DE60218129T2

DE60218129T2 - Kraftstoffeinspritzungssteuerung für einen Dieselmotor

Info

Publication number: DE60218129T2
Application number: DE60218129T
Authority: DE
Inventors: Makoto Yokohama-shi Ootake
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: JP2003222041A; EP1333163A3; EP1333163B1; EP1333163A2; DE60218129D1; US6698192B2; US20030140623A1; JP3856118B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für einen Dieselmotor, vorgesehen um in dem Abgas, das von dem Dieselmotor abgegeben wird, enthaltene Partikelmaterie zu speichern.
Hintergrund der Erfindung
Tokkai 7-11935, veröffentlicht durch das Japanische Patentbüro in 1995, zeigt einen Filter für Partikelmaterie (nachstehend als Partikelfilter bezeichnet), der in dem Abgas von einem Dieselmotor eines Fahrzeuges enthaltene Partikelmaterie speichert. Die Partikelmaterie kann auch als Rauch bezeichnet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Wesentlichen arbeitet der Motor bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, mit anderen Worten, bei einem Überschuss-Luftfaktor, der größer als beim Einklang ist. Wenn große Mengen von Partikelmaterie in dem Partikelfilter abgelagert werden, wird die Partikelmaterie durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge, um die Abgastemperatur des Motors zu erhöhen, verbrannt, so dass der Überschuss-Luftfaktor ungefähr zu eins gleich ist. Dieser Vorgang wird als Regenerierung des Filters bezeichnet.
Unmittelbar vor der Regenerierung des Partikelfilters ist eine beträchtliche Menge von Partikelmaterie in dem Partikelfilter abgelagert worden. Die in dem Partikelfilter abgelagerte Partikelmaterie erhöht den Strömungswiderstand in dem Abgas. Die Erhöhung in dem Abgaswiderstand erhöht den Abgasdruck und als ein Ergebnis vermindert sich die Einlassluftmenge des Motors. Diese Verminderung in der Einlassluftmenge verursacht eine Reduzierung in dem Ausgangsdrehmoment des Motors, insbesondere in den Volllast-Betriebsbereichen. Ein Volllast-Betriebsbereich ist ein Betriebszustand, in dem ein Beschleunigungspedal des Fahrzeuges vollständig niedergedrückt ist.
Es ist demzufolge ein Ziel dieser Erfindung, die Wirkung der in dem Partikelfilter abgelagerten Partikelmaterie auf das Ausgangsdrehmoment des Motors zu reduzieren.
Zum Erreichen des oben genannten Zieles sieht diese Erfindung eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für solch einen Dieselmotor, der einen Abgaskanal zum Abgeben von Abgas, das durch die Verbrennung eines Gemischs von Kraftstoff und Luft erzeugt wird, aufweist und einen Partikelfilter, der in dem Abgas enthaltenes Abgas speichert, vor.
Die Vorrichtung weist auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die Kraftstoff einspritzt, einen Sensor, der eine erforderliche Ausgangsleistung des Dieselmotors erfasst, einen Sensor, der eine Betriebszustand des Motors erfasst, und eine programmierbare Steuerungseinrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gegenüber einer Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge erfasst.
Die Steuerungseinrichtung ist programmiert, um eine Basis-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der erforderlichen Ausgangsleistung zu berechnen, um eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Einlassluftmenge zu berechnen, auf der Grundlage des Betriebszustandes zu bestimmen, ob oder nicht eine abgelagerte Menge der Partikelmaterie an dem Partikelfilter eine vorbestimmte Menge überschritten hat, eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, wenn die abgelagerte Menge der Partikelmaterie die vorbestimmte Menge überschritten hat, und die kleinere der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge oder die maximale Kraftstoffeinspritzmenge als die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge festzulegen.
Diese Erfindung sieht auch ein Kraftstoffeinspritz-Steuerungsverfahren für solch einen Dieselmotor vor, der einen Abgaskanal aufweist, der durch die Verbrennung eines Gemischs von Kraftstoff und Luft erzeugtes Abgas abgibt, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die Kraftstoff einspritzt, und einen Partikelfilter, der in dem Abgas enthaltene Partikelmaterie speichert.
Das Verfahren weist auf das Erfassen einer erforderlichen Ausgangsleistung des Dieselfilters, das Erfassen eines Betriebszustandes des Motors, das Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung auf eine Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge, das Berechnen einer Basis-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der erforderlichen Ausgangsleistung, das Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Einlassluftmenge, das Bestimmen auf der Grundlage des Betriebszustandes, ob oder nicht eine abgelagerte Menge der Partikelmaterie an dem Partikelfilter eine vorbestimmte Menge überschritten hat, das Erhöhen einer maximalen Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die abgelagerte Menge der Partikelmaterie die vorbestimmte Menge überschritten hat, und das Festlegen der kleineren der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge oder der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge als die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge.
Die Details sowie weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in dem Rest der Spezifikation fortgesetzt und werden in den beigefügten Zeichnungen gezeigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm einer Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung entsprechend dieser Erfindung.
Die 2A–2D sind Diagramme, die die Betriebsmerkmale des Motors in oder nahe eines vollständig belasteten Zustandes beschreiben, wenn die Kraftstoffeinspritzung entsprechend dieser Erfindung angewandt wird.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Zylinder-Einlassluftmenge des Motors und einem Druckverlust in dem Partikelfilter beschreibt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Festlegungsprogramm für eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax und eines Regenerierungszeichens beschreibt, das durch eine Steuereinrichtung entsprechend dieser Erfindung ausgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das die Kennlinien eines Druckverlustplanes beschreibt, der in der Steuereinrichtung gespeichert ist, um den Zustand des Partikelfilters zu bestimmen.
6 ist ein Diagramm, das die Kennlinien eines Planes für eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qf2, der in der Steuereinrichtung gespeichert ist, beschreibt.
7 ist ein Diagramm, das die Kennlinien eines Planes für ein maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qf3, die in der Steuereinrichtung gespeichert ist, beschreibt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Berechnungsprogramm für eine Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf, ausgeführt durch eine Steuereinrichtung, beschreibt.
9 ist ein Diagramm, das die Kennlinien eines Planes für eine Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv, der in der Steuereinrichtung gespeichert ist, beschreibt.
10 ist zu der 4 ähnlich, zeigt aber ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
11 ein Ablaufdiagramm, das ein Berechnungsprogramm für eine Zylinder-Einlassluft-Reduzierungsmenge Qd, ausgeführt durch die Steuereinrichtung, entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung zeigt.
12 ist ein Diagramm, das die Wirkung der Ablagerung der Partikelmaterie und des Atmosphärendrucks auf die Einlassluftmenge des Motors zeigt.
13 ist ein Diagramm, das die Kennlinien eines Planes für eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qf3A, gespeichert in der Steuereinrichtung, entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In Bezug auf die 1 der Zeichnungen ist ein Dieselmotor 1 für ein Fahrzeug mit einem Einlasskanal 2 zum Ansaugen von Luft und einem Auslasskanal 3 für das Abgeben von Brenngas, als das Abgas, versehen.
Luft wird unter Druck in den Einlasskanal 2 durch einen Turbolader 19 mit veränderbarer Geometrie zugeführt. Ein Anteil des Abgases in dem Auslasskanal 3 wird in den Einlasskanal 2 durch ein Abgasrückführungsventil 20 zurück geführt. Kraftstoff wird in den Dieselmotor 1 durch die Kraftstoffzuführungsrichtung, die eine Kraftstoffzuführungspumpe 6, eine gemeinsame Schiene 7 und Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 8, eingeleitet. Der Dieselmotor 1 wird unter Verwendung von Kompressionszündung gedreht, um das Gasgemisch von Luft, die von dem Einlasskanal 2 angesaugt wurde, und eingespritztem Kraftstoff zu verbrennen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 verändert den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit zu den Ausgangssignalen von der Steuereinrichtung 11.
Das Brenngas, das aus dem Gasgemisch resultiert, wird als Abgas aus dem Auslasskanal 3 in die Atmosphäre durch einen Partikelfilter 4, der Partikelmaterie speichert, abgegeben.
Abgesehen von dem Steuern der Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 verwendet die Steuereinrichtung 11 Ausgangssignale, um den Betrieb der Zuführungspumpe 5, das System des Turboladers 19 mit veränderbarer Geometrie und die Öffnung des Abgasrückführungsventils 20 zu steuern.
Die Steuereinrichtung 11 weist einen Mikrorechner auf, der mit einer Zentralsteuereinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einer Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle (I/O-Schnittstelle) versehen ist. Die Steuereinrichtung kann auch eine Mehrzahl von Mikrorechnern aufweisen.
Zum Realisieren der zuvor beschriebenen Steuerung wird die Steuereinrichtung 11 mit den erfassten Daten in der Form von Signalen eines Differentialdrucksensors 12, der einen Druckunterschied stromauf und stromab des Partikelfilters 4 erfasst, eines Kurbelwinkelsignalsensors 13, der einen vorbestimmten Drehwinkel und eine Drehzahl Ne des Dieselmotors 1 erfasst, eines Beschleunigerpedal-Niederdrücksensors 14, der einen Niederdrückbetrag Cl eines Beschleunigerpedals, das in dem Fahrzeug vorgesehen ist, erfasst, eines Luftströmungsmessers 15, der eine Luftströmungsrate Qas in dem Einlasskanal 2 erfasst, eines Temperatursensors 16, der eine Temperatur T1 eines Einlasses des Partikelfilters 4 erfasst, und eines Wassertemperatursensors 23, der eine Kühlwassertemperatur des Dieselmotors 1 erfasst, versehen.
Die Steuereinrichtung 11 schätzt eine abgelagerte Menge der Partikelmaterie in dem Partikelfilter 4 auf der Grundlage des Druckunterschiedes zwischen ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4 ab, dies bedeutet, den Druckverlust durch den Partikelfilter 4. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird dann durch Einbeziehen der abgelagerten Menge gesteuert. Die abgelagerte Menge der Partikelmaterie wird auch verwendet, um zu bestimmen, ob oder nicht die Regenerierung des Partikelfilters 4 notwendig ist. Wenn die Regenerierung notwendig ist, wird die Abgastemperatur durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzsteuerung erhöht, um die in dem Partikelfilter 4 abgelagerte Partikelmaterie zu verbrennen. Die Schritte, die ein Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes und ein Ausführen der Hilfseinspritzung nach der Einspritzung enthalten, sind in der Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Erhöhen der Abgastemperatur enthalten.
Insbesondere große Mengen von Partikelmaterie werden erzeugt, wenn der Dieselmotor 1 in oder nahe bei dem vollständig belasteten Zustand arbeitet, d. h., wenn das Beschleunigerpedal vollständig niedergedrückt wird. Demzufolge unterdrückt die Steuereinrichtung 11 die Erzeugung von Partikelmaterie durch das Ausführen des folgenden Steuerungsprogramms an der Kraftstoffeinspritzmenge.
Zuerst wird eine Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdr auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und des beschleunigerpedal-Niederdrückbetrages CL berechnet. Eine Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 wird durch Addieren verschiedener Arten von Berichtigungen zu dem berechneten Wert für Mqdr berechnet. Der Wert für die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1, der in der vorher beschriebenen Weise berechnet worden ist, ist ein Wert, der das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 1 berechnet, das durch einen Fahrer des Fahrzeuges als ein Ergebnis des Niederdrückens des Beschleunigerpedals angefordert wird.
Die Steuereinrichtung legt die Einlassluftmenge Qac pro Zylinder, die auf der Grundlage der Einlassluftströmungsrate Qas, erfasst durch den Luftströmungsmesser 15, und eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne, erfasst durch den Drehzahlsensor 13, fest. Die Erzeugung der Partikelmaterie wird durch das Begrenzen der Kraftstoffeinspritzmenge Qf1, um nicht die maximale Einspritzmenge Qfmax zu überschreiten, unterdrückt. Die Berechnung der Einlassluftmenge Qac pro Zylinder, die die Grundlage der Berechnung der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax bildet, wird durch Einbeziehen der Zeitverzögerung, bis die Luft, die durch den Luftströmungsmesser 15 hindurchgegangen ist, in den Dieselmotor 1 eintritt, ausgeführt. Diese Berechnung ist in dem US-Patent 5,964,829 gezeigt.
Unmittelbar bevor die Regenerierung des Partikelfilters 4 ausgeführt wird, erhöht sich, wie in der 3 gezeigt ist, der Abgasdruck und die Einlassluftmenge Qac pro Zylinder vermindert sich als ein Ergebnis der abgelagerten Partikelmaterie. Da sich demzufolge die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax vermindert, ergibt sich die Möglichkeit, dass das Ausgangsdrehmoment in den Betriebsbereichen, in denen der Dieselmotor 1 voll belastet wird, unzureichend sein wird. In dieser Situation legt die Steuereinrichtung 11 eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax in Abhängigkeit von der abgelagerten Menge der Partikelmaterie fest, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax nicht übermäßig klein wird.
Die Steuereinrichtung 11 führt ein Festlegen des Programms für die maximale Kraftstoffeinspritzmenge und für ein Regenerierungszeichen, wie in der 4 gezeigt, in einem Intervall von zehn Millisekunden während der Dieselmotor 1 arbeitet, aus um die Kraftstoffeinspritzmenge, wie zuvor beschrieben, zu steuern.
In Bezug auf die 4 liest, zuerst in einem Schritt S1, die Steuereinrichtung 11 die Motordrehzahl Ne, die Einlassluftmenge pro Zylinder Qac, die Kraftstoffeinspritzmenge Qf, den Druckunterschied ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4 und die Temperatur T1 an dem Einlass des Partikelfilters 4. Die Kraftstoffeinspritzmenge Qf ist eine Einspritzmenge von Kraftstoff, die tatsächlich durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 eingespritzt wird. Der Wert Qf ist der am meisten aktuelle Wert, berechnet durch die Steuereinrichtung 11 unter Verwenden eines Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsprogramms, das durch die Steuereinrichtung 11 unabhängig von dem Programm der
4 ausgeführt wird. Das Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsprogramm wird später beschrieben.
Als nächstes berechnet in einem Schritt S2 die Steuereinrichtung 11 eine Abgasströmungsmenge Vex1 (Liter/sec) unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (3).
wo die Zahl der Zylinder = die Anzahl der Zylinder in dem Dieselmotor 1,
CONST = Einheits-Umwandlungskoeffizient, und
σ2 = die Luftdichte (Gramm/Liter) ist.
Die Einheiten für Qac1 sind Gramm/sec, die Einheiten für Qac sind Milligramm/Hub, die Einheiten für Ne sind Umdrehungen pro Minute (U/min), die Einheiten für Qf5 sind Liter/Std. und die Einheiten für Qf sind Kubikmillimeter pro Hub (mm³/Hub).
In dem Schritt S2 wird eine weitere Umwandlung auf der Grundlage des Druckdifferenz ΔP und der Abgastemperatur T1 an der berechneten Abgasströmungsmenge Vex1 (Liter/sec) ausgeführt, um in eine Abgasströmungsrate Qexh (Kubikmeter/Minute (m³/min) bei einem Druck von einer Atmosphäre und einer Atmosphärentemperatur von 20 Grad (°C) umzuwandeln.
Als nächstes bestimmt in einem Schritt S3 die Steuereinrichtung 11, ob oder nicht das Regenerierungszeichen einen Wert von null hat. Das Regenerierungszeichen wird im Einklang festgelegt, wenn den Regenerierungsbedingungen für den Partikelfilter 4 genügt wird. Wenn dies nicht der Fall ist, wird es auf null festgelegt. Der Anfangswert des Regenerierungszeichens ist null.
Wenn das Regenerierungszeichen einen Wert von null hat, dies bedeutet, wenn den Regenerierungsbedingungen für den Partikelfilter 4 nicht genügt wird, berechnet in einem Schritt S4 die Steuereinrichtung 11 einen Festlegungswert ΔPs.
Dieser Festlegungswert ΔPs ist ein Wert, der dem Differenzdruck ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4 entspricht, um zu bestimmen, ob oder nicht die Regenerierung des Partikelfilters 4 begonnen werden sollte. Der Festlegungswert ΔPs wird auf der Grundlage von Experimenten festgelegt.
Wenn das Regenerierungszeichen einen einheitlichen Wert ziemlich als null annimmt, dies bedeutet, wenn den Regenerierungsbedingungen für den Partikelfilter 4 genügt wird, berechnet in einem Schritt S16 die Steuereinrichtung 11 einen Festlegungswert ΔPe. Der Festlegungswert ΔPe ist ein Wert, der dem Differentialdruck ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4 entspricht, um zu bestimmen, ob die Regenerierung des Partikelfilters 4 beendet werden sollte. Der Festlegungswert ΔPe wird auf der Grundlage des Experiments AB ausgeführt.
Die obigen Festlegungswerte ΔPs, ΔPe in diesem Programm werden durch Bezugnahme auf einen Plan, der die in der 5 gezeigten Kennlinien hat, der in dem Speicher der Steuereinrichtung 11 vorgespeichert ist, berechnet. Wie durch die durchgehende Linie in der 5 gezeigt, erhöhen sich beide Festlegungswerte ΔPs, ΔPe, wie sich die Abgasströmungsrate Qexh erhöht. Wenn die Abgasströmungsrate Qexh konstant gehalten wird, ist der Festlegungswert ΔPs normalerweise größer als der Festlegungswert ΔPe. Dies zeigt, dass der Druckverlust, der durch den Partikelfilter 4 verursacht wird, dann am größten ist, wenn die Regenerierung des Partikelfilters 4 begonnen wird und dann am kleinsten ist, wenn der Regenerierungsvorgang abgeschlossen ist.
Der Grund dafür, dass sich die Festlegungswerte ΔPs, ΔPe erhöhen, wenn sich die Abgasströmungsrate Qexh erhöht, ist infolge der Tatsache, dass der Druckverlust in dem Partikelfilter 4 nicht bloß eine Funktion der abgelagerten Menge der Partikelmaterie ist, sondern auch von der Abgasströmungsrate Qexh abhängt. Dies bedeutet, wenn die abgelagerte Menge von Partikelmaterie konstant gehalten wird, erhöht sich auch der Druckverlust, wie sich die Abgasströmungsrate Qexh erhöht.
Wenn das Regenerierungszeichen nach dem Ausführen des Schrittes S4 null ist, geht das Programm zu einem Schritt S5 weiter. In dem schritt S5 vergleicht die Steuereinrichtung 11 den Festlegungswert ΔPs mit dem Druckunterschied ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4, der durch den Druckunterschiedssensor 12 erfasst worden ist. Wenn der Druckunterschied ΔP größer als der Festlegungswert ΔP ist, wird das Regenerierungszeichen im Einklang in einem Schritt S6 festgelegt und das Programm wird beendet. Dieser Vorgang bedeutet, dass die Festlegung in dem Schritt S3 bei der sich unmittelbar anschließenden Gelegenheit, wenn der Vorgang ausgeführt wird, negativ sein wird.
Andererseits sucht in einem Schritt S5 die Steuereinrichtung 11, wenn der Druckunterschied ΔP nicht größer als der Festlegungswert ΔPs ist, in einem S7 den zuvor beschriebenen Plan auf, um einen Standard-Druckverlust ΔPo zu berechnen. Der Standard-Druckverlust ΔPo ist ein Druckverlust, wenn absolut keine Partikelmaterie in dem Partikelfilter 4 abgelagert worden ist. Die gepunktete Linie in der 5 zeigt, dass obwohl der Standard-Druckverlust ΔPo normalerweise kleiner als der Festlegungswert ΔPs ist, er sich erhöht, wie sich die Abgasströmungsrate Qexh erhöht.
Als nächstes bestimmt in einem Schritt S8 die Steuereinrichtung 11, ob oder nicht der Druckunterschied ΔP größer als oder gleich zu einem Grenzwert mit einem feststehenden Wert, addiert zu dem Standard-Druckverlust ΔPo, ist. Der feststehende Wert ist ein positiver wert. Dieser Vergleich gestattet eine Bestimmung, ob oder nicht die abgelagerte Menge von Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 den Grenzwert zum Einschalten des Berechnungsplanes für die maximale Einspritzmenge Qfmax erreicht hat. Dies bedeutet, wenn das Bestimmungsergebnis in dem Schritt S8 negativ ist, hat die abgelagerte Menge der Partikelmaterie den grenzwert noch nicht erreicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in dem Schritt S8 positiv ist, hat die abgelagerte Menge der Partikelmaterie den Grenzwert erreicht oder hat den Grenzwert überschritten. Der feststehende Wert wird auf der Grundlage eines Experimentes festgelegt.
Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, geht die Steuereinrichtung 11 zu einem Schritt S9 weiter und berechnet einen Planwert Qf2 für die maximale Einspritzmenge auf der Grundlage der Zylinder-Einlassluftmenge Qac und der Motordrehzahl Ne durch Aufsuchen eines Plans mit den Kennlinien, wie in der 6 gezeigt, der in seinem Speicher gespeichert wird. Dann wird in einem Schritt S10, nach dem Festlegen der maximalen Einspritzmenge Qfmax, gleich zu dem Planwert Qf2, das Programm beendet. Der Planwert Qf2 für die maximale Einspritzmenge ist ein Wert, der die maximale Einspritzmenge des Dieselmotors 1 begrenzt, um die Erzeugung von großen Mengen von Partikelmaterie zu verhindern, wenn die abgelagerte Menge von Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 gering ist.
Wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, geht die Steuereinrichtung 11 zu einem Schritt S11 weiter und berechnet einen Planwert Qf3 für die maximale Einspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und des Unterschiedes ΔP – ΔP0 des Druckunterschiedes ΔP und des Standard-Druckverlustes ΔPo durch Aufsuchen eines Planes mit den Kennlinien, wie in der 7 gezeigt, der in seinem Speicher gespeichert wird. Der Planwert Qf3 für die maximale Einspritzmenge ist eine Kraftstoffeinspritzmenge für den Dieselmotor 1, der festgelegt wird, um ein Drehmoment zu erzeugen, das zu dem Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 1, erzeugt unter Voll-Lastbedingungen bei einem Standard-Druckverlust ΔPo gleich ist, wenn die abgelagerte Menge der Partikelmaterie größer als oder gleich zu dem Grenzwert ist. Wenn die Motordrehzahl Ne konstant gehalten wird, tendiert das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 1 sich zu vermindern, wie sich der Unterschied ΔP – ΔP0 erhöht. Der Plan für Qf3 ist vorgesehen, so dass sich der Planwert Qf3 für die maximale Einspritzmenge, wie in der 7 gezeigt, erhöht, je größer der Unterschied ΔP – ΔP0 ist. Die Pläne für Qf2 und Qf3 werden auf der Grundlage eines Experiments festgelegt.
In der 7 wird der Planwert Qf3 für die maximale Einspritzmenge unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und des Unterschiedes ΔP – ΔP0 als Parameter bestimmt. Da jedoch die Korrelation zwischen dem Planwert Qf3 und der Motordrehzahl Ne klein ist, ist es möglich, den Planwert Qf3 einfach auf der Grundlage des Unterschiedes ΔP – ΔP0 zu berechnen.
Nach dem Ausführen des Schrittes S11 vergleicht die Steuereinrichtung 11 die Einlasstemperatur T1 des Partikelfilters 4 mit einer Grenzwert-Abgastemperatur Ts in einem Schritt S12. Hierin wird die Grenzwert-Abgastemperatur Ts auf 730 °C festgelegt.
In dem Schritt S12, wenn die Einlasstemperatur T1 die Grenzauslasstemperatur Ts nicht überschreitet, legt die Steuerung die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax gleich zu dem Planwert Qf3 in einem Schritt S13 fest und das Programm wird beendet.
In dem Schritt S12, wenn die Einlasstemperatur T1 die Grenzauslasstemperatur Ts überschreitet, berechnet in einem Schritt S14 die Steuerung 11 eine Rückkopplungsmenge Qfb. Wenn die Einlasstemperatur T1 die Grenzauslasstemperatur Ts überschreitet, wird die Kraftstoffeinspritzmenge begrenzt, um die Einlasstemperatur T1 auf weniger als die Grenzauslasstemperatur Ts zu begrenzen. Die Rückkopplungsmenge Qfb ist für diesen Zweck vorgesehen.
Die Rückkopplungsmenge Qfb wird durch die nachstehende Gleichung (4) berechnet. Qfb = Qfbn-1 + ΔQ (4)wo, Qfb_n-1 = der Wert für Qfb ist, der bei der unmittelbar vorhergehenden Gelegenheit berechnet wird, wenn das Programm ausgeführt wurde, und
ΔQ = ein feststehender Wert ist.
Der Anfangswert von ?Q ist null. Wie in der Gleichung (4) gezeigt, erhöht sich die Rückkopplungsmenge Qfb, wie sich die Dauer, für die die Einlasstemperatur T1 die Grenzauslasstemperatur Ts überschreitet, erhöht.
In dem abschließenden Schritt S15 legt die Steuereinrichtung 11 einen Wert fest, in dem die Rückkopplungsmenge Qfb von dem Planwert Qf3 als die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax subtrahiert wird und das Programm wird beendet.
Falls das Regenerierungszeichen in dem Schritt S3 keinen Wert von null hat, dies bedeutet, es hat den Einheitswert, berechnet in einem Schritt S16 die Steuereinrichtung 11 den Bestimmungswert wie oben beschrieben. Dann wird es in einem Schritt S17 bestimmt, ob oder nicht der Bestimmungswert ΔPe größer als der Druckunterschied ΔP stromauf und stromab des Partikelfilters 4 ist.
Wenn das Regenerierungszeichen den Einheitswert hat, wird der Regenerierungsvorgang an dem Partikelfilter 4 ausgeführt. Wenn der Bestimmungswert ΔPe größer als der Druckunterschied ΔP ist, wird es bestimmt, dass der Regenerierungsvorgang abgeschlossen ist. In diesem Fall wird in einem Schritt S18, nachdem das Regenerierungszeichen auf einen Wert von null zurückgesetzt worden ist, das Programm beendet.
Wenn der Bestimmungswert ΔPe nicht größer als der Druckunterschied ΔP ist, ist der Regenerierungsvorgang nicht vollständig. In diesem Fall wird, nach dem beibehalten des Regenerierungszeichens auf einem Einheitswert in einem Schritt S6, wie oben beschrieben, das Programm beendet.
Nunmehr in Bezug auf die 8 wird das Berechnungsprogramm für die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf, ausgeführt durch die Steuereinrichtung 11, beschrieben. Dieses Programm wird wiederholt ausgeführt, wenn ein vorbestimmter Kurbelwinkel durch den Kurbelwinkelsensor 13 während des Betriebs des Dieselmotors 1 erfasst wird, dies bedeutet, wenn ein Ref-Signal ausgegeben wird.
Die Steuereinrichtung 11 liest zuerst in einem Schritt S21 den Beschleunigerpedal-Niederdrückbetrag CL, die Motordrehzahl Ne und die maximale Einspritzmenge Qmax. Die maximale Einspritzmenge Qmax ist der am meisten aktuelle Wert, der in dem in der 4 gezeigten Programm berechnet wird.
Dann wird in einem Schritt S22 die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und dem Beschleunigerpedal-Niederdrückbetrag CL in Bezug auf einen Plan mit den Kennlinien, wie in der 9 gezeigt, die zuvor in dem Speicher der Steuereinrichtung 11 gespeichert worden sind, berechnet.
Dann wird in einem Schritt S23 die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 durch Addieren verschiedener Arten von Korrekturen auf der Grundlage der Motor-Kühlwassertemperatur Tw gegenüber der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 ist eine Kraftstoffeinspritzmenge, die ein Ausgangsdrehmoment bekommt, das dem Niederdrücken des Beschleunigerpedals entspricht.
In einem nächsten Schritt S24 bestimmt die Steuereinrichtung 11, wenn das Regenerierungszeichen im Einklang gleich ist. Wenn das Regenerierungszeichen nicht im Einklang ist, d. h., wenn die Regenerierung des Partikelfilters 4 nicht erforderlich ist, vergleicht die Steuereinrichtung 11, in einem Schritt S25, die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 mit der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax überschreitet, legt die Steuereinrich tung 11 die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf fest, um in einem Schritt S26 zu der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax gleich zu sein. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax nicht überschreitet, legt in einem Schritt S27 die Steuereinrichtung 11 die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qffest, um zu der Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 gleich zu sein. Nach dem Festlegen der Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf in dem Schritt S26 oder dem Schritt S27 auf diese Weise beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm.
Wenn die abgelagerte Menge von Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 klein ist, tritt das Problem auf, dass sich die Partikelmateriemenge erhöht, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 ohne Modifikation als die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf verwendet wird, wenn der Dieselmotor 1 in oder nahezu in einem vollständig belasteten Zustand ist. Andererseits, wenn eine große Menge von Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 abgelagert worden ist, gibt es die Tendenz des unzureichenden Motorausgangsdrehmoments in oder nahezu in einem vollständig belasteten Zustand.
Jedoch ist entsprechend dieser Kraftstoffeinspritz-Steuerungsvorrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax, die in dem Schritt S25 verwendet wurde, auf unterschiedliche Werte in Abhängigkeit von dem Niveau der in dem Partikelfilter 4 abgelagerten Partikelmaterie festgelegt worden, dies bedeutet, in Abhängigkeit von der Bestimmung in dem Schritt S8 in der 4, wie bereits zuvor beschrieben.
Mit anderen Worten, wenn die an dem Partikelfilter 4 abgelagerte Menge von Partikelmaterial klein ist, erhöht sich der Druckunterschied ΔP in Abhängigkeit zu einer Erhöhung in der abgelagerten Menge von Partikelmaterie und die Zylinder-Einlassluftmenge Qac unterzieht sich einer entsprechenden Verminderung. Somit vermindert sich die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qmaxt = Qf2, erhalten aus dem Plan in der 6, in Abhängigkeit zu den Erhöhungen in dem Niveau der Partikelmaterieablagerung.
Die Kraftstoffeinspritzmenge Qf1 überschreitet die maximale Einspritzmenge Qfmax in oder nahe zu einem vollständig belasteten Zustand des Dieselmotors 1. Das Ausgangsdrehmoment vermindert sich, wenn der Dieselmotor 1 in oder nahezu in einem vollständig belasteten Zustand ist, wenn sich die Menge der abgelagerten Partikelmaterie erhöht.
Jedoch entsprechend dieser Kraftstoffeinspritz-Steuerungsvorrichtung wird, wenn der Druckunterschied ΔP zwischen dem stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitt, der die Menge der abgelagerten Partikelmaterie entspricht, in dem Partikelfilter 4 den Grenzwert in dem Schritt S8 in der 4 überschreitet, der Plan zum Berechnen der maximalen Einspritzmenge Qfmax von dem Plan, der in der 6 gezeigt ist, zu dem Plan, der in der 7 gezeigt ist, geschaltet.
Als ein Ergebnis ist es, da die maximale Einspritzmenge Qfmax, wie in der 2D gezeigt, erhöht wird, möglich, Fehlbeträge in dem Ausgangsdrehmoment zu kompensieren, wenn das Beschleunigerpedal während eines hohen Niveaus der Partikelmaterieablagerung vollständig niedergedrückt wird. Überdies ist es möglich, ein Ausgangsdrehmoment zu erhalten, das gleich zu dem ist, das erhalten wird, wenn das Niveau der Partikelmaterieablagerung, wie in der 2C gezeigt, niedrig ist.
Die Erhöhungen in der maximalen Einspritzmenge Qfmax führen zu Erhöhungen in der Menge der Partikelmaterie, die erzeugt wird, wenn der Dieselmotor 1 in oder nahezu in einem vollständig belasteten Zustand ist. Jedoch selbst dann, wenn sich die Erzeugung der Partikelmaterie erhöht, wird solche Partikelmaterie durch den Partikelfilter 4 gespeichert. Demzufolge wird sich, selbst wenn die maximale Einspritzmenge Qfmax erhöht wird, die in die Atmosphäre abgegebene Rauchmenge nicht verändern, wie in der 2B gezeigt ist.
Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge in oder nahezu in einem vollständig belasteten Zustand erhöht wird, erhöht sich die Temperatur des Abgases. Da die abgelagerte Partikelmaterie durch solch eine Erhöhung in der Abgastemperatur verbrannt wird, vermindert sich die abgelagerte Menge von Partikelmaterie. Falls die Frequenz des Regenerierungsvorgangs reduziert wird, wird der Kraftstoffverbrauch auch reduziert.
Der in den Schritten S12 bis S15 der 4 gezeigte Vorgang ist ein Vorgang, um eine übermäßige Erhöhung in der Abgastemperatur in der zuvor geschilderten Situation zu vermeiden. Dies bedeutet, wenn die Einlasstemperatur T1 des Partikelfilters 4 die Grenzabgastemperatur Ts überschreitet, wird die Abgastemperatur durch das Reduzieren der maximalen Einspritzmenge Qfmax reduziert, um eine Beschädigung des Dieselmotors 1 zu vermeiden. Als ein Ergebnis überschreiet die Abgastemperatur, wie in der 2A gezeigt, die Grenzabgastemperatur Ts nicht.
Wie zuvor beschrieben, steuert die Steuereinrichtung 11 den Einspritzzeitpunkt sowie die Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8. Die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge, die durch das Ausführen des zuvor beschriebenen Programms ausgeführt wird, kann bei einer einzelnen Gelegenheit eingespritzt werden, oder kann bei einer Mehrzahl von Gelegenheiten mit einer Haupteinspritzung und einer Hilfseinspritzung als ein Ergebnis der Steuereinrichtung 11, die den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 8 steuert, eingespritzt werden.
In dem Schritt S24 der 8, wenn das Regenerierungszeichen im Einklang ist, berechnet die Steuereinrichtung 11 die Kraftstoffeinspritzmenge für die Regenerierung des Partikelfilters 4. Hierin legt die Steuereinrichtung 11 die Kraftstoffeinspritzmenge für die Haupteinspritzung und die für die Hilfseinspritzung fest. Zum Regenerieren des Partikelfilters 4 ist es notwendig, die Abgastemperatur zu erhöhen, und dies wird durch z. B. Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge, durch Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes und durch Ausführen der Hilfseinspritzung anschließend an die Haupteinspritzung, die für die Verbrennung ist, erreicht. Entsprechend des Programms der 8 legt die Steuereinrichtung 11, unter der Voraussetzung, dass die Hilfseinspritzung nach der Haupteinspritzung ausgeführt wird, die Einspritzmenge für beide Einspritzungen fest. Nach dem Ausführen des Schrittes S28 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm.
Als nächstes wird das zweite Ausführungsbeispiel dieser Erfindung in Bezug auf die 10–12 beschrieben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wurde das Niveau der abgelagerten Menge von Partikelmaterie in dem Partikelfilter 4 auf der Grundlage des Unterschiedes ΔP – ΔP0 des Druckunterschiedes stromauf und stromab des Partikelfilters 4 aus dem Standard-Druckverlust ΔP0 bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung auf der Grundlage des Unterschiedes der Einlassluftmengen Qd ausgeführt.
Zu diesem Zweck ist die Kraftstoffeinspritz-Steuerungsvorrichtung mit einem Temperatursensor 21 und einem Drucksensor 22 stromauf des Luftströmungsmessers 15 in dem Lufteinlasskanal 2 versehen. Der Temperatursensor 21 erfasst die Atmosphärentemperatur Ta und der Drucksensor 22 erfasst den Atmosphärendruck Pa. Die von diesen Sensoren erfassten Daten werden als Signale in die Steuereinrichtung 11 eingegeben.
Die Steuereinrichtung 11 führt ein Programm, wie in der 10 gezeigt, an Stelle des in der 4 gezeigten Programms aus, um das Regenerierungszeichen und die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax festzulegen.
Die Schritte S1–S6, die Schritte S9–S10 und die Schritte S16–S18 des Programms der 10 sind dieselben wie die in Bezug auf die 4 beschriebenen. Jedoch unterscheidet sich die Ausführung, die ausgeführt wird, wenn der Druckunterschied ΔP größer als der Bestimmungswert ΔPs in dem Schritt S5 ist, von dem des Programms, das in der 4 gezeigt wird.
Dies bedeutet, in dem Schritt S5, wenn der Druckunterschied ΔP größer als der Bestimmungswert ΔPs ist, berechnet die Steuereinrichtung 11 den Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd in einem Schritt S31. Diese Berechnung wird durch ein in der 11 gezeigtes Unterprogramm ausgeführt.
In Bezug auf die 11 liest zuerst in einem Schritt S41 die Steuereinrichtung 11 die Zylinder-Einlassluftmenge Qac, den Atmosphärendruck Pa, erfasst durch den Drucksensor 21 und den Atmosphärendruck Ta (die Atmosphärentemperatur? Ta), erfasst durch den Temperatursensor 22.
Dann wird in einem Schritt S42 eine Standard-Zylindereinlassluftmenge Qw unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (5) berechnet.
K1, K2 = Konstanten sind.
Die Standard-Zylindereinlassluftmenge Qw bezeichnet die Zylindereinlassluftmenge, wenn keine Partikelmaterie in dem Partikelfilter 4 abgelagert ist. Die Konstanten K1 und K2 werden so festgelegt, dass wenn der Atmosphärendruck eine Atmosphäre und die Atmosphärentemperatur 20 °C betragen, der COEF einen Wert von eins einnimmt, d. h., Qw wird zu Qac gleich. In großen Höhen bei einer Atmosphärentemperatur von 20 °C nimmt der Koeffizient COEF einen Wert kleiner als eins an. Bei einem Atmosphärendruck von einer Atmosphäre nimmt der Koeffizient COEF einen Wert kleiner als eins ein, wenn die Atmosphärentemperatur größer als 20 °C ist und nimmt einen Wert größer als eins ein, wenn die Atmosphärentemperatur kleiner als 20 °C ist. Wenn die Atmosphärentemperatur Ta und der Atmosphärendruck Pa in Bezug auf dieselbe Menge der Partikelmaterie verändert werden, verändert sich auch die Einlassluftmenge. Dies ist der Grund, dass Qw in Bezug auf die Atmosphärentemperatur Ta und den Atmosphärendruck Pa verändert wird.
Dann berechnet in einem Schritt S43 die Steuereinrichtung 11 den Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd als den Unterschied der Standard-Zylindereinlassluftmenge Qw und der Zylindereinlassluftmenge Qac.
In Bezug auf die 12 ist in Bezug auf die Standardzustände, wobei der Atmosphärendruck eine Atmosphäre beträgt und die Atmosphärentemperatur 20 °C beträgt, die Standard-Zylindereinlassluftmenge Qw bei großen Höhen kleiner, selbst wenn keine Partikelmaterie vorhanden ist. In derselben Weise vermindert sie sich sogar bei einer entsprechenden Temperatur, wenn keine Partikelmaterieablagerung vorhanden ist. Wenn demzufolge das Fahrzeug in großen Höhen bei einer Atmosphärentemperatur von 20 °C fährt, wird die abgelagerte Menge der Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 auf der Grundlage des Unterschiedes Qd der Standard-Zylindereinlassluftmenge Qw bestimmt, die für eine große Höhe bei einer Atmosphärentemperatur von 20 °C und für die erfasste Zylindereinlassluftmenge Qac festgelegt wurde.
Als ein Ergebnis nimmt, wenn keine Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 abgelagert ist, der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd unabhängig von dem Atmosphärendruck und der Atmosphärentemperatur einen Wert von null an. Überdies erhöht sich der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd in Abhängigkeit von den Erhöhungen in der abgelagerten Menge der Partikelmaterie. Nach dem Vorgang in dem Schritt S43 beendet die Steuereinrichtung 11 das Unterprogramm.
Erneut in Bezugnahme auf die 10 vergleicht nach dem Berechnen des Zylinder-Einlassluftmengenunterschiedes Qd in dem Schritt S11 die Steuereinrichtung 11 ihn mit einem vorbestimmten Wert in einem nächsten Schritt S32. Der vorbestimmte Wert ist ein Wert, um zu bestimmen, ob oder nicht die abgelagerte Menge der Partikelmaterie an dem Partikelfilter 4 einen Punkt zum Umschalten des Berechnungsplans für die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax erreicht hat. Der vorbestimmte Wert wird auf der Grundlage eines Experimentes festgelegt.
In dem Schritt S32 wird, wenn der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd geringer als ein vorbestimmter Wert ist, in derselben Weise wie in den Schritten S9 und S10 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax auf Qf2 festgelegt und das Programm wird beendet.
Wenn der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd größer als oder gleich zu dem vorbestimmten Wert in dem Schritt S32 ist, geht das Programm zu einem Schritt S33 weiter. In dem Schritt S33 berechnet die Steuereinrichtung 11 einen Planwert Qf3A für die maximale Einspitzmenge auf der Grundlage des Zylinder-Einlassluftmengenunterschiedes Qd und der Motordrehzahl Ne durch Aufsuchen eines Plans, der in dem Speicher der Steuereinrichtung 11 vorgespeichert ist, mit den in der 13 gezeigten Kennlinien.
Dann vergleicht in dem Schnitt S12 die Steuereinrichtung 11 die Grenzabgastemperatur Ts mit der Einlasstemperatur T1 für den Partikelfilter 4 in derselben Weise wie das erste Ausführungsbeispiel. Falls die Einlasstemperatur T1 nicht größer als die Grenzabgastemperatur Ts ist, legt in einem Schritt S34 die Steuereinrichtung 11 die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax gleich zu dem Planwert Qf3A und beendet das Programm.
Andererseits berechnet in dem Schritt S12, wenn die Einlasstemperatur T1 des Partikelfilters 4 größer als die Grenzabgastemperatur Ts ist, die Steuereinrichtung 11 eine Rückführungsmenge Qfb in dem Schritt S14 in derselben Weise wie das erste Ausführungsbeispiel und legt die maximale Kraftstoffeinspritzmenge Qfmax durch Subtrahieren der Rückführungsmenge Qfb aus dem Planwert Qf3A in einem Schritt S35. Nach dem Vorgang in dem Schritt S35 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm.
Das Verfahren zum Bestimmen des Planwertes Qf3A ist dasselbe wie das Verfahren zum Bestimmen des Planwertes Qf3 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Dies bedeutet unter vollständig belasteten Zuständen, das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 1 wird, wenn die Menge der Ablagerung der Partikelmaterie größer als oder gleich zu dem Grenzwert ist, zu dem Ausgangsdrehmoment, das erhalten wird, wenn die Ablagerung null ist, gleich festgelegt. Wenn die Motordrehzahl Ne konstant gehalten wird, tendiert das Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors 1 sich zu vermindern, wie sich der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd erhöht.
Wie in der 13 gezeigt, wird der Planwert Qf3A für die maximale Kraftstoffeinspritzmenge festgelegt, um sich zu erhöhen, wie sich der Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd erhöht. In der 13 ist es, obwohl der Planwert Qf3A für die maximale Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne und dem Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd als Parameter festgelegt wird, da die Korrelation zwischen dem Planwert Qf3A und der Motordrehzahl Ne gering ist, möglich, den Planwert Qf3 einfach auf der Grundlage des Zylinder-Einlassluftmengenunterschiedes Qd zu bestimmen.
Durch dieses Ausführungsbeispiel wird dieselbe Wirkung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Berechnung der Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge Qf, wenn das Regenerierungszeichen null ist, und die Kraftstoffeinspritzsteuerung für die Regenerierung des Partikelfilters 4, wenn das Regenerierungszeichen einen Einheitswert hat, unter Verwendung desselben Programms wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
Obwohl die Erfindung zuvor in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele werden für diejenigen, die auf diesem Gebiet der Technik Fachleute sind, im Lichte der obigen Lehren auftreten.
Z. B. verwendet dieses Ausführungsbeispiel den Zylinder-Einlassluftmengenunterschied Qd, der bezogen auf die Zylinder-Einlassluftmenge Qac ist, um die Ablagerungsmenge der Partikelmaterie zu bestimmen. Es ist jedoch an Stelle des Verwendens der Zylinder-Einlassluftmenge Qac möglich, die Differenz der Einlassluftströmungsrate, die durch den Luftströmungsmesser 15 erfasst wird, und eine Standard-Luftströmungsrate als einen Parameter zu verwenden.
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, in der ein exklusives Schutzrecht oder Privileg beansprucht wird, werden definiert wie folgt:

Claims

Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für einen Dieselmotor (1), wobei der Dieselmotor (1) aufweist einen Auslasskanal (3), der Abgas, erzeugt durch die Verbrennung eines Gemischs von Kraftstoff und Luft, abgibt und einen Partikelfilter (4), der Partikelmaterie, enthalten in dem Abgas, speichert, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (8), die Kraftstoff einspritzt; einen Sensor (14), der ein erforderliche Ausgangsleistung des Dieselmotors (1) erfasst; einen Sensor (15), der eine Einlassluftmenge des Dieselmotors (1) erfasst; einen Sensor (12, 13, 16, 21, 22), der einen Betriebszustand des Motors (1) erfasst; und eine programmierbare Steuereinrichtung (11), die eine Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (8) auf eine Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge steuert, programmiert zum: Berechnen einer Basis-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der erforderlichen Ausgangsleistung (S22, S23); Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit zu der Einlassluftmenge (S10); Bestimmen auf der Grundlage des Betriebszustandes, ob eine abgelagerte Menge des Partikelmaterials an dem Partikelfilter (4) eine vorbestimmte Menge (S8, S32) überschritten hat; Erhöhen der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge (S13, S34) überschritten hat; und Festlegen der kleineren der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge und der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge als die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge (S25–S27).
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, ein Inkrement festzulegen, angewandt auf die maximale Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge überschritten hat, auf einen Betrag, der eine Verminderung in dem Ausgangsdrehmoment des Dieselmotors (1) kompensieren kann, wenn sich die abgelagerte Menge des Partikelmaterials erhöht hat (S11).
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (12) aufweist, der einen Druckverlust, verursacht durch den Partikelfilter (4), erfasst und die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, den Druckverlust zu verwenden, um zu bestimmen, ob die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge (S8) überschritten hat.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung (11) einen Standard-Druckverlust entsprechend eines Zustandes berechnet, in dem das Partikelmaterial in dem Partikelfilter (4) nicht abgelagert wird (S7), und bestimmt, ob die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge überschritten hat, entsprechend einer Differenz des Druckverlustes, erfasst durch den Druckverlustsensor (12), und den Standarddruckverlust (S8).
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nach der Erhöhung festzulegen, um größer als die Differenz des Druckverlustes, erfasst durch den Druckverlustsensor (12) und die Standard-Druckverlusterhöhungen (S13), zu sein.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (13) aufweist, der eine Drehzahl des Dieselmotors (1) erfasst, und die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nach der Erhöhung durch Bezugnehmen auf einen vorgespeicherten Plan zu begrenzen, der einen Grenzwert entsprechend der Drehzahl des Dieselmotors (1) und der Differenz des Druckverlustes, erfasst durch den Druckverlustsensor (12) und den Standard-Druckverlust (S13) als Parameter, spezifiziert.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, zu bestimmen, ob die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge überschrit ten hat, oder nicht, entsprechend einer Verminderung in der Einlassluftmenge (S32) überschritten hat.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, eine Standard-Einlassluftmenge entsprechend eines Zustandes zu berechnen, in dem kein Partikelmaterial an dem Partikelfilter (4) abgelagert ist (S42) und um zu bestimmen, ob die abgelagerte Menge der Partikelmaterie die vorbestimmte Menge entsprechend einer Differenz der Einlassluftmenge, erfasst durch den Einlassluftmengen-Erfassungssensor (15) und der Standard-Einlassluftmenge (S23) überschritten hat, oder nicht.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (22) aufweist, der den Atmosphärendruck erfasst, und einen Sensor (21), der eine Atmosphärentemperatur erfasst, und die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die Standard-Einlassluftmenge auf der Grundlage der Einlassluftmenge, erfasst durch den Einlassluftmengen-Erfassungssensor (15), des Atmosphärendruckes und der Atmosphärentemperatur (S42) zu berechnen.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, nach der Erhöhung als der Differenz der Einlassluftmenge, erfasst durch den Einlassluftmengen-Erfassungssensor (15), und den Standard-Einlassluftmengenerhöhungen (S34).
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis Anspruch 10, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (13) aufweist, der eine Drehzahl des Dieselmotors (1) erfasst, und die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nach der Erhöhung zu begrenzen, durch Bezug auf einen vorgespeicherten Plan, der einen Grenzwert entsprechend der Drehzahl des Dieselmotors (1) und der Differenz der Einlassluftmenge, erfasst durch den Einlassluftmengen-Erfassungssensor (15), und der Standard-Einlassluftmenge als Parameter (S34).
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 11, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (16) aufweist, der eine Temperatur des Abgases erfasst, und die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nach der Erhöhung zu begrenzen, so dass die Temperatur des Abgases eine vorbestimmte Temperatur (S12, S14, S15, S35) nicht überschreitet.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nach der Erhöhung zu reduzieren, wenn die Temperatur des Abgases die vorbestimmte Temperatur (S12, S14, S15, S35) überschritten hat.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Anspruch 13, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8) zu steuern, so dass die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge durch eine einzige Einspritzung durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8) erreicht wird.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Anspruch 13, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8) zu steuern, so dass die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge durch eine Mehrzahl von Einspritzungen durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8) erreicht wird.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Anspruch 15, wobei der Betriebszustands-Erfassungssensor (12, 13, 16, 21, 22) einen Sensor (12) aufweist, der einen Druckverlust, verursacht durch den Partikelfilter (4), erfasst und außerdem programmiert ist, zu bestimmen, ob die Regenerierung des Partikelfilters (4), um das an dem Partikelfilter (4) abgelagerte Partikelmaterial zu entfernen, erforderlich ist, oder nicht, entsprechend des Druckverlustes und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu steuern, um zu veranlassen, dass sich die Abgastemperatur erhöht, wenn die Regenerierung des Partikelfilters (4) erforderlich ist.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Steuereinrichtung (11) außerdem programmiert ist, die Kraftstoffeinspritzeinrich tung (8) zu steuern, um die Abgastemperatur zu veranlassen, sich zu erhöhen, durch Veranlassen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8), die Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge durch eine Mehrzahl von Einspritzungen (S28) einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsverfahren für einen Dieselmotor (1), wobei der Dieselmotor (1) aufweist einen Auslasskanal (3), der Abgas, erzeugt durch die Verbrennung eines Gemischs von Kraftstoff und Luft, abgibt und einen Partikelfilter (4), der Partikelmaterial, enthalten in dem Abgas, speichert, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen einer erforderlichen Ausgangsleistung des Dieselmotors (1); Erfassen einer Einlassluftmenge des Dieselmotors (1); Erfassen eines Betriebszustandes des Dieselmotors (1); Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (8) auf eine Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge; Berechnen einer Basis-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der erforderlichen Ausgangsleistung; Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit zu der Einlassluftmenge; Bestellen auf der Grundlage des Betriebszustandes, ob eine abgelagerte Menge des Partikelmaterials an dem Partikelfilter (4) eine vorbestimmte Menge überschritten hat, oder nicht; Erhöhen der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die abgelagerte Menge des Partikelmaterials die vorbestimmte Menge überschritten hat; und Festlegen der kleineren der Basis-Kraftstoffeinspritzmengen und der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge als die Ziel- Kraftstoffeinspritzmenge.