform ist (zum Beispiel einer Einspritzöffnung mit einer runden zylindrischen Form).
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Der Kraftstoffeinspritzsteuerablauf gemäß der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 10 dargestellt. Wenn der Ablauf in 10 gestartet wird, wird zuerst in Schritt 10 bestimmt, ob ein Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen Fd gesetzt wurde oder nicht (Fd = 1). Das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen Fd ist gesetzt, wenn die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung angefordert ist, und wird zurückgesetzt, wenn die Ausführung einer normalen Einspritzung angefordert ist. In Schritt 10, falls es bestimmt ist, dass Fd = 1 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 11 fort, andererseits, falls es bestimmt ist, dass Fd nicht 1 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 14 fort.
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In Schritt 11 werden die Solleinspritzmenge Qt und die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) erlangt. Darauf wird in Schritt 12 eine Ventilöffnungszeit TAUd zum Einspritzen von dem Kraftstoffeinspritzventil in jeder Teilhubeinspritzung, eine Menge (= Qt/Nd(k)), die durch ein Teilen der Solleinspritzmenge Qt, die in Schritt 11 erlangt ist, durch die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k), die in Schritt 11 erlangt ist, berechnet. Danach wird in Schritt 13 eine Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung der Ventilöffnungszeit TAUd, die in Schritt 12 berechnet ist, ausgeführt und der Ablauf wird beendet. Genauer gesagt wird eine Kraftstoffeinspritzung für ein Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils in den entsprechenden Teilhubeinspritzungen während der Ventilöffnungszeit TAUd, die in Schritt 12 berechnet ist, ausgeführt und der Ablauf wird beendet.
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In Schritt 14 wird die Solleinspritzmenge Qt erlangt. Danach wird in Schritt 15 die Ventilöffnungszeit TAU zum Einspritzen der Solleinspritzmenge Q, die in Schritt 14 erlangt ist, durch eine Vollhubeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil berechnet. Danach wird in Schritt 13 eine Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung der Ventilöffnungszeit TAU, die in Schritt 15 berechnet ist, ausgeführt und der Ablauf wird beendet. Genauer gesagt wird eine Kraftstoffeinspritzung zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils in einer Vollhubeinspritzung während der Ventilöffnungszeit TAU, die in Schritt 15 berechnet ist, ausgeführt und der Ablauf wird beendet.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 11 dargestellt. Wenn der Ablauf in 11 gestartet wird, wird zuerst in Schritt 20 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth (Ps > Psth) ist. Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 21 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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In Schritt 21 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) gleich wie oder größer als 2 (Nd(k) ≥ 2) ist. Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Nd(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 22 fort, wobei die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) um eins verringert wird, und der Ablauf wird beendet. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Reduktion der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In einigen der Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, sind die Konfiguration und Steuerung von entsprechenden Ausführungsformen, welche nicht beschrieben sind, entsprechend die gleichen wie die Konfiguration und Steuerung der anderen Ausführungsformen, welche in dieser Spezifikation beschrieben sind, oder sind eine Konfiguration und Steuerung, die nachweislich aus der Konfiguration und Steuerung der anderen Ausführungsformen beim Erwägen der Konfiguration oder Steuerung der entsprechenden Ausführungsformen abgeleitet bzw. gefolgert werden können.
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In der Teilungszahlsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, falls der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, dann wird die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Sollanzahl von Unterteilungen eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine reduzierte Anzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung länger.
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Daraufhin, falls der Sprühnebelformparameter noch immer größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, nach einem Reduzieren der Sollanzahl von Unterteilungen, wird dann die Ausführung von Aufteilungseinspritzungen verhindert. In diesem Fall wird eine normale Einspritzung ausgeführt.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform wird hier mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 12 beschrieben. Wie in 12 gezeigt ist, ist bis zu der Zeit bzw. dem Zeitpunkt T0 das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen gesetzt, und deshalb ist die Sollanzahl von Unterteilungen auf fünf gesetzt und eine Aufteilungseinspritzung wird ausgeführt. An und vor dem Zeitpunkt T0 ist der Sprühnebelformparameter gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert, und deshalb wird die Sollanzahl von Unterteilungen nicht geändert und wird bei fünf beibehalten. Zu der Zeit T0, falls der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert wird, wird dann die Sollanzahl von Unterteilungen um eins verringert und auf vier eingestellt.
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Von der Zeit T0 an wird eine Aufteilungseinspritzung mit der Sollanzahl von Unterteilungen ausgeführt, die auf vier eingestellt ist. In diesem Fall, da der Sprühnebelformparameter noch immer größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wird dann das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen zum Zeitpunkt T1 zurückgesetzt bzw. gelöscht. Mit anderen Worten wird die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert.
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Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der zweiten Ausführungsform, falls der Sprühnebelformparameter groß ist, mit anderen Worten, falls eine Fluktuation in der Sprühnebelform nicht eliminiert wurde, trotz eines Reduziertseins der Anzahl von Unterteilungen, wird dann die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert und danach eine normale Einspritzung ausgeführt. Folglich ist es möglich, zuverlässig eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit zu unterdrücken.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der zweiten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 13 dargestellt. Wenn der Ablauf in 13 gestartet wird, wird es zuerst in Schritt 30 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist (Ps > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 31 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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In Schritt 31 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) gleich wie oder größer als 2 (Nd(k) ≥ 2) ist. Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 32 fort, die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) wird um eins verringert und der Ablauf fährt dann mit Schritt 33 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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In Schritt 33 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist (Ps > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 34 fort, das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen Fd wird zurückgesetzt bzw. gelöscht und der Ablauf endet. In diesem Fall wird die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert und eine normale Einspritzung wird ausgeführt. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Aufteilungseinspritzung in Übereinstimmung mit der Sollanzahl von Unterteilungen ausgeführt, die in Schritt 32 reduziert wurde.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In dieser Steuerung, falls der Sprühnebelformparameter, der einen beliebigen Zylinder betrifft (nachfolgend „bestimmter Zylinder“ genannt), größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, dann wird die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Sollanzahl von Unterteilungen für den in Frage stehenden Zylinder eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine reduzierte Anzahl von Teilhubeinspritzungen hinsichtlich des in Frage stehenden Zylinders eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung länger.
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Falls der Sprühnebelformparameter noch immer größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, nachdem die Sollanzahl von Unterteilungen verringert wurde, die den in Frage stehenden Zylinder betrifft, wird dann die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung in Bezug auf diesen Zylinder verhindert, und die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Erhöhen der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, wird als neue Sollanzahl von Unterteilungen für die anderen Zylinder eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine erhöhte Anzahl von Teilhubeinspritzungen bezüglich der anderen Zylinder eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung kürzer.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß der dritten Ausführungsform wird hier mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 14 beschrieben. Wie in 14 gezeigt ist, ist bis zu dem Zeitpunkt T0 das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen, das den bestimmten Zylinder betrifft, eingestellt bzw. gesetzt und deshalb ist die Sollanzahl von Unterteilungen auf vier für den bestimmten Zylinder eingestellt und eine Aufteilungseinspritzung wird darin ausgeführt. In den anderen Zylindern ist ebenfalls die Sollanzahl von Aufteilungen auf vier eingestellt und eine Aufteilungseinspritzung wird ausgeführt. An und vor dem Zeitpunkt T0 ist der Sprühnebelformparameter, der den bestimmten Zylinder betrifft, gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert, und deshalb wird die Sollanzahl von Unterteilungen nicht geändert und wird bei vier beibehalten. Zum Zeitpunkt T0, falls der Sprühnebelformparameter, der den bestimmten Zylinder betrifft, größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert wird, dann wird die Sollanzahl von Unterteilungen um eins verringert und auf drei eingestellt.
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Von dem Zeitpunkt T0 an wird eine Aufteilungseinspritzung mit der Sollanzahl von Unterteilungen ausgeführt, die auf drei eingestellt ist, in dem bestimmten Zylinder. In diesem Fall, da der Sprühnebelformparameter, der den bestimmten Zylinder betrifft, noch immer größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wird dann das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen zum Zeitpunkt T1 zurückgesetzt bzw. gelöscht. Mit anderen Worten wird die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung verhindert. Zur gleichen Zeit damit wird die Sollanzahl von Unterteilungen für die anderen Zylinder um eins auf fünf erhöht. Mit anderen Worten wird in den anderen Zylindern eine Aufteilungseinspritzung mit der Sollanzahl von Unterteilungen ausgeführt, die auf fünf eingestellt ist.
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Wie vorangehend beschrieben ist, ist die Menge an Kraftstoff, die durch eine Teilhubeinspritzung eingespritzt wird, tatsächlich sehr klein. Folglich, falls eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, besteht ein Vorteil darin, dass die Spezifikation bzw. Präzisierung (particularization) des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, gefördert wird. Folglich, falls eine Ausführung einer Aufteilungseinspritzung in einem bestimmten Zylinder verhindert wird, dann wird kein Vorteil aus der Aufteilungseinspritzung in Bezug auf diesen Zylinder erlangt. Jedoch, gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der dritten Ausführungsform, falls die Ausführung der Aufteilungseinspritzung in einen bestimmten Zylinder verhindert wird, ist es dann, da die Sollanzahl von Unterteilungen in den anderen Zylindern erhöht wird, möglich, den Vorteil, der aus einer Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine erlangt wird, als ein Ganzes beizubehalten.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der dritten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 15 dargestellt. Wenn der Ablauf in 15 gestartet wird, wird es zuerst in Schritt 40 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter PsA größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth (PsA > Psth) in einem bestimmten Zylinder ist. Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass PsA > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 41 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass PsA > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen in Bezug auf den bestimmten Zylinder nicht ausgeführt.
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In Schritt 41 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen NdA(k) in Bezug auf den bestimmten Zylinder gleich wie oder größer als 2 (NdA(k) ≥ 2) ist oder nicht. Falls es bestimmt wird, dass NdA(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 42 fort, die Sollanzahl an Unterteilungen NdA(k) wird um eins verringert und der Ablauf fährt dann mit Schritt 43 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass NdA(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen in Bezug auf den bestimmten Zylinder nicht ausgeführt.
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In Schritt 43 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter PsA, der den bestimmten Zylinder betrifft, größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist (PsA > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass PsA > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 44 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass PsA > Psth nicht etabliert ist, endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Aufteilungseinspritzung in dem bestimmten Zylinder nicht ausgeführt in Übereinstimmung mit der Sollanzahl von Unterteilungen, die in Schritt 42 reduziert wurde.
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In Schritt 44 wird das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen FdA, das den bestimmten Zylinder betrifft, zurückgesetzt. Als nächstes werden in Schritt 45 die Sollanzahl von Unterteilungen NdB(k), NdC(k) und NdD(k), die die anderen Zylinder betreffen, um eins erhöht und der Ablauf wird beendet.
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In der dritten Ausführungsform ist es auch möglich, die Sollanzahl von Unterteilungen von lediglich einem der anderen Zylinder zu erhöhen, falls die Sollanzahl von Unterteilungen des bestimmten Zylinders reduziert wird. Ein Beispiel des Teilungszahlsteuerablaufs in diesem Fall ist in 16 dargestellt.
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Wenn der Ablauf in 16 gestartet wird, wird zuerst in Schritt 50 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps1 in dem ersten Zylinder größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist (Ps1 > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps1 > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 51 fort. Anderseits, falls es bestimmt wird, dass Ps1 > Psth nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf zu Schritt 54 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des ersten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 51 wird bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd1(k) für den ersten Zylinder gleich wie oder größer als 2 ist (Nd1(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd1(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 52 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass Nd1(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 54 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des ersten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 52 wird die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd1(k) des ersten Zylinders um eins reduziert. Als nächstes wird in Schritt 53 die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd3(k) des dritten Zylinders um eins erhöht und der Ablauf fährt mit Schritt 54 fort.
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In Schritt 54 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps3 für den dritten Zylinder größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist (Ps3 > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Ps3 > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 55 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps3 > Psth nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 58 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des dritten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 55 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd3(k) für den dritten Zylinder gleich wie oder größer als 2 ist (Nd3(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd3(k) ≥ 2 ist, fährt dann der Ablauf mit Schritt 56 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd3(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 58 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des dritten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 56 wird die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd3(k) des dritten Zylinders um eins reduziert. Als nächstes wird in Schritt 57 die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd4(k) des vierten Zylinders um eins erhöht und dann fährt der Ablauf mit Schritt 58 fort.
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In Schritt 58 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps4 für den vierten Zylinder größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps4 > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Ps4 > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 59 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps4 > Psth nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 62 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des vierten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 59 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd4(k) für den vierten Zylinder gleich wie oder größer als 2 ist (Nd4(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd4(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 60 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd4(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 62 fort. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des vierten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 60 wird die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd4(k) des vierten Zylinders um eins reduziert. Als nächstes wird in Schritt 61 die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd2(k) des zweiten Zylinders um eins erhöht und dann fährt der Ablauf mit Schritt 62 fort.
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In Schritt 62 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelparameter Ps2 für den zweiten Zylinder größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps2 > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Ps2 > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 63 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps2 > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des zweiten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 63 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd2(k) für den zweiten Zylinder gleich wie oder größer als 2 ist (Nd2(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd2(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 64 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd2(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen des zweiten Zylinders nicht ausgeführt.
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In Schritt 64 wird die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd2(k) des zweiten Zylinders um eins verringert. Als nächstes wird in Schritt 65 die Gesamtanzahl von Unterteilungen Nd1(k) des ersten Zylinders um eins erhöht und der Ablauf endet.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß einer vierten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, falls der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, dann wird die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Sollanzahl von Unterteilungen eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine reduzierte Anzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung länger.
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Andererseits, falls der Sprühnebelformparameter kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, dann wird die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Erhöhen der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die Sollanzahl von Unterteilungen eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine erhöhte Anzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung kürzer.
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Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der vierten Ausführungsform wird die Anzahl von Unterteilungen erhöht, falls es eine Möglichkeit der Fluktuation in der Sprühnebelform gibt, innerhalb eines tolerierbaren Bereichs zu gelangen, falls die Anzahl von Unterteilungen erhöht wird. Deshalb ist es möglich, den Vorteil einer Aufteilungseinspritzung noch effektiver zu erlangen.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der vierten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 17 dargestellt. Wenn der Ablauf in 17 gestartet wird, wird es zuerst in Schritt 70 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Ps > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 71 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps > Psth nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 73 fort.
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In Schritt 71 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) gleich wie oder größer als 2 ist (Nd(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 72 fort, die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) wird um eins verringert und der Ablauf wird beendet. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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In Schritt 73 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps < Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass Ps < Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 74 fort, die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) wird um eins erhöht und der Ablauf wird beendet. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps < Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Erhöhung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß einer fünften Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In dieser Steuerung, falls der Sprühnebelformparameter, der einen beliebigen Zylinder (nachfolgend „bestimmter Zylinder“ genannt) betrifft, größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, dann wird die Zahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Sollanzahl von Unterteilungen für diesen Zylinder eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine reduzierte Anzahl von Teilhubeinspritzungen hinsichtlich des in Frage stehenden Zylinders eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit für jede Teilhubeinspritzung länger.
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Falls der Sprühnebelformparameter noch immer größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, nachdem die Sollanzahl von Unterteilungen, die den in Frage stehenden Zylinder betreffen, verringert ist, wird dann die Ausführung einer Aufteilungseinspritzung in Bezug auf diesen Zylinder verhindert, und die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Erhöhen der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, wird als eine neue Sollanzahl von Unterteilungen für die anderen Zylinder eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine erhöhte Anzahl von Teilhubeinspritzungen hinsichtlich der anderen Zylinder eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung kürzer.
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Andererseits, fall der Sprühnebelformparameter für einen bestimmten Zylinder kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, wenn eine Aufteilungseinspritzung ausgeführt wird, wird dann die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Erhöhen der vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die Sollanzahl von Unterteilungen für den in Frage stehenden Zylinder eingestellt. In diesem Fall, da Kraftstoff der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine erhöhte Anzahl von Teileinspritzungen hinsichtlich des in Frage stehenden Zylinders eingespritzt wird, wird dann die Einspritzzeit von jeder Teilhubeinspritzung kürzer.
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Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der fünften Ausführungsform, falls die Ausführung der Aufteilungseinspritzung in einem bestimmten Zylinder verhindert wird, ist es dann, da die Sollanzahl von Unterteilungen in den anderen Zylindern erhöht wird, möglich, den Vorteil aus einer Aufteilungseinspritzung in der Brennkraftmaschine als ein Ganzes beizubehalten. Darüber hinaus kann es gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß der fünften Ausführungsform einen Anstieg in der Gesamtanzahl von Unterteilungen geben. Jedoch, falls es einen Anstieg in der Gesamtanzahl von Unterteilungen gibt, wenn der Sprühnebelformparameter nicht gleich wie oder geringer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert ist, ungeachtet der Tatsache, dass die Gesamtanzahl von Unterteilungen reduziert wurde, dann gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert wird. Folglich wird es in diesem Fall nicht als wünschenswert angesehen, eine Erhöhung der Gesamtanzahl von Unterteilungen auszuführen. Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung der fünften Ausführungsform wird eine Ausführung der Aufteilungseinspritzung in Fällen wie diesen verhindert. Deshalb ist es möglich, eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und der Fahrbarkeit bzw. Fahrfähigkeit noch zuverlässiger zu unterdrücken.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der fünften Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 18 dargestellt. Wenn der Ablauf in 18 gestartet wird, wird es zuerst in Schritt 80 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 81 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass Ps > Psth nicht etabliert ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 85 fort.
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In Schritt 81 wird es bestimmt, ob die vorliegenden Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) gleich wie oder größer als 2 ist oder nicht (Nd(k) ≥ 2). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Nd(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 82 fort, die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) wird um eins reduziert und der Ablauf fährt dann mit Schritt 83 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Nd(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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In Schritt 83 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (PsA > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es definiert wird, dass PsA > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 84 fort, das Aufteilungseinspritzungsausführungskennzeichen Fd wird zurückgesetzt bzw. gelöscht und der Ablauf endet. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass PsA > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Aufteilungseinspritzung in Übereinstimmung mit der Sollanzahl von Aufteilungen ausgeführt, die in Schritt 83 reduziert wurde.
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In Schritt 85 wird es bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter Ps kleiner als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist oder nicht (Ps < Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass Ps < Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 86 fort, die Sollanzahl von Unterteilungen Nd(k) wird um eins erhöht und der Ablauf wird beendet. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass Ps < Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Erhöhung der Sollanzahl von Unterteilungen nicht ausgeführt.
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Die Teilungszahlsteuerung gemäß einer sechsten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In dieser Steuerung, falls der Sprühnebelformparameter größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert in einem bestimmten Zylinder ist, wenn eine Aufteilungssteuerung ausgeführt wird, dann wird die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Verringern der vorliegenden Gesamtanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, als die neue Gesamtanzahl von Unterteilungen für den bestimmten Zylinder eingestellt und die Anzahl von Unterteilungen, die durch ein Erhöhen der vorliegenden Gesamtanzahl von Unterteilungen um eins erlangt wird, wird als die neue Gesamtanzahl von Unterteilungen für die anderen Zylinder eingestellt.
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Wie vorangehend beschrieben ist, zeigt eine Aufteilungseinspritzung einen Vorteil darin, dass die Spezifikation des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, dadurch gefördert wird. Folglich, falls die Anzahl von Unterteilungen in einem bestimmten Zylinder reduziert wird, dann wird der Vorteil, der aus einer aufgeteilten Einspritzung in diesem bestimmten Zylinder erlangt wird, reduziert. Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß der sechsten Ausführungsform, falls die Anzahl von Teileinspritzungen in einem Maschinenzyklus in den anderen Zylindern erhöht wird, dann ist es möglich, den Vorteil, der aus einer aufgeteilten Einspritzung in der Brennkraftmaschine erlangt wird, als ein Ganzes beizubehalten.
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Der Teilungszahlsteuerablauf gemäß der sechsten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Ein Beispiel dieses Ablaufs ist in 19 dargestellt. Wenn der Ablauf in 19 gestartet wird, wird es zuerst in Schritt 90 bestimmt, ob der Sprühnebelformparameter PsA größer als der Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth in einem bestimmten Zylinder ist oder nicht (PsA > Psth). Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt ist, dass PsA > Psth ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 91 fort. Andererseits, falls es bestimmt ist, dass PsA > Psth nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen in Bezug auf den bestimmten Zylinder nicht ausgeführt.
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In Schritt 91 wird es bestimmt, ob die vorliegende Sollanzahl von Unterteilungen NdA(k) gleich wie oder größer als 2 ist oder nicht (NdA(k) ≥ 2) in Bezug auf den bestimmten Zylinder. Im vorliegenden Fall, falls es bestimmt wird, dass NdA(k) ≥ 2 ist, dann fährt der Ablauf mit Schritt 92 fort. Andererseits, falls es bestimmt wird, dass NdA(k) ≥ 2 nicht etabliert ist, dann endet der Ablauf direkt. In diesem Fall wird eine Verringerung der Sollanzahl von Unterteilungen in Bezug auf den bestimmten Zylinder nicht ausgeführt.
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In Schritt 92 wird die Gesamtanzahl von Unterteilungen NdA(k) um eins reduziert. Als nächstes werden in Schritt 93 die Sollanzahl von Unterteilungen NdB(k), NdC(k) und NdD(k), die die anderen Zylinder betreffen, um eins erhöht und der Ablauf wird beendet.
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In der vorangehend gegebenen Beschreibung wurde diese Erfindung mit Bezug auf ein Beispiel erläutert, in dem ein Kraftstoffeinspritzventil in dem Abschnitt des Maschinenhauptkörpers auf der Einlassventilseite des oberen Abschnitts des Inneren des Zylinders installiert ist, jedoch kann diese Erfindung ebenfalls auf einen Fall angewendet werden, in dem ein Kraftstoffeinspritzventil in einem beliebigen Abschnitt des Maschinenhauptkörpers installiert ist, vorausgesetzt, dass das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt.
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Ferner wurde in der vorangehend gegebenen Beschreibung diese Erfindung mit Bezug auf ein Beispiel erläutert, in dem Kraftstoff einer Solleinspritzmenge von einem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird, jedoch kann diese Erfindung ebenfalls auf einen Fall angewendet werden, in dem Kraftstoff einer Teilmenge von der Solleinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vollhubeinspritzung eingespritzt wird, zusätzlich zu welcher Kraftstoff der verbleibenden Menge der Solleinspritzmenge (mit anderen Worten eine vorgeschriebene Menge an Kraftstoff) von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen eingespritzt wird.
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Aus der vorangehend gegebenen Beschreibung kann die Steuervorrichtung der vorangehend genannten Ausführungsformen im weitestgehenden Sinne als eine Steuervorrichtung betrachtet werden, die auf eine Brennkraftmaschine 10 angewendet wird, die mit einem Kraftstoffeinspritzventil 11 versehen ist, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt (mit anderen Worten eine Brennkammer 18), wobei die Steuervorrichtung eine Aufteilungseinspritzsteuerung zum Einspritzen von Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil durch eine Vielzahl von Teilhubeinspritzungen ausführt und eine Steuereinheit hat (zum Beispiel eine ECU 90), die eine Teilungszahlverringerungssteuerung ausführt, um die Anzahl Nd(k) von Teilhubeinspritzungen in einem Maschinenzyklus zu reduzieren und die Einspritzdauer TAUd von jeder Teilhubeinspritzung zu verlängern, falls der Wert des Sprühnebelformparameters Ps, der die Sprühnebelformfluktuation repräsentiert, größer als ein Teilungszahlverringerungsbestimmungswert Psth ist.
