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    EineSteuervorrichtung füreinen Verbrennungsmotor, der in der Lage ist, einen Verdichtungszündbetriebdurchzuführen.Der Verbrennungsmotor enthälteine Brennkammer und eine Kraftstoffeinspritzung zum direkten Einspritzenvon Kraftstoff in die Brennkammer. Die Steuervorrichtung enthält: eineLuftdruckerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Luftdruck und/odereinen Abgasdruck zu erfassen; sowie eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit,die konfiguriert ist, um die Kraftstoffeinspritzung zu aktivieren,um eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit gemäß einem durch die Luftdruckerfassungseinheiterfassten Ergebnis zu steuern/regeln. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheitverlegt die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit nach vorne, wenn das Erfassungsergebnisvon der Luftdruckerfassungseinheit geringer wird.
    公开号:DE102004024864A1
    申请号:DE200410024864
    申请日:2004-05-19
    公开日:2005-02-10
    发明作者:Akira Wako Kato；Tomio Wako Kimura；Tohru Wako Kitamura；Shohei Wako Okazaki；Katsura Wako Okubo；Toshihiro Wako Yamaki
    申请人:Honda Motor Co Ltd；
    IPC主号:F02B1-12
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für den Verdichtungszündbetriebeines Verbrennungsmotors, der in der Lage ist, einen Verdichtungszündbetriebdurchzuführen.
    [0002] Wennder Verdichtungzündbetriebverwendet wird, in dem ein einem Verbrennungsmotor zugeführtes Luftkraftstoffgemischdurch Verdichtungszündung(Verdichtungsselbstzündung)verbrannt wird, kann, da das Verdichtungsverhältnis hoch ist, ein guter Kraftstoffverbraucherhalten werden, und es wird auch mit einem mageren Luftkraftstoffverhältnis eine relativstabile Verbrennung erreicht, und zusätzlich kann, da die Verbrennungstemperaturrelativ niedrig ist, die NOx-Erzeugungsmenge reduziert werden.
    [0003] Umeine Verdichtungszündungeinzuleiten, ist es erforderlich, die Gastemperatur in einer Brennkammerauf eine vorbestimmte Temperatur oder darüber zu anzuheben und daherwird allgemein eine interne AGR angewendet, die Abgaswärme nutzt.
    [0004] Dieinterne AGR wird durch eine sogenannte Minusüberschneidungssteuerung implementiert,in der währendeines Auslasstakts ein Auslassventil zu einer frühen Zeit geschlossen wird undwährendeines Anlasstakts ein Einlassventil mit einer verzögerten Zeitgeöffnetwird.
    [0005] Inanderen Worten, ein Teil des Verbrennungsgases wird in der Brennkammergefangen, indem das Auslassventil zu einer frühen Zeit geschlossen wird unddas Einlassventil mit einer verzögerten Zeitnahe dem oberen Totpunkt des Ansaugtakts geöffnet wird, und wird mit Ansaugluftvermischt, die währenddes nächstenZyklus als Restgas (internes AGR-Gas) aufgenommen wird, um die Gastemperaturanzuheben und daher die Verdichtungsselbstzündung einzuleiten.
    [0006] Damitdie Selbstzündungmit einer optimalen Zeitgebung ausgelöst wird, erfolgt die Steuerungallgemein durch eine adiabatische Verdichtung durch Einstellen derTemperatur des Kraftstoffs vor der Verdichtung durch Einstellender Restgasmenge durch eine Minusüberschneidungssteuerung derVentilsteuerzeit (z.B. JP-A-10-266878).
    [0007] Dader Ausstrom von AGR Gas aus der Brennkammer durch eine Differenzzwischen dem Druck in der Brennkammer und dem Umgebungsdruck (oderAbgasluftdruck) hervorgerufen wird, wird die in der Brennkammerverbleibende AGR-Menge durch den Umgebungsdruck beeinflusst, unddaher steht auch die Steuerzeit der Selbstzündung unter dem Einfluss desUmgebungsdrucks.
    [0008] Jedochist der Einfluss des Umgebungsdrucks in der verwandten Technik nichtin Betracht gezogen worden.
    [0009] Inanderen Worten, da die Ventilsteuerung der Minusüberschneidung auf dem Flachlandin einen durchschnittlichen Atmosphärendruck für den Verbrennungsmotor gesetztwird, unterliegt die Restgasmenge in dem Verbrennungsmotor (internes AGR-Gas)dem vorabgesetzten Wert, wenn er auf einem Land mit niedrigen Druck,wie etwa im Hochland, betrieben wird, und daher tendiert die Steuerzeitder Selbstzündungzu einer Verzögerungaufgrund der Reduktion der Wärmemenge,was zu einem verringertem Wirkungsgrad des Motors führt.
    [0010] Esgibt einen Fall, worin eine Änderungim Luftdruck aufgrund meterologischer Bedingungen zu einer Änderungder internen AGR-Gasmenge führt, unddaher die Steuerzeit der Selbstzündungnicht auf einem optimalen Wert gehalten werden kann.
    [0011] ImHinblick auf diese Umständeist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuer/Regelvorrichtungfür einenVerdichtungszündbetriebeines Verbrennungsmotors anzugeben, die den Wirkungsgrad des Motorskonstant auf dem maximalen Wert halten kann, indem sie die Steuerzeitder Verdichtungszündungentsprechend der Änderungdes Luftdrucks auf eine optimale Steuerzeit einstellt.
    [0012] ZurLösungder Aufgabe sieht die Erfindung eine Steuer/Regelvorrichtung für einenVerbrennungsmotor vor, der in der Lage ist, einen Verdichtungszündbetriebdurchzuführen,wobei der Verbrennungsmotor eine Brennkammer und eine Kraftstoffeinspritzungzum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer enthält. DieSteuervorrichtung umfasst: eine Luftdruckerfassungseinheit, diekonfiguriert ist, um einen Luftdruck und/oder einen Abgasdruck zuerfassen; und eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit, die konfiguriertist, um die Kraftstoffeinspritzung zu aktivieren, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeitgemäß einemdurch die Luftdruckerfassungseinheit erfassten Ergebnis zu steuern/regeln.Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit verlegt die Kraftstoffeinspritzsteuerzeitnach vorne, wenn das durch die Luftdruckerfassungseinheit erfassteErgebnis geringer wird.
    [0013] DieErfindung sieht einen Verbrennungsmotor zur Durchführung einesVerdichtungsbetriebs vor. Der Verbrennungsmotor enthält: eineBrennkammer; eine Kraftstoffeinspritzung, die Kraftstoff direktin die Brennkammer einspritzt; einen Luftdruckdetektor, der einenLuftdruck und/oder einen Abgasdruck erfasst; und eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung,die mit dem Luftdruckdetektor verbunden und konfiguriert ist, umdie Kraftstoffeinspritzsteuerzeit gemäß einem durch den Luftdruckdetektorerfasste Ergebnis zu steuern/regeln; worin die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungdie Kraftstoffeinspritzzeit nach vorne verlegt, wenn das durch dieLuftdruckerfassungseinheit erfasste Ergebnis geringer wird.
    [0014] Dadie Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzsteuerzeitzum Aktivieren der Kraftstoffeinspritzung vorverlagert, wenn derLuftdruck absinkt, kann die Steuerzeit der Selbstzündung, dieaufgrund des abnehmenden Luftdrucks zur Verzögerung neigt, zu einer optimalenSteuerzeit zurückgebrachtwerden, indem die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit vorverlagert wird,und daher kann der Wirkungsgrad des Motors konstant auf dem maximalen Wertgehalten werden.
    [0015] Dievorliegende Erfindung kann, in Bezug auf die beigefügten Zeichnungenleichter beschrieben werden.
    [0016] 1 ist ein schematischesBlockdiagramm eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführung dervorliegenden Erfindung.
    [0017] 2 ist ein Flussdiagrammmit Darstellung einer Prozedur zur Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung.
    [0018] 3 ist eine Zeichnung mitDarstellung der Korrelation zwischen einem Umgebungsdruck Pa undeinem Vorverlagerungswinkel Δtder Kraftstoffeinspritzsteuerzeit.
    [0019] 4 ist eine Zeichnung mitDarstellung eines Beispiels der Ventilsteuerzeit und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeitin jedem Takt eines Vier-Takt-Zyklus.
    [0020] Nunwird in Bezug auf 1 bis 4 eine Ausführung dervorliegenden Erfindung beschrieben.
    [0021] EinVerbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegendenErfindung ist ein Vier-Takt-Mehrzylinder-Innenverbrennungsmotor(kann ein Ein-Zylinder sein) der zu zwei unterschiedlichen Betriebsweisenin der Lage ist; dem Betrieb eines Kerzenzünd(SI)verbrennungssystems (Kerzenzündbetrieb)und dem Betrieb der Verdichtungszünd (HCCl: homogene Ladungsverdichtungszündung) verbrennungssystems(Verdichtungszündbetrieb).
    [0022] 1 ist ein schematischesBlockdiagramm eines Verbrennungsmotors 1, worin ein Kolben 3 in einemZylinder 2 hin- und hergeht und eine Brennkammer 4 zwischeneinem Zylinderkopf zum Schließendes Zylinders 2 und des Kolben 3 ausgebildet ist.
    [0023] EinEinlasskanal 5 und ein Auslasskanal 6 erstreckensich von der Brennkammer 4 über Durchgänge, ein Einlassventil 7 istan einer Öffnungeiner zu der Brennkammer 4 weisenden Einlassdurchgangsvorrichtungvorgesehen und, ein Auslassventil 8 ist an einer Öffnung eineszu der Brennkammer 4 weisenden Auslassdurchgangs vorgesehen.Das Einlassventil 7 zum Steuern der Einlassluft zu der Brennkammer 4 unddas Auslassventil 8 zum Steuern der Auslassluft aus derBrennkammer 4 sind beides elektromagnetische Ventile.
    [0024] Zusätzlich istdie Brennkammer 4 mit einer Zündkerze 9 sowie einemKraftstoffeinspritzventil 10 versehen, um den Kraftstoffdirekt in die Brennkammer 4 einzuspritzen.
    [0025] DieZündkerze 9 wirdwährenddes Gaszündbetriebsangetrieben und zündetdas Luftkraftstoffgemisch in der Brennkammer 4 durch elektrischeEntladung.
    [0026] DasKraftstoffeinspritzventil 10 ist mit einer nicht gezeigtenKraftstoffzufuhrpumpe versehen und spritzt Kraftsoff in die Brennkammer 4 mitgesteuerten Zeitgebungen fürgesteuerte Dauern.
    [0027] EinDrosselventil 11 zum Steuern/Regeln der Menge der Ansaugluftströmung istin den Einlasskanal 5 zwischengeschaltet, und das Drosselventilwird durch einen Aktuator (nicht gezeigt) angetrieben. Die Öffnung desDrosselventils wird entsprechend dem Betriebszustand gesteuert/geregelt.
    [0028] EineAbgasreinigungsvorrichtung 12 ist in dem Auslasskanal 6 zwischengeschaltet,und ein NOx Adsorptionskatalysator (LNC) wird in der Abgasreinigungsvorrichtung 12 verwendet.
    [0029] VerschiedeneSensoren zum Erfassen des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1,der im Wesentlichen wie oben beschrieben konfiguriert ist, sindan verschiedenen Stellen vorgesehen.
    [0030] EinDrehzahlsensor 12 zum Erfassen einer Drehzahl (Anzahl derUmdrehungen des Motors) Ne einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 undein Wassertemperatursensor 22 zum Erfassen einer Temperatur(Motorwassertemperatur) Tw von Kühlmittelfür denVerbrennungsmotor 1 sind an dem Hauptkörper des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen.
    [0031] DerEinlasskanal 5 ist an einem Drosselventil 11 miteinem Drosselsensor 23 zum Erfassen einer Drosselventilöffnung Th,einem Ansaugluftdrucksensor 24 zum Erfassen eines Unterdrucksder Ansaugluft Pb in dem Einlasskanal 5 an der stromabwärtigen Seitedes Drosselventils 11 sowie einem Ansauglufttemperatursensor 25 zumErfassen einer Ansauglufttemperatur Ta im Ansaugkanal 5 versehen.
    [0032] DerAuslasskanal 6 ist mit einem Abgastemperatursensor 27 zumErfassen einer Abgastemperatur Te an der stromaufwärtigen Seiteder Abgasreinigungsvorrichtung 12 versehen.
    [0033] Zusätzlich istein Umgebungsdrucksensor 28 zum Erfassen eines UmgebungsdrucksPa vorgesehen.
    [0034] Erfassungssignalevon verschiedenen Sensoren, wie etwa dem Drehzahlsensor 21,dem Wassertemperatursensor 22, dem Drosselsensor 23, demAnsaugluftdrucksensor 24, dem Ansauglufttemperatursensor 25 unddem Umgebungsdrucksensor 28 werden eine elektronische SteuereinheitECU 30 zugeführt,durch einen Computer verarbeitet und zum Steuern/Regeln des Betriebsdes Einlassventils 7, des Auslassventils 8, derZündkerze 9,des Kraftstoffeinspritzventils 10 und des Drosselventils 11 verwendet.
    [0035] DerVerbrennungsmotor 1 wird durch einen Kerzenzündbetriebbetrieben, der eine Entladung der Zündkerze 9 erlaubt,bis das Aufwärmennach dem Start des Motors bis zu einem gewissen Ausmaß abgeschlossenist, und dann durch einen Verdichtungzündbetrieb in einem weiten stabilenBetriebsbereich.
    [0036] Indemman den Verdichtungszündbetriebin dem weiten Betriebsbereich erreicht, kann der Kraftstoffverbrauchreduziert werden und kann, die Stickoxid (Nox)abgabemenge gesteuert/geregeltwerden.
    [0037] DerVerdichtungszündbetriebdes Verbrennungsmotors 1 wird derart gesteuert/geregelt,daß dieVerdichtungszündungmit einer optimalen Steuerzeit durchgeführt wird, indem die interneAGR-Menge durch Minusüberschneidungssteuerungeingestellt wird.
    [0038] Inanderen Worten, der Betrag der Minusüberschneidung wird auf derBasis der Ansauglufttemperatur Ta und der Abgastemperatur Te erhalten,und die Ventilsteuerzeiten des Einlassventils 7 und des Auslassventils 8 werdenentsprechend dem Betrag der Minusüberschneidung gesteuert geregelt.
    [0039] Wennjedoch der Umgebungsdruck absinkt, wird der Prozentsatz der Verbrennungsabgasmenge unterder Minusüberschneidungssteuerungerhöht, unddaher unterschreitet die Restgasmenge (internes AGR-Gas) den vorbestimmtenBetrag. Daher wird die Wärmemengereduziert, und daher besteht die Tendenz, daß die Steuerzeit der Selbstzündung verzögert wird.
    [0040] Andererseitswird die Kraftstoffeinspritzzeit durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 sogesteuert/geregelt, daß siein der Lage ist, mit einer optimalen Zeitgebung während derletzteren Hälftedes Verdichtungstakts zu zünden,wobei die Kraftstoffaktivierungsdauer berücksichtigt wird.
    [0041] DieKraftstoffeinspritzung kann währenddes Auslass-Ansaugtakts und währenddes Verdichtungstakts durchgeführtwerden. Insbesondere kann jedoch die Steuerzeit der Selbstzündung zuder optimalen Zeitgebung durch Vorverlagerung der Kraftstoffeinpritzzeitzurückgebrachtwerden, wenn die Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstaktsund die Selbstzündzeitaufgrund der Abnahme des Umgebungsdrucks zur Verzögerung neigt,wie oben beschrieben.
    [0042] EineProzedur der Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung/regelung durch dieECU 30 wird in einem Flussdiagramm in 2 gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.
    [0043] DieKorrelation zwischen einer Kraftstoffeinspritzzeit to bei dem durchschnittlichenLuftdruck 760 mmHg auf dem Flachland und einem Vorverlagerungswinkel Δt der Kraftstoffeinspritzsteuerzeitauf der Basis der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit to in Bezug aufdie Änderungeines Umgebungsdrucks Pa, die vorab erhalten ist, ist in der ECU 30 gespeichert.
    [0044] 3 zeigt die oben beschriebeneRelation, gezeigt auf einer rechtwinkligen Koordinate.
    [0045] Dieseitliche Achse repräsentiertden Umgebungsdruck Pa, und die vertikale Achse repräsentiert denVorverlagerungswinkel Δtder Kraftstoffeinspritzsteuerzeit auf der Basis der Kraftstoffeinspritzsteuerzeitto. Es zeigt eine derartige Korrelation, daß der Vorverlagerungswinkel Δt zunimmt,wenn der Umgebungsdruck Pa abnimmt.
    [0046] Wennin dem in 2 gezeigtenFlussdiagramm der durch den Umgebungsdrucksensor 28 erfassteUmgebungsdruck Pa zugeführtwird (Schritt 1), wird der dem Umgebungsdruck Pa entsprechendeVorverlagerungswinkel Δtder Kraftstoffeinspritzsteuerzeit extrahiert, indem die in 3 Korrelation überprüft wird(Schritt 2).
    [0047] Anschließend wirdder Vorverlagerungswinkel Δt,der aus der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit to als Referenz extrahiertist, subtrahiert, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit t (= to – Δt) zu erhalten(Schritt 3), und die Kraftstoffeinspritzung wird derartgeregelt, daß siemit der erhaltenen Kraftstoffeinspritzsteuerzeit t durchgeführt wird(Schritt 4).
    [0048] 4 zeigt ein Beispiel derVentilsteuerzeit und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit bei jedemTakt eines Vier-Takt-Zyklus.
    [0049] DieVentilsteuerzeit wird unter einer Minusüberschneidungssteuerung durchgeführt, unddie interne AGR-Menge wird so gesteuert/geregelt, um eine Verdichtungszündung einesVier-Takt-Zyklus durchzuführen,indem die Schließzeitdes Auslassventils 8 in einem Auslasstakt vorverlagertwird und die Öffnungszeitdes Einlassventils 7 in dem Ansaugtakt verzögert wird,so daß einTeil des Brenngases in der Brennkammer 4 eingefangen wird.
    [0050] DurchEinstellen der AGR-Gasmenge durch Minusüberschneidungssteuerung wirddie Zündtemperatursichergestellt, so daß eineunbeabsichtigte Zündungverhindert wird, eine gute Fahrbarkeit erhalten bleibt und die Abgabevon KW verhindert wird.
    [0051] DieKraftstoffeinspritzsteuerzeit in dem Verdichtungstakt wird zu derKraftstoffeinspritzsteuerzeit t bewegt, die sich mit der Abnahmedes Umgebungsdrucks vorverlagert, auf der Basis der Kraftstoffeinspritzsteuerzeitto des normalen Luftdrucks (760 mmHg) im Flachland.
    [0052] DieSteuerzeit der Selbstzündung,die aufgrund der Abnahme des Umgebungsdrucks zur Verzögerung neigt,kann durch Vorverlagerung der Kraftstoffeinspritzzeit eingestelltwerden, so daß dieVerdichtungszündungmit einer optimalen Zeitgebung in der letzteren Hälfte desVerdichtungstrakts durchgeführtwird und daher der Wirkungsgrad des Motors konstant auf dem maximalenWert gehalten werden kann.
    [0053] Diesist besonders wirkungsvoll fürden Verbrennungsmotor, der an einem Fahrzeug anzubringen ist, dassich auf dem Land mit unterschiedlichen Luftdruck vom Tiefland zumHochland frei bewegt, wie etwa an einem Kraftfahrzeug.
    [0054] Obwohlin der oben beschriebenen Ausführung,der Vorverlagerungswinkel Δtder Kraftstoffeinspritzsteuerzeit auf der Basis des durch den Umgebungsdrucksensor 28 erfasstenUmbebungsdrucks Pa extrahiert wird, kann auch, anstelle des UmgebungsdrucksPa, der Abgasdruck verwendet werden.
    [0055] Indiesem Fall ist es erforderlich, die Korrelation zwischen dem Abgasdruckund dem Vorverlagerungswinkel Δtder Kraftstoffeinspritzsteuerzeit vorab zu erhalten und diese zuspeichern.
    [0056] EineSteuervorrichtung füreinen Verbrennungsmotor, der in der Lage ist, einen Verdichtungszündbetriebdurchzuführen.Der Verbrennungsmotor enthälteine Brennkammer und eine Kraftstoffeinspritzung zum direkten Einspritzenvon Kraftstoff in die Brennkammer. Das Steuervorrichtung enthält: eineLuftdruckerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Luftdruckund/oder einen Abgasdruck zu erfassen; sowie eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit, diekonfiguriert ist, um die Kraftstoffeinspritzung zu aktivieren, umeine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit gemäß einem durch die Luftdruckerfassungseinheiterfassten Ergebnis zu steuern/regeln. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheitverlegt die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit nach vorne, wenn das Erfassungsergebnisvon der Luftdruckerfassungseinheit geringer wird.
    权利要求:
    Claims (2)
    [1] Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor,der in der Lage ist, einen Verdichtungszündbetrieb durchzuführen, wobeider Verbrennungsmotor eine Brennkammer und eine Kraftstoffeinspritzung zumdirekten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer enthält, wobeidie Steuervorrichtung umfasst: eine Luftdruckerfassungseinheit,die konfiguriert ist, um einen Luftdruck und/oder einen Abgasdruckzu erfassen; und eine Kraftstoffeinspritzsteuereinheit, diekonfiguriert ist, um die Kraftstoffeinspritzung zu aktivieren, um eineKraftstoffeinspritzsteuerzeit gemäß einem durch die Luftdruckerfassungseinheiterfassten Ergebnis zu steuern/regeln; wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinheitdie Kraftstoffeinspritzsteuerzeit nach vorne verlegt, wenn das durchdie Luftdruckertassungseinheit erfasste Ergebnis geringer wird.
    [2] Verbrennungsmotor zur Durchführung eines Verdichtungszündbetriebs,umfassend: eine Brennkammer; eine Kraftstoffeinspritzung,die Kraftstoff direkt in die Brennkammer einspritzt; einenLuftdruckdetektor, der einen Luftdruck und/oder einen Abgasdruckerfasst; und eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, diemit dem Luftdruckdetektor verbunden und konfiguriert ist, um dieKraftstoffeinspritzung zu aktivieren, um die Kraftstoffeinspritzsteuerzeitgemäß einemdurch den Luftdruckdetektor erfassten Ergebnis zu steuern/regeln; worindie Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzzeitnach vorne verlegt, wenn das durch die Luftdruckerfassungseinheiterfasste Ergebnis geringer wird.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-02-10| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-04-24| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-03-25| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
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