DE602005000011T2

DE602005000011T2 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE602005000011T2
Application number: DE602005000011T
Authority: DE
Inventors: Masaharu Toyota-shi Aichi-ken Ichise; Toshimi Toyota-shi Aichi-ken Kashiwagura; Shinichiro Toyota-shi Aichi-ken Nogawa; Takashi Toyota-shi Aichi-ken Hashima
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: EP1555418B1; JP2005201184A; CN1641198A; US6988485B2; JP4134910B2; EP1555418A1; DE602005000011D1; US20050155578A1; CN100342125C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die mit einer Kanaleinspritzeinrichtung, um Kraftstoff in den Einlasskanal einzuspritzen, und einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung vorgesehen ist, um Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen.
Stand der Technik
Als herkömmliche Brennkraftmaschinen sind diejenigen bekannt, die eine Kanaleinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Einlasskanal und eine in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder aufweisen, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2003-13784 offenbart sind. In einer derartigen Brennkraftmaschine des Stands der Technik, die unter bestimmten Bedingungen arbeitet, wird eine Kanaleinspritzung durch eine Kanaleinspritzeinrichtung mit einer Einspritzung in den Zylinder durch eine in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung kombiniert, um eine kraftstofffette Schicht in der Nähe der Zündkerze auszubilden, während ein gleichmäßiges Gemisch in den Zylinder eingeleitet wird. Gemäß dieser Kraftstoffeinspritztechnik ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches mager zu halten, während eine stabile Verbrennung in dem Zylinder erzeugt wird. Nachstehend wird eine derartige Brennkraftmaschine als „Brennkraftmaschine der Doppeleinspritzeinrichtungsart" bezeichnet.
Bei einer Brennkraftmaschine der Doppeleinspritzeinrichtungsart, die gleichzeitig sowohl eine Kanaleinspritzung als auch eine Einspritzung in den Zylinder durchführt, muss das Einspritzverhältnis zwischen diesen auf einen passenden Wert gesteuert werden. Herkömmlicherweise bestimmt eine derartige Brennkraftmaschine deshalb sowohl die Kraftstoffmenge bei Kanaleinspritzung, als auch die Kraftstoffmenge bei einer Einspritzung in den Zylinder bei einer vorbestimmten Einspritzmengenberechnungszeit unmittelbar bevor eine Kanaleinspritzung gestartet wird. Dann treibt die Brennkraftmaschine nacheinander die Kanaleinspritzeinrichtung und die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung an, um Kanalkraftstoffeinspritzungen und Kraftstoffeinspritzungen in den Zylinder der jeweiligen vorbestimmten Mengen auszuführen. Gemäß dieser Steuerungstechnik kann Kraftstoff mit einem passenden Verhältnis in den Einlasskanal und den Zylinder eingespritzt werden, wodurch eine stabile Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch ermöglicht wird.
Einschließlich dem vorstehend erwähnten Dokument hat die Anmelderin Kenntnis von den folgenden Dokumenten als Stand der Technik der Erfindung.

[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegung Nr. 2003-13784
[Patentdokument 2] Japanische Patentoffenlegung Nr. 11-182283
[Patentdokument 3] Japanische Patentoffenlegung Nr. 5-231221
[Patentdokument 4] Japanische Patentoffenlegung Nr. 11-303669

Bei der vorstehend erwähnten Brennkraftmaschine des Stands der Technik werden jedoch die Kanaleinspritzkraftstoffmenge und die Zylindereinspritzkraftstoffmenge nur einmal pro Maschinentakt, unmittelbar bevor eine Kanaleinspritzung gestartet wird, berechnet. Deshalb, wenn sich die Last auf die Brennkraftmaschine ändert oder die Änderung nach der Berechnung erfasst wird, wird bis zu dem nächsten Maschinentakt die Laständerung nicht in der Kraftstoffeinspritzmenge wiedergegeben. Insbesondere wird bei der vorstehend erwähnten Brennkraftmaschine des Stands der Technik jede Änderung bei der Last (Einlassluftströmung) während eines gegenwärtigen Lufteinlasses, die auftritt, nachdem die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet ist und unmittelbar bevor die Kanaleinspritzung (Einlasshub) gestartet wird, nicht in der Kraftstoffeinspritzmenge widergegeben.
Wenn die Laständerung nicht in der Kraftstoffeinspritzmenge widergegeben wird, tritt keine große Änderung bei dem Moment der Brennkraftmaschine auf. Das bedeutet, dass die herkömmlichen Brennkraftmaschinen der Doppeleinspritzeinrichtungsart einen Raum für eine Verbesserung im Hinblick auf eine Reaktion auf Laständerungen lassen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wurde getätigt, um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorzusehen, die es einer Brennkraftmaschine ermöglicht, hervorragende Reaktionen auf Laständerungen durchzuführen.
Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine erfüllt. Die Steuervorrichtung hat eine Betriebslasterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Betriebslast an der Brennkraftmaschine. Eine Kanaleinspritzeinrichtung ist für eine Kanaleinspritzung vorgesehen. Eine in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung ist für eine Einspritzung in den Zylinder vorgesehen. Die Steuervorrichtung hat auch eine Kraftstoffmengenberechnungseinheit zum Berechnen einer Kanaleinspritzmenge an Kraftstoff, der von der Kanaleinspritzeinrichtung eingespritzt werden soll, und eine in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge an Kraftstoff, die von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung zu einer vorbestimmten Einspritzmengenberechnungszeit basierend auf der Betriebslast eingespritzt werden soll. Die Steuervorrichtung hat ferner eine Kanaleinspritzsteuereinheit, die eine Kanaleinspritzung vor einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzung startet, um die Kanaleinspritzmenge an Kraftstoff von der Kanaleinspritzeinrichtung einzuspritzen. Es ist auch eine Korrekturkraftstoffmengenberechnungseinheit vorgesehen, die eine Kraftstoffkorrekturmenge für eine Änderung der Betriebslast an der Brennkraftmaschine berechnet, wenn die Änderung nach der Einspritzmengenberechnungszeit und vor der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird, bis zu der die Kraftstoffmenge von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung einzuspritzen ist. Es ist ferner eine Einrichtung zum Steuern der Einspritzung in den Zylinder vorgesehen, die die Einspritzung in den Zylinder nach der Kanaleinspritzung so durchführt, dass eine Kraftstoffmenge von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, wobei die Kraftstoffmenge basierend auf der in den Zylinder einzuspritzenden Bezugseinspritzmenge und der Korrekturmenge bestimmt wird.
Andere Aufgaben und weitere Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Darstellung zum Erklären des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Die 2A bis 2D sind Darstellungen zum Erklären der Kraftstoffeinspritzmuster, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
3 ist ein Flussdiagramm einer Einspritzmengenberechnungsroutine, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;
4 ist ein Flussdiagramm einer Einspritzmengenberechnungsroutine, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;
Die 5A bis 5C sind Ablaufdiagramme zum Erklären, wie die Zylindereinspritzkraftstoffmenge bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet wird; und
6 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Verarbeitungsablaufs, der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung anstelle von Schritt 106 in 3 ausgeführt wird.
Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
[Systemaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels]
1 ist vorgesehen, um den Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zu erklären. Wie es in 1 gezeigt ist, hat dieses Systemausführungsbeispiel eine Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 ist mit einem Einlasskanal 12 und einem Auslasskanal 14 verbunden. Ein Einlassventil 16 ist zwischen dem Einlasskanal 12 und dem in dem Zylinder befindlichen Raum der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen. Ein Auslassventil 18 ist zwischen dem Auslasskanal 14 und dem in dem Zylinder befindlichen Raum der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen.
Außerdem sind eine Zündkerze 20 und eine in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung (DInj) 22 zur direkten Einspritzung in den Zylinder an die Brennkraftmaschine 10 gesetzt. Die Spitze der Zündkerze 20 ist in der Mitte des Raums in dem Zylinder ausgesetzt. Die Spitze der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22 ist in Richtung der Mitte des Raums in dem Zylinder gerichtet. Der Kolben 24 der Brennkraftmaschine 10 hat eine Aushöhlung 26, die an seiner oberen Fläche ausgebildet ist. Ein von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22 zu einer vorbestimmten Zeit eingespritzter Kraftstoff wird durch die Wand der Aushöhlung 26 zurückgeworfen, um eine Gasschicht in der Nähe der Spitze des Zündfunkens auszubilden. Auf diese Weise erzeugt die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung 22 ein fettes Gemisch nur in der Nähe der Zündkerze 20, wodurch sie es ermöglicht, einen stabilen Betrieb mit einer kleineren Menge an Kraftstoff sicherzustellen, d.h., einen sogenannten Schichtbetrieb zu realisieren.
Eine Kanaleinspritzeinrichtung 28 ist an den Einlasskanal 12 gesetzt. Die Kanaleinspritzeinrichtung 28 kann Kraftstoff in den Einlasskanal 12 einspritzen. Ein Einspritzen eines Kraftstoffs in den Einlasskanal 12 ermöglicht es, ein gleichmäßig konzentriertes Gemisch in den Zylinder einzuspritzen. Durch Kombinieren einer Kanalkraftstoffeinspritzung durch die Kanaleinspritzeinrichtung 28 mit einer Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder durch die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung 22 in einem bestimmten Betriebsbereich, kann das System dieses Ausführungsbeispiels einen stabilen Betrieb mit weniger Kraftstoff realisieren.
Ein Drosselventil 30 ist stromaufwärts des Einlasskanals 12 vorgesehen. Die Menge Ga an Luft, die in die Brennkraftmaschine 10 gesaugt wird, nimmt abhängig von dem Öffnungsgrad des Drosselventils 30 zu oder ab. Da das Drosselventil 30 im Zusammenhang mit einem Beschleunigungspedal 32 wirkt, kann die Lufteinlassmenge Ga durch Betätigen des Beschleunigers eingestellt werden.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Systems dieses Ausführungsbeispiels mit einer ECU (elektronische Steuereinheit) 40 vorgesehen. Die ECU 40 ist mit einem Kurbelventilsensor 42, einem Drehzahlsensor 44, einem Luftströmungsmessgerät 46 und anderen Sensoren verbunden. Basierend auf den Ausgaben dieser Sensoren kann die ECU 40 den Kurbelwinkel CA, die Drehzahl NE, die Einlassluftmenge Ga der Brennkraftmaschine 10 und dergleichen erfassen. Die ECU 40 ist auch mit der vorstehend erwähnten in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22 und einer Kanaleinspritzeinrichtung 28 verbunden. Basierend auf der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 10, erfasst durch die verschiedenen Sensoren, kann die ECU 40 diese Einspritzeinrichtungen 22 und 28 antreiben, um die Kanaleinspritzkraftstoffmenge und die Einspritzkraftstoffmenge in den Zylinder passend zu machen.
[Kraftstoffeinspritzmuster bei einem ersten Ausführungsbeispiel]
Bei dem System von diesem Ausführungsbeispiel wird eine Kraftstoffeinspritzung gemäß der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 10 ausgewählt aus einer Doppelkraftstoffeinspritzung, die sowohl eine Kanaleinspritzung als auch eine in den Zylinder einspritzende Einspritzung durchführt (bezeichnet als „Kanal-in-Zylinder-Einspritzung"), einer Nur-Kanal-Kraftstoffeinspritzung, etc. Bezugnehmend auf 2 beschreibt das Folgende die Kraftstoffeinspritzmuster, die bei diesem Systemausführungsbeispiel verwendet werden.
2A ist vorgesehen, um ein Einspritzmuster zu erklären, das auftritt, wenn eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung bei der Einspritzmengenberechnungszeit erforderlich ist, wobei dann eine Änderung der Betriebslast (nämlich der Einlassluftmenge Ga) auf die Brennkraftmaschine 10 während der Kanaleinspritzdauer erfasst wird. In 2A ist der Punkt „Einspritzmengenberechnungszeit" ein Zeitpunkt, bei dem die Kanaleinspritzkraftstoffmenge und die in den Zylinder einzuspritzende Einspritzkraftstoffmenge für die Brennkraftmaschine 10 berechnet werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Einspritzmengenberechnungszeit abhängig von jedem Zylinder. Die Einspritzmengenberechnungszeit für einen Zylinder ist ein vorbestimmter Zeitpunkt, der dem Beginn des Verbrennungs-/Expansions-Hub unmittelbar vorangeht. Bei dem Zeitpunkt berechnet die ECU 40 eine Kraftstoffeinspritzmenge abhängig von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 10 und berechnet ferner eine Kanaleinspritzkraftstoffmenge und eine Einspritzkraftstoffmenge in den Zylinder, um die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge zwischen Kanaleinspritzung und Einspritzung in den Zylinder gemäß einer vorbestimmten Regel zu trennen. Nachstehend wird die Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder, die zu dieser Zeit berechnet wird, besonders als die „Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder" bezeichnet.
In einem Nur-Kanal-Einspritzbereich wird Null als die Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder erhalten. Da bei 2A das Beispiel ein Muster für den Bereich ist, bei dem eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung ausgeführt werden sollte, wird ein Wert, der nicht Null ist, bei der Einspritzmengenberechnungszeit als die Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder erhalten.
Bei dem System von diesem Ausführungsbeispiel wird die Kanaleinspritzdauer derart definiert, dass sie grob mit der Dauer übereinstimmt, während der der Verbrennungs-/Ausdehnungs-Hub und ein Auslasshub beendet werden (die Dauer von 360 CA Grad von dem oberen Totpunkt einer Verdichtung zu dem oberen Totpunkt eines Auslasses) wie es in 2A gezeigt ist. Abhängig von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 10 wird durch die ECU 40 ein passender Zeitpunkt bei der Kanaleinspritzdauer als die Kanaleinspritzzeit gesetzt. Bei dieser Kanaleinspritzzeit wird die wie vorstehend erwähnt berechnete Kraftstoffmenge von der Kanaleinspritzeinrichtung 28 eingespritzt.
Bei dem System von diesem Ausführungsbeispiel ist die normale Zylindereinspritzdauer derart definiert, dass sie grob mit der Dauer übereinstimmt, während der der Einlasshub erledigt wird (die 180 CA° Dauer von dem oberen Totpunkt eines Auslassens zu dem unteren Totpunkt eines Einlassens). Abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 wird durch die ECU 40 bei der normalen Einspritzdauer in den Zylinder ein geeigneter Zeitpunkt als die normale Einspritzzeit in den Zylinder gesetzt. Bei dieser normalen Einspritzzeit in den Zylinder beginnt die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung 22, die wie vorstehend erwähnt berechnete in den Zylinder einzuspritzende Bezugskraftstoffeinspritzmenge einzuspritzen.
Selbst nach der Einspritzmengenberechnungszeit kann die ECU 40 die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge korrigieren, bis die normale Einspritzung in den Zylinder gestartet wird. Nachstehend wird die äußerste Grenze für diese Korrektur als die „Grenzzeit" bezeichnet. Da bei dem Beispiel von 2A eine Laständerung früher als die Grenzzeit erfasst wird, kann die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge gemäß der Laständerung korrigiert werden. Ein Durchführen einer derartigen Korrektur verbessert die Reaktion der Brennkraftmaschine 10 und macht ihre Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung genauer, da eine Laständerung, die nach der Kraftstoffeinspritzmengenberechnungszeit auftritt, in der Gesamtkraftstoffmenge wiedergegeben werden kann, die bei dem gegenwärtigen Maschinentakt eingespritzt werden soll.
Wie es in 2A gezeigt ist, wird deshalb der in den Zylinder einzuspritzenden Bezugskraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit der Laständerung eine positive oder negative Korrektur gegeben, wenn sich die Betriebslast auf die Brennkraftmaschine 10 zwischen der Kraftstoffeinspritzberechnungszeit und der Grenzzeit bei diesem Systemausführungsbeispiel ändert. Die „Einspritzmengenerhöhungs-/verringerungskorrektur" in 2A zeigt ein Beispiel dieser Korrekturzeit. Da eine Korrektur auf diese Art und Weise getätigt wird, kann das System dieses Ausführungsbeispiels eine hervorragende Reaktion auf Laständerungen vorweisen, die zwischen der Kraftstoffeinspritzberechnungszeit und der Grenzzeit auftreten können, während die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuergenauigkeit hochgehalten wird.
Die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge, die bei der Einspritzmengenberechnungszeit bestimmt wird, kann deshalb durch Korrigieren der bei der normalen Einspritzung in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge entweder erhöht oder verringert werden. Gemäß dem in 2A gezeigten Einspritzmuster ist es, selbst wenn sich die Betriebslast nach der Einspritzmengenberechnungszeit ändert, möglich, eine passende Kraftstoffmenge gemäß der Laständerung bei dem gegenwärtigen Motortakt einzuspritzen, ohne Rücksicht darauf ob sich die Laständerung erhöht oder verringert. Das in 2A gezeigte Einspritzmuster ist wirksam für sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung bei der Last.
2B ist vorgesehen, um ein Einspritzmuster zu erklären, das auftritt, wenn bei der Einspritzmengenberechnungszeit eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung angefordert wird und dann eine Erhöhung der Betriebslast an der Brennkraftmaschine 10 erfasst wird, nachdem die normale Einspritzung in den Zylinder gestartet wird (nach der Grenzzeit). In diesem Fall, da die Änderung der Last auf die Brennkraftmaschine 10 später als die Grenzzeit erfasst wird, kann diese Änderung nicht in der durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge wiedergegeben werden.
Da jedoch die normale Einspritzung in den Zylinder während des Ansaugtakts endet, bleibt etwas Zeit, die eine Wiederausführung einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzung ermöglicht. Wenn durch Verwenden dieser Zeit eine in den Zylinder einspritzende Einspritzung wieder ausgeführt wird, kann der bei dem gegenwärtigen Maschinentakt einzuspritzenden Gesamtkraftstoffmenge, die bei der Einspritzmengenberechnungszeit bestimmt wird, eine positive Korrektur gegeben werden.
Das heißt, selbst wenn sich die Last auf die Brennkraftmaschine 10 später als die Grenzzeit ändert, solange die Änderung zu einer Zeit erfasst wird, von der eine weitere in den Zylinder einspritzende Einspritzung vor der Zündung beendet werden kann, obwohl es nicht möglich ist, die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge bei dem gegenwärtigen Maschinentakt auf eine niedrigere Menge zu korrigieren, ist es möglich, die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge auf eine höhere Menge zu korrigieren. Nachstehend wird die äußerste Grenze zum Ausführen einer weiteren Einspritzung in den Zylinder als die „Nacheinwirkgrenzzeit" bezeichnet.
Deshalb, wenn eine Änderung, oder, genauer gesagt, eine Zunahme bei der Last auf die Brennkraftmaschine zwischen der Grenzzeit und der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird, führt das System dieses Ausführungsbeispiels eine weitere Kraftstoffeinspritzung aus, um die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der Erhöhung der Last zu korrigieren. Nachstehend wird „Zusätzliche Einspritzung in den Zylinder" verwendet, um auf eine derartige Einspritzung in den Zylinder hinzuweisen, nämlich, eine Einspritzung in den Zylinder, die ausgeführt wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit einer Lasterhöhung zu korrigieren, die nach der Einspritzmengenberechnungszeit auftritt.
Bei dem in 2B gezeigten Beispiel wird eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung bei der Einspritzmengenberechnungszeit angefordert und dann wird eine Lasterhöhung während des Einlasstakts erfasst. In diesem Fall kann die ECU 40 eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder durchführen, da die Lasterhöhung vor der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird. Die „Einspritzmengenerhöhungskorrektur" in 2B zeigt eine Zeit an, bei der die für eine Korrektur durch die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge gesetzt wird, das heißt, die der Lasterhöhung entsprechende Kraftstoffmenge wird für eine Korrektur gesetzt.
Ferner wird, bei einem Maschinentakt, der eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung benötigt, eine bestimmte Dauer während des Verdichtungstakts als die „Zusätzliche Einspritzdauer in den Zylinder" definiert, wie es in 2B gezeigt ist. Abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 wird bei der zusätzlichen Dauer einer Einspritzung in den Zylinder durch die ECU 40 ein passender Zeitpunkt als die zusätzliche Einspritzzeit in den Zylinder gesetzt. Bei dieser zusätzlichen Einspritzzeit in den Zylinder wird die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder ausgeführt, um die vorher gesetzte Kraftstoffmenge einzuspritzen. Gemäß dem soweit beschriebenen Ablauf, wenn sich die Last auf die Brennkraftmaschine 10 zwischen der Grenzzeit und der Nacheinwirkgrenzzeit erhöht, kann die Lasterhöhung in der bei dem gegenwärtigen Maschinentakt einzuspritzenden Gesamtkraftstoffmenge wiedergegeben werden. Somit ermöglicht es das in 2B gezeigte Einspritzmuster, eine hervorragende Reaktion auf derartige Lasterhöhungen zu realisieren, während eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung höchst genau gehalten wird.
2C ist vorgesehen, um ein Einspritzmuster zu erklären, das auftritt, wenn eine Nur-Kanal-Einspritzung bei der Einspritzmengenberechnungszeit angefordert wird und dann eine Erhöhung der Betriebslast auf die Brennkraftmaschine 10 während der Kanaleinspritzdauer erfasst wird. Wenn die Last auf die Brennkraftmaschine 10 bei einer derartigen Zeit als geändert erfasst wird, kann ihre Änderung nicht bei der Kanaleinspritzkraftstoffmenge wiedergegeben werden. Wenn jedoch die Laständerung eine Erhöhung ist, ist es möglich, durch Ausführen einer zusätzlichen in den Zylinder einspritzenden Einspritzung nach der Kanaleinspritzung die Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit der Lasterhöhung zu korrigieren.
„Einspritzmengenerhöhungskorrektur" in 2C bezeichnet eine Zeit, bei der die für eine Korrektur in Übereinstimmung mit der erfassten Lasterhöhung einzuspritzende Kraftstoffmenge gesetzt wird. Eine „Zusätzliche Einspritzdauer in den Zylinder", die auch in 2C existiert, ist im Wesentlichen identisch der in 2A gezeigten normalen Einspritzdauer in den Zylinder. Das heißt, wenn eine Nur-Kanal-Einspritzung bei der Einspritzmengenberechnungszeit angefordert wird und dann eine Lasterhöhung vor der vorstehend erwähnten Grenzzeit erfasst wird, setzt das System von diesem Ausführungsbeispiel eine zusätzliche Einspritzdauer in den Zylinder, die mit der normalen in 2A gezeigten Einspritzdauer in den Zylinder identisch ist. Dann setzt die ECU 40 gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 einen passenden Zeitpunkt bei der zusätzlichen Einspritzdauer in den Zylinder als die zusätzliche Einspritzzeit in den Zylinder und führt die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder bei der zusätzlichen Einspritzzeit in den Zylinder aus.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Ablauf, wenn bei der Einspritzmengenberechnungszeit nur eine Kanaleinspritzung angefordert wird und dann eine Lasterhöhung vor der Grenzzeit erfasst wird, kann eine Einspritzung in den Zylinder einer Ausführung einer Kanaleinspritzung folgen, als wenn eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung angefordert wurde. Deshalb ermöglicht es das in 2C gezeigte Einspritzmuster, eine hervorragende Reaktion und eine hervorragende Steuergenauigkeit eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einem Fall zu realisieren, bei dem eine Lasterhöhung unter derartigen Bedingungen auftritt, dass eine Nur-Kanal-Einspritzung angefordert wird.
2D ist vorgesehen, um ein Einspritzmuster zu erklären, das auftritt, wenn bei der Einspritzmengenberechnungszeit eine Nur-Kanal-Einspritzung angefordert wird und dann eine Erhöhung der Betriebslast auf die Brennkraftmaschine 10 während des Einlasstakts erfasst wird, d.h., die Lasterhöhung wird später als eine Zeit erfasst, bei der eine normale Einspritzung in den Zylinder gestartet werden sollte. In diesem Fall wird, unmittelbar nachdem eine Laständerung (Erhöhung) erfasst wird, eine „Einspritzmengenerhöhungskorrektur" durchgeführt, wie es in 2D gezeigt ist, d.h., die Kraftstoffmenge für eine Korrektur in Übereinstimmung mit der Lasterhöhung wird gesetzt.
Ferner wird in diesem Fall eine Dauer, die bis gerade vor der Nacheinwirkgrenzzeit andauert, als eine „zusätzliche Einspritzdauer in den Zylinder" gesetzt, nachdem eine „Einspritzmengenerhöhungskorrektur" beendet ist. Dann, gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10, setzt die ECU 40 einen passenden Zeitpunkt bei der zusätzlichen Einspritzdauer in den Zylinder als die zusätzliche Einspritzzeit in den Zylinder und führt die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder bei der zusätzlichen Einspritzzeit in den Zylinder durch.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Ablauf, wenn eine Nur-Kanal-Einspritzung bei der Einspritzmengenberechnungszeit angefordert wird und dann eine Lasterhöhung vor der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird, kann eine Einspritzung in den Zylinder das durch die Kanaleinspritzung zurückgelassene Kraftstoffdefizit ausgleichen. Ähnlich zu dem in 2C gezeigten Einspritzmuster ermöglicht es das Einspritzmuster in 2D somit, eine hervorragende Reaktion und eine hervorragende Steuergenauigkeit eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einem Fall zu realisieren, bei dem eine Lasterhöhung unter derartigen Bedingungen auftritt, dass eine Nur-Kanal-Einspritzung angefordert wird.
[Praktische Verarbeitung bei einem ersten Ausführungsbeispiel]
Die ECU 40 setzt die vorstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzmuster durch Ausführen der in den 3 und 4 gezeigten Routinen um. Das Nachfolgende beschreibt die Details dieser Routinen schrittweise. 3 ist ein Flussdiagramm einer Einspritzmengenberechnungsroutine, die durch die ECU 40 ausgeführt wird, um die durch die Kanaleinspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge, die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge und die durch die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge zu berechnen.
Die in 3 gezeigte Routine wird periodisch aktiviert, zum Beispiel jede 1 ms. Wenn diese Routine aktiviert wird, wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10, nämlich die Maschinendrehzahl NE und die Maschinenlast, zuerst basierend auf den einzelnen Sensorausgaben (Schritt 100) erfasst. Dann wird die Lage der gegenwärtigen Zeit bei dem gegenwärtigen Takt der Brennkraftmaschine 10 erfasst. Insbesondere wird der gegenwärtige Kurbelwinkel CA der Brennkraftmaschine 10 erfasst (Schritt 102).
Dann wird basierend auf dem erfassten Kurbelwinkel CA beurteilt, ob die gegenwärtige Zeit vor der Einspritzmengenberechnungszeit liegt (Schritt 104). Der Kurbelwinkel, der der äußersten Grenze zum Durchführen einer zusätzlichen Einspritzung in den Zylinder entspricht, nämlich der Einwirkgrenzzeit, wird in der ECU 40 gespeichert. Der Kurbelwinkel, der der Einspritzmengenberechnungszeit entspricht, wird auch in der ECU 40 gespeichert. Durch Vergleichen dieser Kurbelwinkel mit dem gegenwärtigen Kurbelwinkel beurteilt dieser Schritt 104, ob die gegenwärtige Zeit später als die Nacheinwirkgrenzzeit, jedoch vor der Einspritzmengenberechnungszeit liegt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ist das Beurteilungsergebnis „vor einer Einspritzmengenberechnungszeit".
Wenn das Beurteilungsergebnis bei dem vorstehend erwähnten Schritt 104 „vor einer Einspritzmengenberechnungszeit" ist, werden eine Kanalkraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder (Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder) berechnet, die zu dem gegenwärtigen Betriebszustand passen (Schritt 106). Nach einem Beenden eines Bearbeitens dieses Schritts 106 wird diese aktivierte Routine sofort beendet. Wenn die vorstehende Verarbeitung wiederholt wird, können die Bezugskanalkraftstoffeinspritzmenge und die Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder als jeweilige Werte berechnet werden, die für den gegenwärtigen Betriebszustand bei einer Zeit einer Einspritzmengenberechnung geeignet sind.
Wenn das Beurteilungsergebnis des vorstehend erwähnten Schritts 104 bei der Routine von 3 nicht „vor einer Einspritzmengenberechnungszeit" ist, wird beurteilt, ob bei der Einspritzmengenberechnungszeit eine Nur-Kanal-Einspritzung angefordert wurde (Schritt 108). Wenn das Ergebnis ist, dass die angeforderte Einspritzung keine Nur-Kanal-Einspritzung ist, wird erkannt, dass die angeforderte Einspritzung eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung ist. In diesem Fall wird beurteilt, ob die gegenwärtige Zeit vor der Grenzzeit liegt (Schritt 110).
Wenn das Beurteilungsergebnis des vorstehend erwähnten Schritts 110 „vor Grenzzeit" ist, kann die Änderung der Last auf die Brennkraftmaschine 10 in der durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge wiedergegeben werden. In diesem Fall wird zuerst beurteilt, ob sich die gegenwärtige Last von der Last erhöht hat, die bei der Einspritzmengenberechnungszeit erfasst wurde (Schritt 112). Wenn praktisch die Öffnung der Drossel eine bedeutende Erhöhung zeigt, beurteilt dieser Schritt 112, dass sich die Last erhöht hat. Wenn eine Lasterhöhung erkannt wird, wird die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge für eine Korrektur erhöht (Schritt 114).
Wenn bei dem vorstehend erwähnten Schritt 112 keine Lasterhöhung erkannt wird, wird beurteilt, ob sich die gegenwärtige Last von der zu der Einspritzmengenberechnungszeit erfassten Last verringert hat (Schritt 116). Wenn praktisch die Öffnung der Drossel eine bedeutende Verminderung zeigt, beurteilt dieser Schritt 116, dass sich die Last erhöht hat. Wenn eine Lastverminderung erkannt wird, wird die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge für eine Korrektur vermindert (Schritt 118). Wenn keine Lastverminderung erkannt wird, wird diese aktivierte Routine sofort beendet.
Wenn bei dem vorstehend erwähnten Schritt 108 beurteilt wird, dass die bei der Einspritzmengenberechnungszeit angeforderte Einspritzung eine Nur-Kanal-Einspritzung ist und bei dem vorstehend erwähnten Schritt 110 beurteilt wird, dass die gegenwärtige Zeit schon nach der Grenzzeit liegt, wird beurteilt, ob eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder notwendig ist. Insbesondere wird beurteilt, ob die gegenwärtige Last (Öffnungsgrad der Drossel) eine bedeutende Erhöhung von der bei der Einspritzmengenberechnungszeit erfassten Last (Öffnungsgrad der Drossel) zeigt (Schritt 120).
Wenn eine Lastzunahme als das Ergebnis der vorstehend erwähnten Beurteilung erkannt wird, wird die durch die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge für eine Korrektur berechnet (Schritt 122). Wenn bei Schritt 120 keine Lasterhöhung erkannt wird, wird beurteilt, dass ein Ausführen einer zusätzlichen Einspritzung in den Zylinder nicht notwendig ist. In diesem Fall wird die aktivierte Routine beendet, ohne eine Verarbeitung zum Erhöhen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu tätigen.
Gemäß der soweit beschriebenen Einspritzmengenberechnungsroutine können eine Kanalkraftstoffeinspritzmenge und eine Bezugskraftstoffeinspritzmenge in dem Zylinder, die für den gegenwärtigen Betriebszustand geeignet sind, bei der Einspritzmengenberechnungszeit berechnet werden. Wenn außerdem eine Laständerung vor der Grenzzeit unter derartigen Bedingungen erfasst wird, dass eine Kanal-in-Zylinder-Einspritzung angefordert wird, kann die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge für eine Korrektur erhöht oder vermindert werden (bezogen auf 2A). Gleichermaßen kann die durch eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet werden, wenn eine Lasterhöhung nach der Grenzzeit erfasst wird (bezogen auf 2B). Ferner kann unter derartigen Bedingungen, dass eine Nur-Kanal-Einspritzung angefordert wird, eine korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge, die mit einer Lasterhöhung übereinstimmt, die nach der Einspritzmengenberechnungszeit erfasst wird, als eine durch eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet werden (bezogen auf 2C und 2D).
4 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die durch die ECU 40 ausgeführt wird, um die Kraftstoffmenge, die durch die Routine von 3 berechnet wird, durch eine Kanaleinspritzug oder eine Einspritzung in den Zylinder tatsächlich einzuspritzen. Die in 4 gezeigte Routine wird jedes Mal wiederholt aktiviert, wenn ihre Verarbeitung beendet wird. Wenn diese Routine aktiviert wird, werden zuerst die Maschinendrehzahl NE und die Maschinenlast basierend auf den einzelnen Sensorausgaben erfasst (Schritt 130). Dann werden basierend auf der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenlast eine Kanaleinspritzzeit und eine normale Einspritzzeit in den Zylinder gesetzt (Schritt 132 und 134). Dann wird basierend auf den gegenwärtigen Kurbelwinkel CA beurteilt, ob die Kanaleinspritzzeit gekommen ist (Schritt 136). Wenn beurteilt wird, dass die Kanaleinspritzzeit gekommen ist, wird eine Verarbeitung für eine Kanaleinspritzung ausgeführt (Schritt 138). Praktisch wird die Kanaleinspritzeinrichtung 28 angetrieben, um die durch die Routine von 3 berechnete Kraftstoffmenge einzuspritzen.
Dann wird beurteilt, ob eine normale Einspritzung in den Zylinder angefordert ist (Schritt 140). Bei diesem Schritt 140 wird beurteilt, dass eine normale Einspritzung in den Zylinder nicht angefordert ist, wenn ein Wert, der nicht Null ist, durch die Routine von 3 als die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge gesetzt ist, d.h., ein Wert, der nicht Null ist, wird bei der Einspritzmengenberechnungszeit als die Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder berechnet (siehe den vorstehend erwähnten Schritt 106).
Wenn bei dem vorstehend erwähnten Schritt 140 beurteilt wird, dass eine normale Einspritzung in den Zylinder nicht angefordert ist, überspringt die Routine die nachstehend beschriebenen Schritt 142 und 144. Andernfalls wird basierend auf den gegenwärtigen Kurbelwinkel beurteilt, ob die normale Einspritzzeit in den Zylinder gekommen ist (Schritt 142).
Wenn das Beurteilungsergebnis ist, dass die Zeit für die normale Einspritzung in den Zylinder gekommen ist, wird eine Verarbeitung ausgeführt, um von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22 eine passende Kraftstoffmenge einzuspritzen (Schritt 144). Praktisch wird die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung 22 so angetrieben, dass sie die durch den vorstehend erwähnten Schritt 106, 114 oder 118 der in 3 gezeigten Routine berechnete Kraftstoffmenge einspritzt.
Dann wird bei der in 4 gezeigten Routine beurteilt, ob eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder angefordert wird (Schritt 146). Bei diesem Schritt 146 wird erkannt, dass die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder erforderlich ist, wenn eine durch eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge durch die Verarbeitung des Schritts 122 in der Routine von 3 berechnet wurde.
Wenn eine Anforderung für eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder erkannt wird, wird die in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung 22 so angetrieben, dass sie die durch den vorstehend erwähnten Schritt 122 für eine Korrektur berechnete Kraftstoffmenge einspritzt (Schritt 148). Wenn währenddessen beurteilt wird, dass keine Anforderung für eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder erkannt wird, wird basierend auf den gegenwärtigen Kurbelwinkel beurteilt, ob die gegenwärtige Zeit vor der Nacheinwirkgrenzzeit liegt (Schritt 150).
Wenn beurteilt wird, dass die gegenwärtige Zeit vor der Nacheinwirkgrenzzeit liegt, wird die vorstehend erwähnte Verarbeitung des Schritts 146 wieder ausgeführt, da die Möglichkeit bleibt, dass eine Anforderung für eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder bei dem gegenwärtigen Maschinentakt auftreten kann. Dann, wenn die Nacheinwirkgrenzzeit ohne eine Anforderung für eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder kommt, erzeugt der Schritt 150 eine negative Beurteilung, wobei die aktivierte Routine beendet wird.
Wie es soweit beschrieben ist, kann gemäß der in 4 gezeigten Routine eine Ausführung einer normalen Einspritzung in den Zylinder der Kanaleinspritzung folgen, wenn eine Ausführung einer normalen Einspritzung in den Zylinder angefordert wird. Wenn eine normale Einspritzung in den Zylinder begonnen wird, wird gemäß der Routine von 3 die Laständerung in der durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge wiedergegeben. Somit kann das System dieses Ausführungsbeispiels das in 2A gezeigte Einspritzmuster ausführen.
Darüber hinaus wird gemäß dem System dieses Ausführungsbeispiels eine korrigierte Kraftstoffmenge, die mit der Maschinenlasterhöhung übereinstimmt, bei einem in 3 gezeigten Schritt 120 berechnet, wenn die Maschinenlasterhöhung erfasst wird, nachdem die Kanaleinspritzung und die normale Einspritzung in den Zylinder erledigt sind, und bevor die Nacheinwirkgrenzzeit gekommen ist. Dann, wenn die korrigierte Kraftstoffmenge wie vorstehend beschrieben berechnet ist, wird die zusätzliche Einspritzung in den Zylinder zum Einspritzen der korrigierten Kraftstoffmenge durch die in 4 gezeigte Routine ausgeführt. Somit kann das System von diesem Ausführungsbeispiel das in 2B gezeigte Einspritzmuster ausführen.
Ferner wird bei dem System von diesem Ausführungsbeispiel das Erfordernis einer normalen Einspritzung in den Zylinder gemäß der in 4 gezeigten Routine verneint, wenn eine Nur-Kanal-Einspritzung bei der Kraftstoffeinspritzmengenberechnungszeit angefordert wird. Selbst bei diesem Fall ist es nach der Kanaleinspritzung möglich, unmittelbar mit einem Beurteilen zu beginnen, ob eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder erforderlich ist. Wenn eine Maschinenlasterhöhung vor der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird, wird die der Erhöhung entsprechende Kraftstoffmenge durch Schritt 120 in 3 für eine Korrektur berechnet. In diesem Fall kann eine zusätzliche Einspritzung in den Zylinder ausgeführt werden, um die korrigierte Kraftstoffmenge gemäß der in 4 gezeigten Routine einzuspritzen. Somit kann das System von diesem Ausführungsbeispiel die in den 2C und 2D gezeigten Einspritzmuster ausführen.
Wie es soweit beschrieben ist, kann das System von diesem Ausführungsbeispiel ein geeignetes Einspritzmuster, eines von denen in 2A bis 2D gezeigten, gemäß der Anforderung ausführen, die bei der Einspritzmengenberechnungszeit und der Zeit getätigt wurde, bei der die Laständerung erfasst wird. Infolgedessen kann das System von diesem Ausführungsbeispiel eine Brennkraftmaschine 10 realisieren, die dazu im Stande ist, eine hervorragende Reaktion auf Laständerungen vorzuweisen und eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung mit einer hohen Genauigkeit beizubehalten.
Beachten Sie, dass bei dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Last auf die Brennkraftmaschine 10 als geändert erkannt wird, die einzuspritzende Kraftstoffmenge in solch einer Weise korrigiert wird, dass nicht nur die Reaktion auf die Laständerung, sondern auch die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Steuerung verbessert wird. Jedoch ist die Art und Weise, wie die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert wird, nicht auf diese Weise begrenzt. Beispielsweise kann eine Korrektur getätigt werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis absichtlich fetter zu machen, wenn einer Verbesserung der Reaktion eine höhere Priorität gegeben wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bezugnehmend auf die 5 und 6 beschreibt das Folgende ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hinsichtlich eines Geräteaufbaus ist das System von diesem Ausführungsbeispiel das gleiche, wie das des ersten Ausführungsbeispiels. Das heißt, das System von diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl mit einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22, als auch mit einer Kanaleinspritzeinrichtung 28 vorgesehen, die denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind.
[Eigenschaften eines zweiten Ausführungsbeispiels]
Bei der Brennkraftmaschine 10 tritt eine Beförderungsverzögerung auf, bis Kraftstoff in den Zylinder eingeleitet wird, nachdem der Kraftstoff von der Kanaleinspritzeinrichtung 28 eingespritzt wird. Deshalb wird eine Erhöhung oder eine Verminderung der Kanalkraftstoffeinspritzmenge gemäß der Änderung der Maschinenlast nicht sofort in der von dem Einlasskanal 12 in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffeinspritzmenge widergegeben. Infolgedessen ist bei einer vorübergehenden Dauer, die auf eine Lasterhöhung reagiert, die Kraftstoffmenge, die von dem Einlasskanal 12 in den Zylinder eintritt, kleiner als der Idealwert. Auch bei einer vorübergehenden Dauer, die auf eine Lastverminderung reagiert, ist die von dem Ansaugkanal 12 in den Zylinder eintretende Kraftstoffmenge größer als der Idealwert.
Im Gegensatz dazu wird der von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22 eingespritzte Kraftstoff ohne eine Beförderungsverzögerung in den Zylinder zugeführt. Deshalb kann, wenn die von dem Einlasskanal 12 in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge unzureichend ist, die Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder so erhöht werden, dass sie diesen Mangel ausgleicht. Gleichermaßen kann, wenn die von dem Ansaugkanal 12 in den Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge überhöht ist, die Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder vermindert werden, um den Überschuss auszugleichen. Durch Verwenden dieser Fähigkeit der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung 22, kann die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge bei jedem Maschinentakt auf einen Idealwert gesteuert werden, selbst während vorübergehenden Dauern.
5 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Kraftstoffmengenberechnungsverfahrens einer Einspritzung in den Zylinder, das verwendet wird, um die vorstehend erwähnte Fähigkeit bei diesem Ausführungsbeispiel zu implementieren. Genauer gesagt zeigt 5A die Wellenform der gesamten angeforderten Einspritzmenge entsprechend einer Laständerung. 5B zeigt die Wellenform der berechneten Kanaleinspritzmenge, die dem Übergang der gesamten angeforderten Einspritzmenge entspricht. 5C zeigt den Übergang der Einspritzmenge in den Zylinder, die auftreten würde, wenn sie dem Übergang der gesamten angeforderten Einspritzmenge (gestrichelte Linie) und dem Übergang der Einspritzmenge in den Zylinder folgt, die die Kraftstoffmenge aufweist, die den Effekt der Kraftstoffbeförderungsverzögerung (durchgezogene Linie) ausgleicht.
Die Kraftstoffmenge, die von dem Einlasskanal 12 in den Zylinder eintritt, weist unmittelbar nachdem die gesamte angeforderte Einspritzmenge geändert wird den größten Beförderungsverzögerungseffekt auf. Dann vermindert sich der Beförderungsverzögerungseffekt mit einer Zeit, nach der die Änderung auftritt.
Deshalb wird der Einspritzmenge in den Zylinder die größte Ausgleichskraftstoffmenge gegeben, wenn die gesamte angeforderte Einspritzmenge geändert wird, und dann wird die Ausgleichskraftstoffmenge schrittweise mit einer Zeit verringert, wie es in 5C bei dem System dieses Ausführungsbeispiels gezeigt wird.
[Praktische Verarbeitung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel]
6 ist ein Flussdiagramm, das durch die ECU 40 bei diesem Ausführungsbeispiel ausgeführten Verarbeitungsabläufe zeigt, um die vorstehend erwähnte Fähigkeit zu verwirklichen. Diese Verarbeitungsabläufe sind vorgesehen, um den Verarbeitungsvorgang des Schritts 106 in der Routine von 3 zu ersetzen. Das heißt, dieser Verarbeitungsablauf ist auszuführen, wenn Schritt 104 bei der Routine von 3 urteilt, dass die gegenwärtige Zeit eine „vor einer Einspritzmengenberechnungszeit" ist.
Bei dem in 6 gezeigten Verarbeitungsablauf wird eine gesamte angeforderte Einspritzmenge zuerst basierend auf dem Betriebszustand berechnet, und dann werden eine Kanalkraftstoffeinspritzmenge Q_P und eine Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder Q_DB berechnet, indem die angeforderte Menge zwischen ihnen mit einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt wird (Schritt 160). Dann wird beurteilt, ob diese gesamte angeforderte Einspritzmenge viel größer als die gesamte angeforderte Einspritzmenge ist, die vorher durch die Routine (ob eine Erhöhung über einen vorbestimmten Wert erkannt wird) berechnet wurde (Schritt 162).
Wenn geurteilt wird, dass die gesamte angeforderte Einspritzmenge eine derart große Erhöhung aufweist, wird ein Anforderung-hoch-Merker EIN geschaltet, um eine scharfe Zunahme bei der Maschinenlast anzuzeigen, während ein Anforderung-niedrig-Merker AUS geschaltet wird (Schritt 164). Außerdem wird ein Ausgleichszähler C gelöscht, um mit dem Beginn einer vorübergehenden Dauer verbunden zu sein (Schritt 166).
Im Gegensatz dazu, wenn der vorstehend erwähnte Schritt 162 in einer negativen Beurteilung endet, wird beurteilt, ob die gesamte angeforderte Einspritzmenge viel kleiner als die gesamte angeforderte Einspritzmenge ist, die vorher durch die Routine (ob eine Verminderung über einen vorbestimmten Wert erkannt wird) berechnet wurde (Schritt 168). Wenn geurteilt wird, dass die gesamte angeforderte Einspritzmenge eine derart große Verminderung aufweist, wird der Anforderung-niedrig-Merker EIN geschaltet, um eine scharfe Verminderung der Maschinenlast anzuzeigen, während der Anforderung-hoch-Merker AUS geschaltet wird (Schritt 170). Da dieser Zeitpunkt auch eine Startzeit einer vorübergehenden Dauer ist, wird die vorstehend erwähnte Verarbeitung von Schritt 166 ausgeführt, um den Ausgleichszähler C zu löschen.
Wenn durch den vorstehend erwähnten Schritt 168 geurteilt wird, dass die gesamte angeforderte Einspritzmenge keine scharfe Verminderung aufweist, geht die Verarbeitung zu Schritt 172 weiter, während der Zustand des Anforderung-hoch-Merkers, der des Anforderung-niedrig-Merkers und des Zählwerts des Ausgleichszählers C beibehalten wird. Bei Schritt 172 wird der Ausgleichszähler C erhöht. Durch den soweit beschriebenen Ablauf wird die vergangene Zeit seit dem Auftreten einer scharfen Änderung bei der gesamten angeforderten Einspritzmenge durch den Ausgleichszähler C gemessen.
Dann wird in 6 ein Beförderungsverzögerungsausgleichswert ΔQ_(C) berechnet, um den Beförderungsverzögerungseffekt des Kanaleinspritzkraftstoffs auszugleichen (Schritt 174). Der Beförderungsverzögerungsausgleichswert ΔQ_(C) ist eine Funktion der Größe der Änderung bei der gesamten angeforderten Einspritzmenge und des Zählwerts des Ausgleichszählers C. Wenn praktisch der Zählwert des Ausgleichszählers C „1" ist, d.h., unmittelbar nachdem eine scharfe Änderung bei der gesamten angeforderten Einspritzmenge durch Schritt 162 oder 168 erfasst wird, berechnet die ECU 40 den Anfangswert des Beförderungsverzögerungsausgleichwerts ΔQ_(C) basierend auf der Höhe der Änderung, die in der gesamten angeforderten Einspritzmenge erfasst wird. Der Anfangswert von ΔQ_(C) wird so gesetzt, dass er größer ist, wenn sich die angeforderte Menge mehr ändert.
Außerdem, wenn der Zählwert des Ausgleichszählers C größer als „1" ist, berechnet die ECU 40 den Beförderungsverzögerungsausgleichswert ΔQ_(C) durch Multiplizieren des vorstehend erwähnten Anfangswerts mit einem Verminderungsfaktor k. Der Verminderungsfaktor k ist anfänglich „1.0" und verringert sich jedes Mal, wenn der Ausgleichszähler C erhöht wird, in einem nahezu konstanten Verhältnis, bis er „0" erreicht. Deshalb verringert sich der Beförderungsverzögerungsausgleichwerts ΔQ_(C) schrittweise auf „0", nachdem die gesamte angeforderte Einspritzmenge eine scharfe Änderung aufweist.
Nachdem der Beförderungsverzögerungsausgleichwerts ΔQ_(C) berechnet ist, wird beurteilt, ob der Anforderung-hoch-Merker EIN ist (Schritt 176). Wenn der Anforderung-hoch-Merker EIN ist, wird beurteilt, dass der Beförderungsverzögerungseffekt die Kraftstoffmenge, die in den Zylinder eintritt, unzureichend macht. In diesem Fall wird deshalb die Menge Q_D an durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzendem Kraftstoff durch Addieren des Beförderungsverzögerungsausgleichswertes ΔQ_(C) zu der Bezugseinspritzmenge in den Zylinder Q_DB erhalten (Schritt 178).
Wenn das Ergebnis der vorstehend erwähnten Verarbeitung von Schritt 176 anzeigt, dass der Anforderung-hoch-Merker nicht EIN ist, wird geurteilt, dass der Beförderungsverzögerungseffekt die Kraftstoffmenge, die in den Zylinder eintritt, überschüssig macht. In diesem Fall wird deshalb die Menge Q_D an durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzendem Kraftstoff durch Subtrahieren des Beförderungsverzögerungsausgleichswertes ΔQ_(C) von der Bezugseinspritzmenge in dem Zylinder Q_DB erhalten (Schritt 179).
Bei dem System von diesem Ausführungsbeispiel werden die gemäß dem Ablauf von 6 erhaltenen Werte als die durch die Kanaleinspritzung (Kanaleinspritzkraftstoffmenge) einzuspritzende Kraftstoffmenge und die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge (Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder) behandelt (siehe 3). Dann, wie es soweit beschrieben ist, wird die Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder durch den Verarbeitungsablauf von 6 so geändert, dass die Beförderungsverzögerung des kanaleingespritzten Kraftstoffs ausgeglichen wird. Das heißt, die korrigierte Bezugskraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder stimmt mit der in 5C gezeigten durchgezogenen Linie überein. Zusätzlich zu den Fähigkeiten des ersten Ausführungsbeispiels kann deshalb dieses Systemausführungsbeispiel wirksam verhindern, dass sich die Steuergenauigkeit einer Einspritzmenge aufgrund der Kraftstoffbeförderungsverzögerung verschlechtert.
Die Hauptvorteile der vorstehend beschriebenen Erfindung sind folgendermaßen zusammengefasst:
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Kanaleinspritzeinrichtung und einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung vorgesehen ist, wenn sich die Betriebslast auf die Brennkraftmaschine nach der Einspritzmengenberechnungszeit ändert, möglich, eine Kraftstoffkorrekturmenge entsprechend der Änderung zu berechnen. Durch Widergeben der Korrekturmenge in der Zylindereinspritzmenge kann die Laständerung schnell in der Kraftstoffeinspritzmenge widergegeben werden. Somit kann die Erfindung die Reaktion der Brennkraftmaschine erhöhen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann die durch die normale Zylindereinspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge erhöht oder vermindert werden, wenn eine Änderung der Betriebslast auf die Brennkraftmaschine nach der Einspritzmengenberechnungszeit und vor einer Grenzzeit erfasst wird, bis zu der die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge geändert werden kann. In diesem Fall kann sowohl die Erhöhung als auch die Verminderung bei der Betriebslast in der Kraftstoffeinspritzmenge widergegeben werden.
Wenn eine Erhöhung der Betriebslast auf die Brennkraftmaschine vor der Grenzzeit erfasst wird, bis zu der die durch die normale Einspritzung in den Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge geändert werden kann, kann gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung eine Zylindereinspritzung nach der normalen Zylindereinspritzung ausgeführt werden, um die Korrekturkraftstoffmenge entsprechend der Erhöhung einzuspritzen. Somit kann die Erfindung die Reaktion bei einer Beschleunigung erhöhen.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann eine Zylindereinspritzung ausgeführt werden, um eine Korrekturkraftstoffmenge entsprechend der Erhöhung einzuspritzen, selbst wenn Null als die Bezugszylindereinspritzmenge bei der Einspritzmengenberechnungszeit berechnet wird und eine Erhöhung der Betriebslast auf die Brennkraftmaschine später erfasst wird. Somit kann die Erfindung die Reaktion bei einer Beschleunigung erhöhen.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann die Abweichung der Kraftstoffmenge, die gegenwärtig von dem Einlasskanal in den Zylinder eintritt, von der Idealmenge, basierend auf der Änderung der Last auf die Brennkraftmaschine geschätzt werden. Die Bezugszylindereinspritzmenge kann erhöht oder vermindert werden, um die Abweichung aufzuheben. In diesem Fall kann die Kraftstofffehlmenge, die von dem Kanal aufgrund der Beförderungsverzögerung in dem Zylinder eintritt, durch die von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung einzuspritzende Kraftstoffmenge ausgeglichen werden. Somit kann die Erfindung die Einspritzmenge während vorläufigen Dauern genau steuern.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit: einer Betriebslasterfassungseinrichtung (100) zum Erfassen einer Betriebslast an der Brennkraftmaschine (10); einer Kanaleinspritzeinrichtung (28) zur Kanaleinspritzung; einer in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung (22) zur Einspritzung in den Zylinder; einer Kraftstoffmengenberechnungseinrichtung (106, 160 bis 180) zum Berechnen einer Kanalkraftstoffeinspritzmenge, die von der Kanaleinspritzeinrichtung (28) einzuspritzen ist, und einer in den Zylinder einzuspritzenden Bezugskraftstoffeinspritzmenge, die von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung (22) zu einer vorbestimmten Einspritzmengenberechnungszeit basierend auf der Betriebslast einzuspritzen ist; eine Kanaleinspritzsteuereinrichtung (138), die eine Kanaleinspritzung vor einer Zylinder-Direkteinspritzung beginnt, wobei die Kanalkraftstoffeinspritzmenge von der Kanaleinspritzeinrichtung (28) eingespritzt wird; einer Korrekturkraftstoffmengenberechnungseinrichtung (114, 118, 122), die eine Kraftstoffkorrekturmenge für eine Änderung der Betriebslast an der Brennkraftmaschine (10) berechnet, wenn die Änderung nach der Einspritzmengenberechnungszeit und vor der Nacheinwirkgrenzzeit erfasst wird, bis zu der die Kraftstoffmenge von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung einzuspritzen ist; und einer Einrichtung zum Steuern der Einspritzung in den Zylinder (144, 148), die die Einspritzung in den Zylinder nach der Kanaleinspritzung so durchführt, dass eine Kraftstoffmenge von der in den Zylinder einspritzenden Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, wobei die Kraftstoffmenge basierend auf der in den Zylinder einzuspritzenden Bezugseinspritzmenge und der Korrekturmenge ermittelt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Steuern der Einspritzung in den Zylinder eine normale in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung (144) aufweist, die zu einer vorbestimmten Zeit eine normale in den Zylinder einspritzende Einspritzung so beginnt, dass die in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge eingespritzt wird, wenn ein von null unterschiedlicher Wert als die in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge berechnet ist; und die Korrekturkraftstoffmengenberechnungseinrichtung eine Korrektureinrichtung der in den Zylinder einzuspritzenden Normalkraftstoffmenge (114, 118) aufweist, die die durch die normale in den Zylinder einspritzende Einspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge um die Kraftstoffkorrekturmenge erhöht oder verringert, die einer Änderung der Betriebslast der Brennkraftmaschine (10) entspricht, wenn die Änderung vor einer Grenzzeit erfasst wird, bis zu der die von der normalen in den Zylinder einspritzenden Einspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge geändert werden kann.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Steuern der Einspritzung in den Zylinder eine normale in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung (144) aufweist, die zu einer vorbestimmten Zeit eine normale in den Zylinder einspritzende Einspritzung so beginnt, dass die in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge eingespritzt wird, wenn ein von null unterschiedlicher Wert als die in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge berechnet ist; und die Korrekturkraftstoffmengenberechnungseinrichtung eine Erhöhungseinrichtung der in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge (114, 118) aufweist, die eine zusätzliche in den Zylinder einspritzende Einspritzung so durchführt, dass die Korrekturkraftstoffmenge eingespritzt wird, die einer Zunahme der Betriebslast an der Brennkraftmaschine entspricht, wenn die Zunahme nach einer Grenzzeit erfasst wird, bis zu der die von der normalen in den Zylinder einspritzenden Einspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge geändert werden kann.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei die Einrichtung zum Steuern der Einspritzung in den Zylinder eine zusätzliche in den Zylinder einspritzende Einspritzeinrichtung (148) aufweist, die eine in den Zylinder einspritzende Einspritzung nach der Kanaleinspritzung so durchführt, dass die Korrekturkraftstoffmenge eingespritzt wird, die einer Zunahme der Betriebslast an der Brennkraftmaschine entspricht, wenn die Zunahme erfasst wird, nachdem null als die in den Zylinder einzuspritzende Bezugseinspritzmenge berechnet ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kraftstoffmengenberechnungseinrichtung aufweist: eine Kanalkraftstoffabweichungsschätzeinrichtung (174), die eine Abweichung der Kraftstoffmenge, die momentan von einem Ansaugkanal in einen Zylinder eintritt, von einer idealen Kraftstoffmenge, die von dem Ansaugkanal in den Zylinder eintreten sollte, basierend auf der Laständerung an der Brennkraftmaschine schätzt; und eine Bezugsmengenkorrektureinrichtung (178, 180), die die in den Zylinder einzuspritzende Einspritzmenge so erhöht oder verringert, dass die Abweichung ausgeglichen wird.