DE102005052023A1

DE102005052023A1 - Akkumulatorkraftstoffeinspritzgerät, das individuelle Injektorunterschiedlichkeiten kompensiert

Info

Publication number: DE102005052023A1
Application number: DE102005052023A
Authority: DE
Inventors: Hiroto Kariya Fujii
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-07-13
Also published as: JP4428201B2; JP2006125371A; US7552709B2; US20060090733A1

Abstract

Es wird ein Common-Rail-Einspritzungssystem für Diesel-Brennkraftmaschinen angegeben, das ausgelegt ist, eine Breite eines ineffektiven Einspritzungsbefehlsimpulssignals zu korrigieren, das an jedem Kraftstoffinjektor anzulegen ist, jedoch bewirkt, dass der Injektor keinen Kraftstoffstrahl erzeugt, um eine Variation der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge zwischen den Injektoren aufgrund der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung der Injektoren zu minimieren. Das System arbeitet zur Änderung der Breiten des Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignals zum Suchen eines Werts davon, wenn eine Maschinenbetriebsvariation wie eine Änderung in der Drehzahl der Brennkraftmaschine einen Schwellwert überschreitet oder unterschreitet, bei dem beobachtet werden kann, dass der Injektor tatsächlich Kraftstoff ausgesprüht hat oder das Sprühen des Kraftstoffs tatsächlich beendet hat, und bestimmt die Breitengrenze des ineffektiven Einspritzungsbefehlsimpulssignals unter Verwendung des gesuchten Werts.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER DRUCKSCHRIFT
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-318328, die am 1. November 2004 eingereicht worden ist, wobei deren vollständige Offenbarung hiermit durch Bezugnahme beinhaltet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem wie ein Common-Rail-System für Autodiesel-Brennkraftmaschinen, das ausgelegt ist, Hochdruckkraftstoffstrahlen in Zylinder der Brennkraftmaschine durch Kraftstoffinjektoren (Kraftstoffeinspritzvorrichtungen) zu sprühen, und insbesondere ein derartiges System, das ausgelegt ist, individuelle Veränderlichkeiten (Schwankungen, Streuungen) von Kraftstoffinjektoren zu kompensieren, um die Stabilität der in die Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge zu gewährleisten.

Typische Autokraftstoffeinspritzsysteme, die mit elektromagnetbetätigten (solenoidbetätigten) Kraftstoffinjektoren ausgerüstet sind, die jeweils zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder von Zylindern einer Brennkraftmaschine arbeiten, sind ausgelegt, die zum tatsächlichen Öffnen jedes der Injektoren zum Initiieren des Einspritzens von Kraftstoff in den Zylinder erforderliche Zeit (die ebenfalls als effektive Einspritzzeit bezeichnet ist) und die Zeit zu berechnen, während der der Kraftstoff aufgrund einer Zeitverzögerung bei der Betätigung des Injektors tatsächlich nicht eingesprüht wird (die ebenfalls als ineffektive Einspritzzeit bezeichnet ist), und die Summe davon als Einschaltzeitdauer (d. h. eine Injektorantriebsimpulsbreite) zu bestimmen, während der der Elektromagnet (Solenoid) des Injektors erregt zu halten ist.

Typische Akkumulatorkraftstoffeinspritzsysteme wie Common-Rail-Kraftstoffsysteme für diese Brennkraftmaschinen sind zur Durchführung mehrfacher Einspritzungen ausgelegt: eine Haupteinspritzung, die zur Erzeugung eines Maschinendrehmoments beiträgt, und eine Vielzahl von Voreinspritzungen (die ebenfalls als Piloteinspritzungen bezeichnet sind), in denen eine geringe Menge von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine vor der Haupteinspritzung eingesprüht wird, um mechanische Geräusche und Vibrationen der Brennkraftmaschine zu verringern, und Abgasemissionen aus der Brennkraftmaschine zu verbessern, um den neuesten Emissionsregelungen zu entsprechen. Eine derartige Mehrfacheinspritzbetriebsart wird durch Betätigung jeder der Injektoren zum Öffnen seiner Düsennadel mehrfach in jedem Betriebszyklus von einem der Zylinder zur Erzeugung einer Sequenz von Einspritzungen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer des Zylinders erzielt, wodurch ein schneller Anstieg der anfänglichen Einspritzrate reduziert wird, um die mechanischen Geräusche und Vibrationen der Brennkraftmaschine zu minimieren.

Die vorstehend beschriebene Bauart von Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystemen weist den Nachteil auf, dass die individuelle Veränderlichkeit oder Alterung der Injektoren zu einem Verlust der Piloteinspritzungen oder einer ungewünschten Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge führt, wodurch die Wirkung der Piloteinspritzungen verloren wird. Üblicherweise verringert sich, wenn der durch die Injektoren während stabiler Laufbedingungen der Brennkraftmaschine einzusprühende Kraftstoff innerhalb eines Niedrigdruckbereichs liegt, die tatsächlich in den Piloteinspritzungen eingesprühte Kraftstoffmenge (die nachstehend ebenfalls als Piloteinspritzmenge bezeichnet ist) pro Einheit einer Einschaltzeitdauer des Elektromagneten des Injektors (d. h., der Summe der an den Elektromagenten angelegten Antriebsimpulsbreite, die die ineffektive Einspritzzeit bildet, und einer an den Elektromagneten angelegten Antriebsimpulsbreite, die die effektive Einspritzzeit bildet). In der nachstehenden Beschreibung ist die erstere Breite als ineffektive Einspritzimpulsbreite oder -dauer bezeichnet. Die letztere Breite ist als effektive Einspritzimpulsbreite oder -dauer bezeichnet. Der Antriebsimpuls ist ebenfalls als Einspritzimpuls oder Einspritzbefehlsimpulssignal bezeichnet. Alternativ steigt, wenn der durch die Injektoren während stabiler Laufbedingungen der Brennkraftmaschine einzusprühende Kraftstoff innerhalb eines Hochdruckbereichs liegt, die Piloteinspritzmenge an.

Eine aus der unterschiedlichen Variabilität oder Alterung der Injektoren sich ergebende Variation in der Piloteinspritzmenge kann durch Lernen eines Korrekturwerts für die Breite eines an jedem Injektor angelegten Grundeinspritzimpulses unter Verwendung einer bekannten einspritzungsweisen Mengenabweichungskompensation beseitigt werden, was während stabiler Leerlaufbetriebsraten des Maschinenbetriebs durchgeführt wird, um durch einen Unterschied zwischen Geschwindigkeit von Kolben in den Zylindern der Brennkraftmaschine die aufgrund einer Variation in der tatsächlichen Einspritzmenge zwischen den Zylindern bewirkten Vibrationen zu minimieren. Insbesondere wird die einspritzungsweise Mengenabweichungskompensation lediglich dann zugelassen, wenn der Kraftstoff während des stabilen Leerlaufs der Brennkraftmaschine unter Verwendung der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Kolben bei niedrigen Drücken gesprüht wird. Es ist jedoch schwierig, eine derartige Geschwindigkeitsdifferenz unter Verwendung eines die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Sensorausgangs zu messen, wenn der Kraftstoff mit hohen Drücken gesprüht wird, und die Piloteinspritzmenge pro Einheit der Einspritzimpulsbreite sich mit hoher Geschwindigkeit und Lastbedingungen der Brennkraftmaschine erhöht. Daher gibt es bis jetzt keine Möglichkeit, den vorstehend beschriebenen Korrekturwert innerhalb dieses Bereichs zu lernen. Dieses Lernen kann ebenfalls lediglich dann ermöglicht werden, wenn der Kraftstoff bei niedrigen Drücken während des stabilen Leerlaufs der Brennkraftmaschine gesprüht wird, was zu einer Schwierigkeit bei der Erhöhung der Anzahl der Lernvorgänge führt. Dies führt zu einer Schwierigkeit bei der Erzielung einer gewünschten Piloteinspritzmenge während eines Intervalls zwischen den Lernvorgängen, was zu Unterschüssen der Piloteinspritzungen oder zu einem Überschuss der Piloteinspritzmenge führen kann.

Die japanische Erstveröffentlichung Nr. 2001-152941 lehrt ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem, das mit einer Piloteinspritzungsmengen-Korrektursteuerungseinrichtung und einem Vibrationssensor versehen ist, der an einer Seitenwand eines Zylinderblocks der Brennkraftmaschine angebracht ist. Die Piloteinspritzungsmengen-Korrektursteuerungseinrichtung arbeitet zur Überwachung eines Ausgangs des Vibrationssensors, um zu ermitteln, ob die Piloteinspritzung durchgeführt wurde oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Piloteinspritzung nicht durchgeführt wurde, erhöht die Piloteinspritzungsmengen-Korrektursteuerungseinrichtung die Breite des an den Injektor anzulegenden Einspritzimpulses für eine nachfolgende Piloteinspritzung, um die Korrektureinspritzungsmenge zu korrigieren, wodurch die Piloteinspritzung gewährleistet wird. Dieses System erfährt jedoch den Nachteil, dass die Verwendung des Vibrationssensors zur Überwachung der Piloteinspritzung große Mühen zur Anpassung der Piloteinspritzungsmengen-Korrektursteuerungseinrichtung auf eine Vielzahl existierender Akkumulatorkraftstoffeinspritzsysteme erfordert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.

Weiter liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen anzugeben, das ausgelegt ist, eine aus der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung des Injektors sich ergebende Variation in der Breite eines an einen Kraftstoffinjektor anzulegenden Einspritzimpulssignals zu lernen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine angegeben, das in selbstfahrende Fahrzeuge eingebaut werden kann. Das Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem weist auf: (a) ein Common-Rail, das zum Akkumulieren von Kraftstoff mit einem gegebenen Druck arbeitet, (b) einen Injektor, der aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und (c) eine Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe eines Einspritzimpulssignals zur Betätigung des Injektors arbeitet. Die Injektorsteuerungseinrichtung bestimmt eine erforderliche Einspritzungsmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Maschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite, und addiert die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite des Einspritzimpulssignals ist. Die effektive Einspritzimpulsbreite definiert eine Dauer, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt. Die ineffektive Einspritzimpulsbreite ist als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben. Die Injektorsteuerungseinrichtung ist ausgelegt, durchzuführen: (a) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite von einem kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber das Einspritzimpulssignal ist, so dass kein Sprühen des Kraftstoffs erzeugt wird, auf einen größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass der Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird, (b) eine Druckamplituden-Messfunktion zum Messen einer Amplitude von Kraftstoffdruckpulsierungen innerhalb des Common-Rails zu einer gegebenen Zeitdauer, nachdem Einspritzimpulssignal, dessen Einspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und (c) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Einspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die von der Druckamplituden-Messfunktion gemessene Amplitude einen vorab ausgewählten Pegel überschritten hat. Dies beseitigt einen Fehler in der in die Maschine eingespritzten Kraftstoffmenge, der aufgrund der individuellen Veränderlichkeit (Streuung) und Alterung des Injektors auftritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Injektorsteuerungseinrichtung ebenfalls ausgelegt sein, eine Mehrfacheinspritzbetriebsart durchzuführen, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird. Die Injektorsteuerungseinrichtung gibt ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Haupteinspritzung und ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Voreinspritzung aus. Die Injektorsteuerungseinrichtung führt eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Einspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert durch, der bewirkt, dass die Brennkraftmaschine ein zum Beibehalten des Laufs der Brennkraftmaschine erforderliches Drehmoment erzeugt. Die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion arbeitet zur Änderung der Einspritzimpulsbreite des Voreinspritzimpulssignals.

Die Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion kann ebenfalls arbeiten, die Einspritzimpulsbreite des Haupteinspritzimpulssignals derart zu bestimmen, dass sie innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der die Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.

Der Injektor kann aus einem Ventilteil, eine Kraftstoffauffangwanne, einer Steuerungskammer, einem Ventildrängteil und einem Elektromagnetventil aufgebaut sein. Das Ventilteil arbeitet zum Öffnen oder Schließen einer Sprühöffnung, durch die der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht wird. Die Kraftstoffauffangwanne bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilöffnungsrichtung zum Öffnen der Sprühöffnung wirkt. Die Steuerungskammer bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilschließrichtung zum Schließen der Sprühöffnung wirkt. Das Ventildrängteil arbeitet zum Drängen des Ventilteils in die Ventilschließrichtung. Das Elektromagnetventil arbeitet zum Abfließen des Kraftstoffs, der aus dem Common-Rail zu der Steuerungskammer zugeführt wird, zu einer Niedrigdruckseite eines Kraftstoffsystems, um das Ventilteil in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung, ist wird ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine angegeben, mit (a) einem Common-Rail, das zum Akkumulieren von Kraftstoff mit einem gegebenen Druck arbeitet, (b) einem Injektor, der aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und (c) eine Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe eines Einspritzimpulssignals zur Betätigung des Injektors arbeitet. Die Injektorsteuerungseinrichtung bestimmt eine erforderliche Einspritzungsmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Maschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite, und addiert die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite des Einspritzimpulssignals ist. Die effektive Einspritzimpulsbreite definiert eine Dauer, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt. Die ineffektive Einspritzimpulsbreite ist als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben. Die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, durchzuführen: (a) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite von einem größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass der Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird, auf einen kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass kein Sprühen des Kraftstoffs erzeugt wird, (b) eine Druckamplituden-Messfunktion zum Messen einer Amplitude von Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails zu einer gegebenen Zeitdauer nach dem Einspritzimpulssignal, dessen Einspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und (c) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Einspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die von der Druckamplituden-Messfunktion gemessene Amplitude unter einen vorab ausgewählten Pegel abgefallen ist. Dies beseitigt den Fehler in der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge, der aufgrund der individuellen Veränderlichkeit und Alterung des Injektors auftritt.

Die Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion arbeitet, die Einspritzimpulsbreite des Haupteinspritzimpulssignals derart zu bestimmen, dass sie innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der die Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine angegeben mit (a) einem Common-Rail, der zur Akkumulierung von Kraftstoff bei einem gegebenen Druck arbeitet, (b) einem Injektor, der den aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und (c) einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe von Einspritzimpulssignalen zur Betätigung des Injektors arbeite. Die Injektorsteuerungseinrichtung bestimmt eine erforderliche Einspritzmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite und addiert die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite jedes der Einspritzimpulssignale ist. Die effektive Einspritzimpulsbreite definiert eine Dauer, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt. Die ineffektive Einspritzimpulsdauer ist als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben. Die Injektorsteuerungseinrichtung ist ausgelegt, durchzuführen: (a) eine Mehrfacheinspritzungsfunktion in jedem Betriebszyklus eines Zylinders der Maschine zur Durchführung einer Mehrfacheinspritzbetriebsart, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung von Kraftstoff in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, und zur Ausgabe eines der Einspritzimpulssignale als ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Haupteinspritzung zu initiieren, und eines der Einspritzimpulssignale als ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Voreinspritzung zu initiieren, (b) eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Haupteinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert, der bewirkt, dass die Maschine ein zur Beibehaltung des Laufs der Maschine erforderliches Drehmoment erzeugt, (c) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung einer Voreinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Voreinspritzimpulssignals ist, von einem kleineren Wert, zu dem der Injektor gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal unempfindlich ist, so dass kein Kraftstoff gesprüht wird, auf einen größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal ist, so dass tatsächlich Kraftstoff gesprüht wird, (d) eine Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Messung einer vorab ausgewählten Maschinenbetriebsvariation innerhalb einer gegebenen Zeitdauer nach Ausgabe des Voreinspritzimpulssignals, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor, und (e) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Voreinspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die Maschinenbetriebsvariation, wie sie durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessen worden ist, einen vorab ausgewählten Wert erreicht hat. Dies beseitigt einen Fehler in der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge, der aufgrund der individuellen Veränderlichkeit und Alterung des Injektors auftritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Injektorsteuerungseinrichtung ebenfalls zur Durchführung einer Intervallbestimmungsfunktion arbeiten, um ein Nicht-Einspritzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung derart zu bestimmen, dass das Nicht-Einspritzungsintervall innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.

Die Maschinenbetriebsvariations-Messfunktion, wie sie durch die Injektorsteuerungseinrichtung durchgeführt wird, kann arbeiten, um Momentangeschwindigkeiten eines Kolbens des Zylinders der Brennkraftmaschine zu messen, wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, jedoch der Injektor keinen Kraftstoffstrahl erzeugt hat, und wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreite der Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und der Injektor tatsächlich einen Kraftstoffstrahl erzeugt hat. Die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion arbeitet zur Bestimmung einer Differenz zwischen den durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessenen Momentangeschwindigkeiten als Maschinenoperationsvariation.

Gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine angegeben mit (a) einem Common-Rail, der zur Akkumulierung von Kraftstoff bei einem gegebenen Druck arbeitet, (b) einem Injektor, der den aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und (c) einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe von Einspritzimpulssignalen zur Betätigung des Injektors arbeitet. Die Injektorsteuerungseinrichtung bestimmt eine erforderliche Einspritzmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite und addiert die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite jedes der Einspritzimpulssignale ist. Die effektive Einspritzimpulsbreite definiert eine Dauer, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt. Die ineffektive Einspritzimpulsdauer ist als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben. Die Injektorsteuerungseinrichtung ist ausgelegt, durchzuführen: (a) eine Mehrfacheinspritzungsfunktion in jedem Betriebszyklus eines Zylinders der Maschine zur Durchführung einer Mehrfacheinspritzbetriebsart, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung von Kraftstoff in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, und zur Ausgabe eines der Einspritzimpulssignale als ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Haupteinspritzung zu initiieren, und eines der Einspritzimpulssignale als ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Voreinspritzung zu initiieren, (b) eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Haupteinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert, der bewirkt, dass die Maschine ein zur Beibehaltung des Laufs der Maschine erforderliches Drehmoment erzeugt, (c) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung einer Voreinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Voreinspritzimpulssignals ist, von einem größeren Wert, zu dem der Injektor gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal empfindlich ist, so dass tatsächlich Kraftstoff gesprüht wird, auf einen kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal ist, so dass kein Kraftstoff gesprüht wird, (d) eine Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Messung einer vorab ausgewählten Maschinenbetriebsvariation innerhalb einer gegebenen Zeitdauer nach Ausgabe des Voreinspritzimpulssignals, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor, und (e) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Voreinspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die Maschinenbetriebsvariation, wie sie durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessen worden ist, einen vorab ausgewählten Wert erreicht hat. Dies beseitigt einen Fehler in der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge, der aufgrund der individuellen Veränderlichkeit und Alterung auftritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, kann die Injektorsteuerungseinrichtung ebenfalls zur Durchführung einer Intervallbestimmungsfunktion zur Bestimmung eines Nicht-Einspritzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung derart arbeiten, dass das Nicht-Einspritzungsintervall innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und anhand der beiliegenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verdeutlicht, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele begrenzen, sondern lediglich zum Zwecke der Erklärung und des Verständnisses dienen. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
2 eine Darstellung, die ein TQ-Kennfeld veranschaulicht, das Einspritzungscharakteristiken von Kraftstoffinjektoren wiedergibt, wie sie in dem System gemäß 1 verwendet werden,
3(a) Zeitverläufe, die eine Beziehung zwischen einem Einspritzbefehlsimpulssignal (d. h., ein TQ-Impuls) und eine Einspritzrate in einer Einzeleinspritzbetriebsart darstellen,
3(b) eine Darstellung, die Beziehungen zwischen Einspritzbefehlsimpulssignalen (d. h. einen TQ-Impuls) und Einspritzraten in einer Mehrfacheinspritzbetriebsart veranschaulicht,
4 Zeitverläufe, die eine Variation in der tatsächlichen in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge zeigt,
5 ein Flussdiagramm eines zur Korrektur einer Piloteinspritzmenge in jeden Injektor auszuführenden Programms,
6(a) einen Graphen, der eine Änderung in der Piloteinspritzbefehlsimpulsdauer zeigt, die derart ausgeführt ist, um eine ineffektive Einspritzimpulsgrenzbreite zu suchen,
6(b) zeigt einen Graphen, der eine sich aus der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer gemäß 6(a) ergebende Änderung in der Maschinendrehzahl darstellt,
6(c) einen Graphen, der darstellt, wie das TQ-Kennfeld gemäß 2 aktualisiert wird,
7 Zeitverläufe, die Variationen in der Gesamtmenge des eingespritzten Kraftstoffs für unterschiedliche Werte der Breite eines an einen Kraftstoffinjektor anzulegenden Kraftstoffeinspritzimpulssignals darstellen,
8(a) Zeitverläufe, die eine Beziehung zwischen einem Einspritzungsbefehlsimpulssignal (d. h., TQ-Impuls) und einer Einspritzungsrate in einer Einzeleinspritzbetriebsart gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, gemäß dem ein Einspritzungsbefehlsimpulssignal mit einer Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm zu jedem Injektor ausgegeben wird,
8(b) Zeitverläufe, die eine Beziehung zwischen einem Einspritzungsbefehlsimpulssignal (d. h., TQ-Impuls) und einer Einspritzungsrate in einer Mehrfacheinspritzbetriebsart gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen, gemäß dem Einspritzungsbefehlsimpulssignale mit einer Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp und einer Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm aufeinanderfolgend zu jedem Injektor ausgegeben werden, und
8(c) Zeitverläufe, die Änderungen in dem Kraftstoffdruck in Einzel- und Mehrfacheinspritzbetriebsarten veranschaulichen, die zur Korrektur einer Piloteinspritzungsmenge gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in unterschiedlichen Darstellungen bezeichnen, insbesondere unter Bezugnahme auf 1 ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, auf das sich nachstehend bezogen wird, ist als ein Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen wie Viertakt-Vierzylinder-Diesel-Brennkraftmaschinen ausgeführt, die in selbstfahrende Fahrzeuge einzubauen sind. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem weist allgemein eine Kraftstoffzufuhrpumpenanordnung, ein Common-Rail 4, vier Kraftstoffinjektoren 5 und eine elektronische Maschinensteuerungseinheit (ECU) 10 auf. Die Kraftstoffzufuhrpumpenanordnung arbeitet zum Pumpen von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 1, um ihn unter Druck zu setzen und ihn dem Common-Rail 4 zuzuführen. Das Common-Rail 4 arbeitet als Akkumulator, der darin den Kraftstoff unter einem gegebenen Hochdruck akkumuliert. Jeder der Injektoren 5 arbeitet zum Sprühen des aus dem Common-Rail 4 zugeführten Hochdruckkraftstoffs in einen entsprechenden Zylinder der (nicht gezeigten) Zylinder der Brennkraftmaschine. Die ECU 10 überwacht eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zur elektronischen Steuerung von Operationen der Injektoren 5. 1 veranschaulicht eine interne Struktur lediglich eines der Injektoren 5 und Verbindungen davon mit dem Common-Rail 4, dem Kraftstofftank 1 und der ECU 10 im Detail, wobei zur Vereinfachung der Beschreibung diese für die anderen Injektoren 5 weggelassen worden sind.
Die Kraftstoffzufuhrpumpenanordnung besteht aus einer Förderpumpe 2 und einer Zufuhrpumpe 3. Die Förderpumpe 2 arbeitet als Niedrigdruckpumpe, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 zieht und diesen zu der Zufuhrpumpe 3 fördert. Die Zufuhrpumpe 3 kann von einer bekannten Bauart mit variablem Ausstoß sein und arbeitet als Hochdruckpumpe, um den von der Förderpumpe 2 gepumpten Kraftstoff auf einen gegebenen Pegel innerhalb einer Druckkammer davon in Reaktion auf einen Steuerungsbefehl aus der ECU 10 unter Druck zu setzen, und führt diesen dem Common-Rail 4 über ein Kraftstoffzufuhrrohr 11 zu. Ein Ansaugluftdosierventil kann in einem Kraftstoffansaugpfad eingebaut sein, der sich von der Förderpumpe 2 zu der Druckkammer der Zufuhrpumpe 3 erstreckt. Das Ansaugluftdosierventil kann durch ein elektromagnetbetätigtes bzw. magnetbetätigtes (solenoidbetätigtes) Pumpenströmungsraten-Steuerungsventil implementiert sein, das durch die ECU 10 über eine Pumpenansteuerungseinrichtung (Pumpentreiber) zur Regulierung der in die Druckkammer der Zufuhrpumpe 3 eingesaugten Kraftstoffmengen gesteuert wird, um eine Ausstoßmenge des Kraftstoffs in Übereinstimmung mit einer Soll-Ausstoßkraftstoffmenge zu bringen.
Das Common-Rail 4 ist zur Akkumulation des Kraftstoffs auf einen Druckpegel ausgelegt, der hoch genug ist, um eine Sequenz von Kraftstoffeinspritzungen in die Brennkraftmaschinen synchron mit den Umdrehungen der Brennkraftmaschine aufzubauen. Der in dem Common-Rail 4 zu akkumulierende Kraftstoff wird aus der Zufuhrpumpe 3 über das Kraftstoffzufuhrrohr 11 gesendet. Ein Common-Rail-Drucksensor 12 ist in dem Common-Rail 4 eingebaut, der den Kraftstoffdruck innerhalb des Common-Rails 4 (der nachstehend auch als Common-Rail-Druck PC bezeichnet ist) misst und ein dieses angebende Signal zur ECU 10 ausgibt.
Jeder der Injektoren 5 ist mit einem stromabwärts gelegenen Ende eines der Kraftstoffzufuhrrohre 13 verbunden, die von dem Common-Rail 4 abzweigen, und weist eine Kraftstoffeinspritzdüse, eine Düsennadel 6, ein Zweirichtungs-Elektromagnetventil 7 und eine Schraubenfeder 9 auf. Die Düsennadel 6 ist innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüse eingebaut und wird durch das Elektromagnetventil 7 in einer Ventilöffnungsrichtung zur direkten Einspritzung des Kraftstoffs in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine bewegt. Die Schraubenfeder 9 drängt die Düsennadel 6 stets in eine Ventilschließrichtung.
Die Kraftstoffeinspritzdüse jedes der Injektoren 5 ist in einem Zylinderblock oder entsprechend einem von Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine eingebaut und weist einen zylindrischen Düsenhalter 21, zwei Blenden (Öffnungsbleche, orifice plates) 22 und 23, einen Befehlskolben 24, einen Kolbenbolzen 26, einen Düsenkörper 28 und die Düsennadel 6 auf. Die Blenden 22 und 23 sind auf einem oberen Ende, gemäß der Darstellung in der Zeichnung, des Düsenhalters 21 derart gelegt, dass sie einander überlappen. Der Befehlskolben 24 ist innerhalb des Düsenhalters 21 derart angeordnet, dass er, gemäß der Zeichnung, vertikal verschiebbar ist. Der Kolbenbolzen 26 erstreckt sich innerhalb des Düsenhalters 21 von einem unteren Ende des Befehlskolbens 24 nach unten und ist mit einem oberen Ende davon mit einem Flansch 25 verbunden. Der Düsenkörper 28 ist mit einem unteren Ende des Düsenhalters 21 durch ein Scheibendichtung (Chip-Dichtung, Chip Packing) 27 verbunden. In dem Düsenkörper 28 ist eine zylindrische Öffnung gebildet, in der die Düsennadel 6 derart angeordnet ist, dass sie, gemäß der Darstellung in der Zeichnung, in vertikaler Richtung verschiebbar ist.
Wie es aus 1 hervorgeht, weist die Düsennadel 6 einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser auf. Der Abschnitt mit großem Durchmesser führt zu dem Flansch 25 durch eine Verbindungsstange 29, die sich durch die Scheibendichtung 27 erstreckt. Insbesondere ist die Düsennadel 6 mechanisch mit dem Kolbenbolzen 26 derart gekoppelt, dass sie sich in axialer Richtung des Injektors 5 bewegen können. Die Halleiterdichtung 27 arbeitet ebenfalls als Stoppeinrichtung, die die Düsennadel 6 sich von der Bewegung in der Ventilöffnungsrichtung abhält, wenn diese eine maximale Anhebungsposition erreicht. In dem Düsenhalter 21 ist ein Kraftstoffströmungsweg 31 gebildet, der sich vertikal erstreckt und zu dem Kraftstoffzufuhrrohr 13 führt, der mit dem Common-Rail 4 verbunden ist.
Der Kraftstoffströmungspfad 31 verläuft durch eine in der Blende 22 gebildete Einlassöffnung 14, sowie einen Strömungspfad 32 und erreicht eine Steuerungsdruckkammer 8, die durch eine Rückseite (d. h., eine obere Oberfläche gemäß der Darstellung der Zeichnung) des Befehlskolbens 24 innerhalb des Düsenhalters 21 definiert ist. Der Kraftstoffströmungspfad 31 gelangt ebenfalls durch Strömungspfade 33 und 34, die in der Scheibendichtung 27 und dem Düsenkörper 28 gebildet sind, und erreicht eine Kraftstoffauffangwanne 35, die unterhalb des Abschnitts mit großem Durchmesser der Düsennadel 6 innerhalb des Düsenkörpers 28 gebildet ist.
In einem Kopf des Düsenkörpers 28 sind Sprühöffnungen 36 gebildet, die zu der Kraftstoffauffangwanne 35 führen. Die Strahlöffnungen 36 sind dadurch zu schließen, dass ein konischer Kopf der Düsennadel 6 mit einem durch den Düsenkörper 28 gebildeten Ventilsitz 37 in Anschlag gebracht wird, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Kraftstoffauffangwanne 35 und den Strahlöffnungen 36 blockiert wird, und den Injektor 5 in eine Position mit geschlossenem Ventil zu versetzen. Die Steuerungskammer 8 kommuniziert mit einem Kraftstoffabschlusspfad 16 durch eine in der Blende 23 gebildete Auslassöffnung 15. Der Kraftstoffabschlusspfad 16 führt zu dem Kraftstofftank 1 und arbeitet als Kraftstoffabflusspfad, um den Kraftstoff aus der Steuerungskammer 8 zu dem Kraftstofftank 1 zurückzuführen.
Das Elektromagnetventil 7 ist in dem Kraftstoffabschlusspfad 16 eingebaut und weist einen (nicht gezeigten) Ventilkörper, der selektiv eine in dem Kraftstoffablaufpfad 16 gebildete Ventilöffnung öffnet und schließt, eine (nicht gezeigte) Elektromagnetspule (Solenoidspule), die bei Erregung den Ventilkörper in eine Ventilöffnungsrichtung drängt, und eine (nicht gezeigte) Schraubenfeder auf, die den Ventilkörper in eine Ventilschließungsrichtung drängt. Die Fluidkommunikation zwischen der Steuerungskammer 8 und dem Kraftstofftank 1 durch die Auslassöffnung 15 und den Kraftstoffausflusspfad 16 wird durch Einschalten des Elektromagnetventils 7 erzielt. Die Schraubenfeder 9 ist zwischen dem Flansch 25 und der inneren Wand des Düsenhalters 21 angeordnet, um die Düsennadel 6 in die Ventilschließungsrichtung zu drängen.
Wenn der Hochdruckkraftstoff aus dem Common-Rail 4 durch den Kraftstoffströmungspfad 13 ausgegeben wird, verzweigt dieser in zwei Strömungen: eine obere und eine untere Strömung, gemäß der Darstellung in 1, in dem Kraftstoffströmungspfad 31 innerhalb des Düsenhalters 21. Die obere Strömung verläuft durch die Einlassöffnung 14 der Blende 22 und den Strömungsweg 32 und erreicht die Steuerungskammer 8 hinter dem Befehlskolben 24. Die untere Strömung verläuft durch die in der Scheibendichtung 27 und dem Düsenkörper 28 gebildeten Strömungspfade 33 und 34 und erreicht die Kraftstoffauffangwanne 35 in dem Düsenkörper 28. Dies bewirkt, dass die Düsennadel 6 abwärts und aufwärts gerichtete Kraftstoffdrücke innerhalb der Steuerungskammer 8 und der Kraftstoffauffangwanne 35 erfährt. Der abwärts gerichtete Kraftstoffdruck in der Steuerungskammer 8 agiert auf die Düsennadel 6, um diese abwärts zu pressen (d. h. in die Ventilschließungsrichtung), während der aufwärts gerichtete Kraftstoffdruck in der Kraftstoffauffangwanne 35 auf die Düsennadel 6 agiert, um diese aufwärts anzuheben (d. h., in der Ventilöffnungsrichtung).
Die Düsennadel 6 weist eine Fläche auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser auf (die ebenfalls als Druckerregungsfläche nachstehend bezeichnet ist), auf die der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffauffangwanne 35 agiert und die größer als eine Fläche der hinteren Oberfläche des Befehlskolbens 24 (die nachstehend ebenfalls als Druckerregungsfläche bezeichnet ist) ist, auf die der Kraftstoffdruck in der Steuerungskammer 8 agiert. Daher ist, wenn die ECU 10 kein Ein-Signal zum dem Elektromagnetventil 7 ausgibt, das Elektromagnetventil 7 in eine Aus-Position versetzt, so dass der abwärts gerichtete Kraftstoffdruck den aufwärts gerichteten Kraftstoffdruck überwindet, wodurch der Kopf der Düsennadel 6 in konstantem Anschlag mit dem Ventilsitz 37 des Düsenkörpers 28 gedrückt wird, um die Strahlöffnungen 36 zu schließen. Daher wird der Kraftstoff nicht in die Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht.
Wenn es erforderlich ist, den Kraftstoff in die Brennkraftmaschine zu sprühen, gibt die ECU 10 das Ein-Signal zum Öffnen des Elektromagnetventils 7 aus, so dass der aus dem Common-Rail 4 der Steuerungskammer 8 zugeführte Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstofftank 1 durch die Auslassöffnung 15, die Ventilöffnung des Elektromagnetventils 7 und den Kraftstoffabflussweg 16 zurückkehrt. Dies bewirkt, dass die Düsennadel 6 durch den Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffauffangwanne 35 abgehoben wird, um die Fluidkommunikation zwischen der Kraftstoffauffangwanne 35 und den Strahlöffnungen 36 einzurichten, um dadurch den Kraftstoff in die Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Insbesondere wird, wenn das Elektromagnetventil 7 geöffnet ist, dies einen Abfall des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerungskammer 8 bewirken. Wenn darauffolgend die Summe des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerungskammer 8 und des mechanischen Drucks der Schraubenfeder 9, die zum Drücken der Düsennadel 37 in die Ventilschließungsrichtung arbeitet, unterhalb des Kraftstoffdrucks innerhalb der Kraftstoffauffangwanne 35 abfällt, der auf die Düsennadel 36 in die Ventilöffnungsrichtung wirkt, wird die Düsennadel 36 aufwärts zum Öffnen der Strahlöffnungen 36 angehoben.
Die Bewegung oder Strömung des Kraftstoffs aus der Steuerungskammer 8 zu dem Kraftstofftank 1 entspricht dem Widerstand, wenn der Kraftstoff durch die Auslassöffnung 15 der Blende 23 gelangt. Dies führt zu einer Zeitverzögerung von beispielsweise 0,4 ms (die nachstehend als Einspritzungsverzögerung bezeichnet ist) zwischen der Erregung des Elektromagnetventils 7 und dem Start der Bewegung der Düsennadel 6 in die Ventilöffnungsrichtung. Wenn die ECU 10 das Elektromagnetventil 7 deaktiviert, um dieses zu schließen, steigt der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerungskammer 8 erneut an, um die Düsennadel 6 in die Ventilschließrichtung zu bewegen, wodurch die Strahlöffnungen 36 geschlossen werden.
Die ECU 10 ist durch einen typischen Mikrocomputer implementiert, der, wie aus 1 hervorgeht, im Wesentlichen aus einer CPU 41, Speicher 42 und 43, einer Eingangsschaltung 44 und einer Ausgangsschaltung 45 besteht. Die CPU 41 arbeitet als eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems. Der Speicher 42 kann aus einem EEPROM ausgeführt sein. Der Speicher 43 kann aus einem Bereitschafts-RAM (Standby-RAM) ausgeführt sein. Der Speicher 42 oder 43 speichert eine Gleichung, die eine Korrelation zwischen einer erforderlichen Piloteinspritzmenge Q, einer Piloteinspritzbefehlsimpulsdauer TQp und einem (nachstehend auch als T-Q-Kennfeld bezeichnetes) Injektorkraftstoff-Strahlungscharakteristikkennfeld, wie es in 2 veranschaulicht ist, auf Grundlage eines Einspritzdrucks (Common-Rail-Druck) darstellt. Ausgänge (beispielsweise Spannungssignale) aus dem Common-Rail-Drucksensor 12 oder anderen Sensoren, wie sie nachstehend beschrieben sind, werden durch einen in der Eingangsschaltung 44 eingebauten A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) in digitale Signale umgewandelt und in die CPU 41 eingegeben.
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem weist ebenfalls einen Kurbelwellenpositionssensor 51, einen Fahrpedalpositionssensor (Accelerator Position Sensor) 52, einen Kühlmitteltemperatursensor 53, einen Zylinderidentifikationssensor 54, einen (nicht gezeigten) Eingangs-Kraftstofftemperatursensor und einen (nicht gezeigten) Injektoreingangs-Kraftstofftemperatursensor auf. Der Kurbelwellenpositionssensor 51 arbeitet zur Messung einer Winkelposition der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und zur Ausgabe eines Kurbelwellenpositionssignals in Form eines Impulses alle 30°-Rotation der Kurbelwelle. Der Fahrpedalpositionssensor 52 arbeitet zur Messung einer Betätigung oder einer Position ACCP eines Fahrpedals, das die Betriebslast der Brennkraftmaschine angibt. Der Kühlmitteltemperatursensor 53 arbeitet zur Messung der Temperatur THW eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine.
Der Zylinderidentifikationssensor 54 arbeitet zur Ausgabe eines Zylinderidentifikationssignals in Form eines Impulses jedes Mal, wenn die Kurbelwelle der Brennkraftmaschinen alle zwei Umdrehungen davon eine spezifizierte Position erreicht. Der Pumpeneingangs-Kraftstofftemperatursensor arbeitet zur Messung der Temperatur THF des Kraftstoffs, der in die Druckkammer der Zufuhrpumpe 3 eingesaugt worden ist. Der Injektoreingangs-Kraftstofftemperatursensor arbeitet zur Messung der Temperatur THW des zu den Strömungspfaden 31 bis 34 innerhalb jedes der Injektoren 5 geförderten Kraftstoffs. Die Ausgänge des Common-Rail-Drucksensors 12, des Kugelwellenpositionssensors 51, des Fahrpedalpositionssensors 52, des Kühlmitteltemperatursensors 53, des Zylinderidentifikationssensors 54 und der Pumpeneingangs- und Injektoreingangs-Kraftstofftemperatursensoren werden in der ECU 10 als Parameter verwendet, die Betriebsbedingungen und Erfordernisse der Brennkraftmaschine wiedergeben.
Der Kurbelwellenpositionssensor 51 ist derart eingebaut, dass er einem äußeren Umfang eines (nicht gezeigten) NE-Impulsgeberläufers gegenüber liegt, der an der Kurbelwelle der Brennstoffmaschine angebracht ist. Der NE-Impulsgeberläufer weist an dessen äußerem Umfang zu gegebenen Winkelintervallen gebildete Zähne auf. Der Kurbelwellenpositionssensor 51 ist mit einem magnetischen Aufnehmer ausgerüstet, der ausgelegt ist, jedes Mal, wenn einer der Zähne des NE-Impulsgeberläufers sich dem magnetischen Aufnehmer annähert und diesen verlässt, ein Impulssignal (das nachstehend ebenfalls als NE-Impulssignal bezeichnet ist) durch elektromagnetische Induktion zu erzeugen. Beispielsweise ist der Kurbelwellenpositionssensor 51 zur Ausgabe des NE-Impulssignals alle 30°-Rotation der Kurbelwelle ausgelegt. Die ECU 10 misst ein Zeitintervall zwischen den Eingängen einer Abfolge der NE-Impulssignale aus dem Kurbelwellenpositionssensor 51 zur Bestimmung der Drehzahl der Brennkraftmaschine (die nachstehend ebenfalls als Maschinendrehzahl NE bezeichnet ist). In der Ausgangsschaltung 45 ist eine Pumpenansteuerungseinrichtung (Pumpentreiber) eingebaut, die die Zufuhrpumpe 3 in Reaktion auf ein Steuerungsbefehlssignal aus der CPU 41 betätigt, und eine (ebenfalls als elektrische Antriebseinheit (EDU (electric drive unit)) bezeichnete) Injektoransteuerungseinrichtung (Injektortreiber) eingebaut, die das Elektromagnetventil 7 jedes der Injektoren 5 in Reaktion auf ein Steuerungsbefehlssignal aus der CPU 41 einschaltet.
Die ECU 10 arbeitet zur Durchführung einer Common-Rail-Drucksteuerung beim Starten der Brennkraftmaschine oder bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine. Insbesondere dient die Common-Rail-Drucksteuerung zur Steuerung einer Betätigung der Zufuhrpumpe 3 zur Förderung des Hochdruckkraftstoffs zu dem Common-Rail 4, um den Kraftstoffdruck (d. h., den Common-Rail-Druck PC) innerhalb des Common-Rails 4 schnell von einem niedrigen zu einem höheren Pegel anzuheben. Die ECU 10 kann ebenfalls zur schnellen Verringerung des Common-Rail-Drucks PC bei einer Verlangsamung oder beim Stopp der Brennkraftmaschine arbeiten. Dies wird durch Einschalten oder Öffnen des Elektromagnetventils 7 jedes der Injektoren 5 in einem Zyklus erzielt, der kürzer als eine Zeitverzögerung zwischen dem Einschalten des Elektromagnetventils 7 und dem Zeitpunkt ist, wenn sich die Düsennadel 6 tatsächlich zu öffnen beginnt. Insbesondere kann die ECU 10 eine Abfolge von Impulssignalen (die ebenfalls als Nicht-Einspritzimpulse bezeichnet sind) zu jedem der Elektromagnetventile 7 zu einem Zeitintervall ausgeben, das kürzer als eine Betriebsansprechzeit des Elektromagnetventils 7 ist, um den Common-Rail-Druck PC ohne tatsächliches Sprühen des Kraftstoffs aus den Strahlöffnungen 36 schnell zu entspannen.
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ausgelegt, Mehrfachkraftstoffeinspritzungen durchzuführen, d. h., das Elektromagnetventil 7 jedes der Injektoren 5 zu diskreten Zeitpunkten zu betätigen, um eine Vielzahl von Kraftstoffstrahlen in jede der Verbrennungskammern der Brennkraftmaschine während jedes Betriebszyklus jedes Zylinders der Brennkraftmaschine (d. h. jeder Sequenz von vier Takten: Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Expansionstakt (Verbrennungstakt) und Ausstoßtakt), d. h., während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (720° CA) zu sprühen. Insbesondere ist das System ausgelegt, eine Piloteinspritzung zumindest einmal zur Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in jede Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine vor einer Haupteinspritzung durchzuführen, die in der Nähe des oberen Totpunkts jedes Kolbens der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, und am meisten zur Erzeugung des Maschinendrehmoments beiträgt. Das System ist ebenfalls ausgelegt, zwischen einer ersten Einspritzbetriebsart (d. h., einer Einzeleinspritzbetriebsart) und einer zweiten Einspritzbetriebsart (d. h., einer Mehrfacheinspritzbetriebsart) auf der Grundlage von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (beispielsweise eine Grundeinspritzmenge oder eine befohlene Einspritzmenge und der Maschinendrehzahl NE) umzuschalten. In der ersten Einspritzbetriebsart wird jeder der Injektoren 5 zum Einspritzen eines einzelnen Kraftstoffstrahls in die Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine während jedes Betriebszyklus des Zylinders betätigt. In der zweiten Einspritzbetriebsart wird jeder der Injektoren 5 zur Einspritzung einer Vielzahl von Kraftstoffstrahlen in die Verbrennungskammern der Brennkraftmaschine während jedes Betriebszyklus des Zylinders betätigt.
Die ECU 10 bestimmt Kraftstoffmengen bei jeweiligen Einspritzungen in der Mehrfacheinspritzbetriebsart, d. h. eine erforderliche Einspritzmenge Q auf der Grundlage von Betriebserfordernissen der Brennkraftmaschine (beispielsweise der Grundeinspritzmenge oder der befohlenen Einspritzmenge und der Maschinendrehzahl NE), bestimmt ein Intervall zwischen Piloteinspritzungen und ein Intervall zwischen einer Piloteinspritzung und einer Haupteinspritzung auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE, der erforderlichen Einspritzmenge Q und eines Befehlseinspritzzeitpunkts T, bestimmt eine Piloteinspritzdauer (d. h., eine Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp) auf der Grundlage der erforderlichen Einspritzmenge Q und des Common-Rail-Drucks PC und bestimmt ebenfalls eine Haupteinspritzungsdauer (d. h., eine Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm) auf der Grundlage der erforderlichen Einspritzmenge Q und des Common-Rail-Drucks PC.
Die ECU 10 arbeitet ebenfalls zur Durchführung der (nachstehend als einspritzungsweisen Mengenabweichungskompensation bezeichnete) Kompensation einer Abweichung von Mengen zwischen Einspritzungen (d. h., eine Kraftstoffsteuerung zum Zylinderausgleich (Fuel Control for Cylinder Balancing (FCCB)), um eine von jedem der Injektoren 5 in einen entsprechenden Zylinder der Zylinder der Brennkraftmaschine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge zu justieren, um eine Variation in der Geschwindigkeit zwischen den Zylindern der Brennkraftmaschine zu glätten oder zu minimieren. Dies wird durch Messung einer Variation in der Geschwindigkeit jedes Zylinders der Brennkraftmaschine bei jedem Expansionstakt während einer Leerlaufbetriebsart des Maschinenbetriebs (oder während eines stabilen Leerlaufs der Brennkraftmaschine), durch Vergleich dieser mit einem Durchschnitt der Geschwindigkeitsvariationen der Kolben aller Zylinder zur Bestimmung einer Differenz dazwischen und durch Steuerung jedes der Injektoren 5 derart erzielt, dass eine derartige Geschwindigkeitsdifferenz minimiert wird.
Insbesondere überwacht die ECU 10 Zeitintervalle, die jeweils zwischen zwei benachbarten NE-Impulssignalen liegen, wie sie aus dem Kurbelwellenpositionssensor 51 abgetastet werden, um Momentangeschwindigkeiten des Kolbens in jedem der Zylinder der Brennkraftmaschine während jedes Expansionstakts zu berechnen, und tastet einen maximalen Wert der Zeitintervalle ab, die zwischen 90° BTDC (vor dem oberen Druckpunkt, wie durch Kurbelwellenwinkel ausgedrückt) und 90° ATDC (nach dem oberen Druckpunkt) in jedem der Zylinder in jedem Betriebszyklus des Kolbens überwacht werden, um diesen als Minimum der Momentangeschwindigkeiten des Zylinders zu bestimmen (das nachstehend als Minimalgeschwindigkeit Nl bezeichnet ist). Die ECU 10 tastet ebenfalls einen Minimalwert der Zeitintervalle ab, die zwischen 90° BTDC und 90° ATDC in jedem der Zylinder in jedem Betriebszyklus des Kolbens überwacht werden, um diesen als Maximum der Momentangeschwindigkeiten des Zylinders zu bestimmen (das nachstehend als maximale Geschwindigkeit Nh bezeichnet ist). Die Geschwindigkeiten Nl und Nh müssen nicht notwendigerweise durch ein Minimum und ein Maximum der Momentangeschwindigkeiten jedes der Zylinder der Brennkraftmaschine gegeben sein, sondern können durch einen kleineren und größeren Wert der Zeitintervalle zwischen den NE-Impulssignalen bestimmt sein, die Variationen in der Geschwindigkeit in jedem der Zylinder Brennkraftmaschine wiedergeben. Nach Abschluss derartiger Berechnungen für alle Zylinder der Brennkraftmaschine berechnet die ECU 10 eine Differenz zwischen der maximalen Geschwindigkeit Nh oder der minimalen Geschwindigkeit Nl (was nachstehend als Zylindergeschwindigkeitsdifferenz ΔNck bezeichnet ist) in jedem der Zylinder der Brennkraftmaschine, um diese als Geschwindigkeitsvariationen in jedem der Zylinder der Brennkraftmaschine zu bestimmen.
Danach bestimmt die ECU 10 einen Durchschnittswert ΣΔNck der Geschwindigkeitsvariationen aller Zylinder der Brennkraftmaschine. Insbesondere bildet die ECU 10 einen Durchschnitt der Zylindergeschwindigkeitsdifferenzen ΔNck aller Zylinder der Brennkraftmaschine, um den Durchschnittswert ΣΔNck zu bestimmen und bestimmt eine Abweichung zwischen der Zylindergeschwindigkeitsdifferenz ΔNck jedes Zylinders der Brennkraftmaschine und dem Durchschnittswert ΣΔNk. Die ECU 10 addiert oder subtrahiert einen Einspritzimpulsdauerkorrekturwert (d. h., einen FCCB-Wert) zu oder von einer vorbestimmten GrundEinspritzimpulsdauer, um die Geschwindigkeitsabweichung in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zu minimieren, damit die Differenz in der Geschwindigkeit zwischen den Zylindern beseitigt wird.
Wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, beispielsweise in einer Geschwindigkeitsregelungsbetriebsart, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer ausgewählten Geschwindigkeit zu bringen, führt die ECU 10 ebenfalls eine Kleineinspritzungsmengen-Lernsteuerungsfunktion durch, wie sie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, um die Piloteinspritzungsbefehls-Impulsdauer TQp, wie sie als Funktion des Common-Rail-Drucks PC und der erforderlichen Piloteinspritzmenge TQp bestimmt ist, zu korrigieren. Insbesondere ist die ECU 10 ausgelegt, eine Einspritzbetriebsart-Schaltfunktion, eine Funktion zur Bestimmung einer Maschinenbetriebsvariation aufgrund einer Betriebsartumschaltung (Betriebsartschaltungs-Maschinenbetriebsvariations-Bestimmungsfunktion), eine Funktion zur Bestimmung einer ineffektiven Einspritzimpulsdauer und eine Funktion zur Wiedergabe der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auszuführen. Die Einspritzbetriebsart-Schaltfunktion dient zum Schalten zwischen der ersten Einspritzbetriebsart (d. h., der Einzeleinspritzbetriebsart) und der zweiten Einspritzbetriebsart (d. h., der Mehrfacheinspritzbetriebsart) zu jedem Zyklus der Brennkraftmaschine. Insbesondere dient die erste Einspritzbetriebsart, wie sie in 3(a) veranschaulicht ist, zur Steuerung jedes der Injektoren 5 unter Verwendung lediglich eines Einspritzungsbefehlsimpulssignals (das nachstehend ebenfalls als TQ-Impuls bezeichnet ist) mit einer Breite, die der Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm angepasst ist. Die zweite Einspritzbetriebsart (d. h., die Mehrfacheinspritzbetriebsart, wie sie in 3(b) veranschaulicht ist, dient zur Steuerung jedes der Injektoren 5 unter Verwendung der Einspritzungsbefehlsimpulssignale mit unterschiedlichen Breiten, die der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp und der Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm jeweils angepasst sind. Die Funktion zur Bestimmung einer Maschinenbetriebsvariation aufgrund einer Betriebsartumschaltung dient zur Analyse oder Bestimmung einer Variation in dem Maschinenbetrieb zwischen den ersten und zweiten Einspritzbetriebsarten. Die Funktion zur Bestimmung einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite dient zur Änderung der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp des Einspritzungsbefehlsimpulssignals (d. h. des TQ-Impulses), bis die Maschinenbetriebsvariation erscheint und wird wahrgenommen, wenn die Funktion zur Bestimmung einer Maschinenbetriebsvariation aufgrund einer Betriebsartumschaltung durchgeführt wird, um eine ineffektive Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 zu entdecken, die bewirkt, dass der Injektor 5 eine tatsächliche Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine initiiert. Die Funktion zur Wiedergabe der ineffektiven Einspritzimpulsbreite dient zur Wiedergabe bzw. Angabe der ineffektiven Einspritzgrenzimpulsbreite TQ0 als ein bei dem gegenwärtigen Pegel des Common-Rail-Drucks PC gelernten Wert in dem in 2 veranschaulichten T-Q-Kennfeld, das in dem Speicher 42 oder 43 gespeichert ist.
Der Betrieb des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems ist nachstehend ausführlich beschrieben.
Zunächst ist die Einspritzmengensteuerung beschrieben, die zur Steuerung eines Ventilöffnungszeitpunkts und einer Ventilöffnungszeitdauer des Elektromagnetventils 7 jedes Injektors 5 arbeitet.
Die ECU 10 überwacht die Betriebsbedingung und/oder Betriebserfordernisse der Brennkraftmaschine zur Bestimmung der Einspritzmenge und des Einspritzzeitverlaufs (Einspritzzeitpunkts). Insbesondere bestimmt die ECU 10 auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Fahrpedalposition ACCP die Grundeinspritzmenge und korrigiert die Grundeinspritzmenge unter Verwendung eines Einspritzmengenkorrekturwerts, wie er aus einer Funktion der Maschinenkühlmitteltemperatur THW hergeleitet wird, zur Bestimmung einer erforderlichen Einspritzmenge (die nachstehend ebenfalls als Befehlseinspritzmenge QFIN bezeichnet ist). Die Befehlseinspritzmenge QFIN kann ebenfalls durch die Kraftstofftemperatur THF, den Common-Rail-Druck PC und/oder den Soll-Common-Rail-Druck PT korrigiert werden.
Danach bestimmt die ECU 10 einen Soll- oder Befehlseinspritzzeitpunkt T auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Fahrpedalposition ACCP oder einer Kombination der Maschinendrehzahl NE und der Befehlseinspritzmenge QFIN. Der Soll-Einspritzzeitpunkt T kann durch die Maschinenkühlmitteltemperatur THW, die Kraftstofftemperatur THF, den Common-Rail-Druck PC und/oder den Soll-Common-Rail-Druck PT korrigiert werden. Darauf folgend bestimmt die ECU 10 die Dauer, während der das Injektorantriebssignal (d. h., das Einspritzimpulssignal) zur Erregung des Elektromagnetventils 7 jedes Injektors 5 ausgegeben wird, d. h., eine Ein-Dauer des Elektromagnetventils 7 (d. h., der Einspritzbefehlsimpulsbreite TQFIN) auf der Grundlage der Befehlseinspritzmenge QFIN und des Common-Rail-Drucks PC.
Insbesondere ist die ECU 10 ausgelegt, eine Funktion zur Bestimmung einer effektiven Einspritzimpulsbreite und eine Funktion zur Bestimmung einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite durchzuführen. Die Funktion zur Bestimmung einer effektiven Einspritzimpulsbreite dient zur Bestimmung einer effektiven Einspritzimpulsbreite unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE und der Befehlseinspritzungsmenge QFIN. Die Funktion zur Bestimmung einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite dient zur Bestimmung einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite hinsichtlich einer Einspritzungsverzögerung der Injektoren 5. Die ECU 10 bestimmt die Summe der effektiven und ineffektiven Einspritzimpulsbreiten als die Ein-Dauer des Elektromagnetventils 7 (d. h., der Einspritzungsbefehlsimpulsbreite TQFIN) und gibt das (ebenfalls als TQ-Impuls bezeichnete) Injektorantriebssignal zu dem Elektromagnetventil 7 jedes Injektors 5 durch die in der Ausgangsschaltung 45 eingebaute Injektoransteuerungsschaltung (EDU) für eine Zeitdauer aus, die äquivalent zu der Einspritzungsbefehlsimpulsbreite TQFIN ist, wie sie unter Verwendung des Befehlseinspritzungszeitpunkts T bestimmt wird, wodurch die Düsennadel 6 des Injektors 5 zum Sprühen des Kraftstoffs in die Brennkraftmaschine geöffnet wird.
Die Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine typische Viertakt-Vierzylinder-Diesel-Brennkraftmaschine. Die ECU 10 arbeitet zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkraftmaschine in der Reihenfolge von Zylinder #1, Zylinder #3, Zylinder #4 und Zylinder #2. Insbesondere wird das Elektromagnetventil 7 jedes Injektors 5 zumindest einmal während jedes Betriebszyklus der Brennkraftmaschine geöffnet, d. h., alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Maschine (d. h., 720° CA).
Die ECU 10 bestimmt eine kleine Kraftstoffmenge, die in die Brennkraftmaschine einzuspritzen ist, und deren Einspritzzeitpunkt in jedem Betriebszyklus der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Betriebsbedingung und der Betriebserfordernis der Brennkraftmaschine. Insbesondere bestimmt die ECU 10 die erforderliche Piloteinspritzmenge (die nachstehend ebenfalls als kleine Einspritzmenge Qp bezeichnet ist) auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Befehlseinspritzmenge QFIN und subtrahiert dann die kleine Einspritzmenge Qp von der Befehlseinspritzmenge QFIN (d. h., eine Gesamteinspritzmenge), um eine erforderliche Haupteinspritzmenge Qm herzuleiten. Die ECU 10 berechnet ein Nicht-Einspritzungsintervall (d. h., ein Intervall zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT) auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Befehlseinspritzmenge QFIN.
Die ECU 10 berechnet die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp, wie es in 3(b) veranschaulicht ist, unter Verwendung des TQ-Kennfelds gemäß 2, der erforderlichen Piloteinspritzmenge (d. h., der kleinen Einspritzmenge Qp) und des Common-Rail-Drucks PC. Das TQ-Kennfeld wird experimentell vorbereitet. Die ECU 10 bestimmt die Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm, wie es in 3(b) dargestellt ist, (d. h., eine Einspritzimpulsdauer, die zur Erzielung der Haupteinspritzung verwendet wird) unter Verwendung eines (nicht gezeigten) experimentell vorbereiteten TQ-Kennfelds, der erforderlichen Haupteinspritzungsmenge Qm und des Common-Rail-Drucks PC. Die ECU 10 wandelt den Befehlseinspritzungszeitpunkt T in einen Haupteinspritzungszeitpunkt um und bestimmt als Piloteinspritzungszeitpunkt die Zeit, die vor dem Haupteinspritzungszeitpunkt um eine Zeitdauer liegt, die äquivalent zu der Summe des Intervalls zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT und der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp liegt. Die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen in der Mehrfacheinspritzbetriebsart können entsprechend Maschinenbetriebserfordernissen, beispielsweise der Grundeinspritzmenge oder der Befehlseinspritzungsmenge QFIN und der Maschinendrehzahl NE geändert werden.
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Parameter arbeitet die ECU 10 zur Betätigung des Elektromagnetventils 7 jedes Injektors 5 in jedem Betriebszyklus eines entsprechenden Zylinders der Brennkraftmaschine zum Erzielen der Mehrfacheinspritzbetriebsart, in der zumindest eine Piloteinspritzung vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, in der zumindest eine Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung durchgeführt wird, oder in der zumindest eine Piloteinspritzung und eine Nacheinspritzung vor und nach der Haupteinspritzung durchgeführt werden. Insbesondere gibt, wenn der Piloteinspritzungszeitpunkt erreicht wird, die ECU 10 ein Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal zu der Erregungsspule des Elektromagnetventils 7 jedes Injektors 5 durch die Injektoransteuerungseinrichtung (EDU) zur Ausgangsschaltung 45 für die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQP aus. Darauf folgend gibt, wenn nach Verstreichen des Intervalls zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT der Haupteinspritzungszeitpunkt erreicht wird, die ECU 10 ein Haupteinspritzungsbefehlsimpulssignal zu der Erregungsspule des Elektromagnetventils 7 jedes Injektors 5 für die Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm aus. Dies bildet die vorstehend beschriebene Mehrfacheinspritzbetriebsart.
Die Piloteinspritzungslernkorrektur zum Korrigieren der kleinen Einspritzungsmenge (d. h. der Piloteinspritzungsmenge) ist nachstehend unter Bezugnahme auf das in 5 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
Wenn Hochdruckkraftstoffeinspritzungsbedingungen, in denen die Befehlseinspritzungsmenge QFIN größer als ein gegebener Wert ist, der Common-Rail-Druck PC größer als ein Pegel ist, der erforderlich ist, um den Injektoren 5 das Sprühen (Spritzen) des Kraftstoffs zu ermöglichen, und Änderungen in der Fahrpedalposition ACCP und der Fahrgeschwindigkeit SPD des Fahrzeugs innerhalb gegebener Bereiche liegen, jeweils zutreffen und eine Geschwindigkeitsregelungsbetriebsart (d. h. eine stetige Fahrbetriebsart des Fahrzeugs oder der Brennkraftmaschine) für eine vorausgewählte Zeitdauer während eines Laufs der Maschine mit hoher Drehzahl und hoher Last kontinuierlich läuft, bestimmt die ECU 10, dass Lernbedingungen zur Korrektur der Piloteinspritzmenge für jeden Injektor 5 erfüllt sind und beginnt das Programm von 5.
Zunächst geht die Routine zu Schritt 110 über, in dem die ECU 10 einen zu analysierenden Zylinder der Brennkraftmaschine auswählt, d. h., einen der Injektoren 5, die in der Piloteinspritzmenge zu korrigieren sind.
Die Routine geht zu Schritt 120 über, in dem die ECU 10 die Mehrfacheinspritzbetriebsart initiiert. Falls vor Initiierung dieses Programms bereits in die Mehrfacheinspritzbetriebsart eingetreten worden ist, setzt die ECU 10 die Mehrfacheinspritzbetriebsart unverändert fort. Die ECU 10 gibt das Einspritzungsbefehlsimpulssignal (d. h., den TQ-Impuls), das die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp eines vorbestimmten Werts aufweist, wie es durch "a1" in 6(a) angegeben ist, der klein genug ist, dass die Piloteinspritzung tatsächlich nicht erzielt wird, zu dem Elektromagnetventil 7 des ausgewählten Injektors 5 innerhalb eines Betriebszyklus eines entsprechenden Zylinders der Brennkraftmaschine aus. Insbesondere gibt, wenn der Piloteinspritzungszeitpunkt erreicht wird, die ECU 10 das Einspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp zu dem Elektromagnetventil 7 des ausgewählten Injektors 5 durch die Injektoransteuerungseinrichtung EDU der Ausgangsschaltung 45 aus, so dass die Piloteinspritzung tatsächlich nicht erzielt wird. Wenn bei Ablauf des Intervalls zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT der Haupteinspritzungszeitpunkt erreicht wird, gibt die ECU 10 das Einspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Haupteinspritzimpulsdauer TQm zu dem Elektromagnetventil 7 des Injektors 5 über die Injektoransteuerungseinrichtung EDU der Ausgangsschaltung 45 aus, um die Haupteinspritzung zu erzielen.
Falls die ECU 10 das Einspritzungsbefehlsimpulssignal ausgegeben hat, das die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp aufweist, die derart ausgewählt ist, dass die Piloteinspritzung tatsächlich nicht erreicht wird, zu dem Elektromagnetventil 7 des Injektors 5 ausgegeben wird, jedoch der Injektor 5 aufgrund der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung des Injektors 5 tatsächlich Kraftstoff ausgesprüht hat, wird dies das Auftreten von Druckpulsierungen innerhalb des Common-Rails 4, des Kraftstoffzufuhrrohrs 13 und der Strömungspfade 31 bis 34 in den Injektoren 5 bewirken, was zu einer Änderung der in der Haupteinspritzung nach der Piloteinspritzung eingespritzten tatsächlichen Kraftstoffmenge (Q = Qm + dQint) als Funktion eines Nicht-Einspritzungsintervalls zwischen der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung führt. Es ist bekannt, dass das Ausmaß einer derartigen Änderung von den Kraftstoffdrücken in dem Common-Rail 4, dem Kraftstoffzufuhrrohr 13 und den Strömungspfaden 31 bis 34 des Injektors 5, dem Druck in dem Zylinder der Brennkraftmaschine, Kraftstoffbedingungen wie die Temperatur und Viskosität des Kraftstoffs und dem Intervall zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT abhängt.
Das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Piloteinspritzung kann daher durch Überwachung der Änderung in der tatsächlichen Menge der Haupteinspritzung ermittelt werden. Dies wird dadurch erzielt, dass der Piloteinspritzungszeitpunkt, die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp, der Haupteinspritzungszeitpunkt und die Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm derart bestimmt werden, dass das Intervall zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT in Übereinstimmung mit einem Wert gebracht wird, der vorzugsweise derart vorbestimmt ist, dass er, wie es in 4 gezeigt ist, zu einer maximalen Erhöhung in der Änderung in der tatsächlichen Menge der Haupteinspritzung als Funktionen von dem Common-Rail-Druck PC und/oder der Temperatur des Kraftstoffs resultiert, und die TQ-Impulse aufeinanderfolgend an die Erregungsspule des Elektromagnetventils 7 des Injektors 5 angelegt 5 werden, um die Pilot- und Haupteinspritzungen zu erzielen. Dies bewirkt, dass das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Piloteinspritzung als die Änderung in der tatsächlichen Menge der Haupteinspritzung erscheint, die einer verstärkten Menge der Piloteinspritzung entspricht.
Die Routine geht zu Schritt 130 über, in dem die ECU 10 das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp auf einen Aus-Pegel (d. h., einen Null-Pegel) in einem nachfolgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders der Maschine schaltet, um keine Piloteinspritzung durchzuführen. Bei einem nächsten nachfolgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders schaltet die ECU 10 das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal erneut auf den Ein-Pegel und erhöht die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp mit einer gegebenen Rate, wie es durch "b1" in 6(a) angegeben ist, von dem anfänglichen Wert, wie er durch "a1" dargestellt ist, der keine Piloteinspritzung erzeugt. Die Rate, mit der die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp erhöht wird, kann konstant gehalten werden oder mit einem ausgewählten Intervall verändert werden. Die ECU 10 kann die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp entweder bei jedem Schalten auf den Ein-Pegel oder in einem Zyklus erhöhen, währenddessen eine gegebene Anzahl von Schaltungen auf den Ein-Pegel durchgeführt werden.
Wenn in Schritt 130 die ECU 10 von der Einzeleinspritzbetriebsart gemäß 3(a) in die Mehrfacheinspritzbetriebsart gemäß 3(b) eingetreten ist und tatsächlich die Piloteinspritzung ausgeführt hat, wird dies, wie es vorstehend beschrieben ist, bewirken, dass der Druck in dem Common-Rail 4 pulsiert, was zu einer Änderung in der tatsächlichen Menge der Haupteinspritzung resultiert. Falls die Piloteinspritzungsmenge als Qp definiert ist und die Haupteinspritzungsmenge als Qm definiert ist, ändert sich die in die Maschine einspritzte Gesamtkraftstoffmenge von Q = Qm zu Q = Qp + Qm + dQint oder umgekehrt, jedes Mal, wenn das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal zwischen dem Ein-Pegel und dem Aus-Pegel geschaltet wird (vergleiche 7). Dies führt zu einer Änderung in der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschinen wie deren Drehzahl, wie es durch "b2" in 6(b) angegeben ist.
Die Routine geht zu Schritt 140 über, in dem bestimmt wird, ob die Änderung in der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine wie eine Änderung in der Drehzahl der Brennkraftmaschine (d. h. eine Änderung in der Winkelrate der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine), wie sie während es Expansionstakts des Kolbens abgetastet wird, einen gegebenen Schwellwert erreicht hat, wie es durch "c2" in 6(b) angegeben ist. Der Schwellwert ist eine Grenze für eine Änderung in der Maschinendrehzahl, die derart vorgewählt ist, dass sie es ermöglicht, zu bestimmen, dass der Injektor 5 tatsächlich begonnen hat, Kraftstoff zu sprühen. Die Änderung in der Drehzahl kann gemessen werden durch Überwachung von Zeitintervallen jeweils zwischen zwei benachbarten NE-Impulssignalen, wie sie aus dem Kurbelwellenpositionssensor 51 abgetastet werden, um Momentangeschwindigkeiten des Kolbens in dem ausgewählten Zylinder der Maschine in dem Expansionstakt zu berechnen, Abtasten eines maximalen Werts der zwischen 90° BTDC (vor oberem Totpunkt) und 90° ATDC (nach oberem Totpunkt) in jedem Betriebszyklus des Kolbens überwachten Zeitintervalle (d. h., bei jedem Schalten des Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignals zwischen den Ein- und Aus-Pegeln), um diesen als minimale Geschwindigkeit Nl zu bestimmen, oder Abtasten eines minimalen Werts der Zeitintervalle, die zwischen 90° BTDC und 90° ATDC in jedem Betriebszyklus des Kolbens überwacht bzw. beobachtet werden, um diesen als maximale Geschwindigkeit Nh zu bestimmen, und Berechnen einer Differenz Δnk zwischen zwei maximalen Geschwindigkeiten Nl oder den zwei minimalen Geschwindigkeiten Nh werden, um diese als die Geschwindigkeitsänderung des ausgewählten Zylinders der Maschine zu bestimmen. Es sei bemerkt, dass die Geschwindigkeiten Nl und Nh nicht notwendigerweise durch ein Minimum und ein Maximum der Momentangeschwindigkeiten des ausgewählten Zylinders der Maschine gegeben sein müssen, sondern dass sie durch einen kleineren und einen größeren Wert der Zeitintervalle zwischen den NE-Impulssignalen als Variationen in der Geschwindigkeit des ausgewählten Zylinders der Brennkraftmaschinen wiedergebend bestimmt werden können.
Falls in Schritt 140 die Antwort NEIN erhalten wird, geht die Routine zu Schritt 130 zurück. Falls alternativ dazu die Antwort JA erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 150 voran, in dem die ECU 10 den Wert der ineffektiven Einspritzgrenzimpulsbreite TQ0 unter Verwendung der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp bestimmt, die ausgewählt wird, wenn in Schritt 140 bestimmt worden ist, dass die Drehzahländerung der Maschinen den gegebenen Schwellwert c2 gemäß 6(b) erreicht hat. Insbesondere ist die ineffektive Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 eine obere Grenze der Impulsbreite des Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignals, mit der der Injektor 5 erregt wird, jedoch kein Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird. Die ECU 10 bestimmt daher als die ineffektive Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 einen Wert, der etwas kleiner als die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp ist, die ausgewählt wird, wenn in Schritt 140 bestimmt worden ist, dass die Drehzahländerung der Brennkraftmaschine den gegebenen Schwellwert c2 erreicht hat. Diese Bestimmung kann mathematisch durchgeführt werden oder durch Nachschlagen unter Verwendung eines Kennfelds wie dasjenige gemäß 2 durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Menge, um die die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp verringert wird, um die ineffektive Einspritzgrenzimpulsbreite TQ0 zu ermitteln, auf der Grundlage einer Neigung der Linie gemäß 2 bestimmt werden.
Die ECU 10 aktualisiert den Wert der ineffektiven Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 in dem TQ-Kennfeld gemäß 2 auf diejenige, die in diesem Ausführungszyklus des Programms bestimmt wird und verschiebt, wie es in 6(c) veranschaulicht ist, die Linie, die die Beziehung zwischen der erforderlichen Piloteinspritzungsmenge Q und der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp wiedergibt, von A nach B.
Die Routine geht zu Schritt 160 über, in dem bestimmt wird, ob alle Injektoren 5 analysiert worden sind oder nicht. Falls die Antwort JA erhalten wird, wird die Routine beendet. Falls alternativ dazu die Antwort NEIN erhalten wird, kehrt die Routine zurück zu Schritt 110, um einen nächsten zu analysierenden Zylinder der Maschine auszuwählen. Dies minimiert eine Variation in der Piloteinspritzmenge, die sich aus der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung der Injektoren 5 ergibt, d. h., einen Überschuss der Menge der tatsächlich in die Maschine in der Piloteinspritzbetriebsart eingespritzten Kraftstoffs größer als die erforderliche Piloteinspritzmenge Qp ist.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, arbeitet das Common-Rail-Einspritzungssystem zur Änderung der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp, um die ineffektive Einspritzimpulsgrenzbreite TQ0 zu suchen, bis ein beobachtbares Ausmaß einer Maschinenbetriebsvariation wie eine Änderung in der Drehzahl der Maschine auftritt. Im Allgemeinen wird, wenn eine Änderung in der Haupteinspritzmenge, die eine Funktion der Änderung in der Drehzahl der Maschine ist, größer als Null (0) wird, dies beobachtbar sein. Somit wird es, wenn die Änderung in der Haupteinspritzmenge einen vorbestimmten Maschinenbetriebsvariationsschwellwert QTh überschreitet (wie es in 7 gezeigt ist), möglich, die ineffektive Einspritzimpulsgrenzbreite TQ0 unter Verwendung eines Überschusses der tatsächlichen Menge des eingespritzten Kraftstoffs {(Qm + Qp3 + dQint3) – Qm} als größer als der Schwellwert QTh zu bestimmen. Üblicherweise kann die ECU 10 Schwierigkeiten bei der Erfassung davon haben, selbst wenn die Änderung in der Haupteinspritzmenge größer als Null (0) ist. Der Schwellwert QTh wird daher vorzugsweise im Hinblick auf einen derartigen Totbereich bestimmt.
Die ECU 10 kann alternativ die folgenden Schritte ausführen.
In Schritt 120 initiiert die ECU 10 die Mehrfacheinspritzbetriebsart und gibt die Einspritzungsbefehlsimpulssignale mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp eines vorbestimmten Werts, der groß genug zur tatsächlichen Erzielung der Piloteinspritzung ist, zu dem Elektromagnetventil 7 des ausgewählten Injektors 5 in einem Betriebszyklus des Zylinders der Brennkraftmaschine aus. Insbesondere kann, wenn der Piloteinspritzungszeitpunkt erreicht ist, die ECU 10 das Einspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp zu dem Elektromagnetventil 7 des Injektors 5 durch die Injektoransteuerungseinrichtung EDU der Ausgangsschaltung 45 ausgeben, um tatsächlich die Piloteinspritzung zu erreichen.
In Schritt 130 schaltet die ECU 10 das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal zu einem Aus-Pegel in einem nachfolgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders der Maschine. In einem nächsten nachfolgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders schaltet die ECU 10 das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal erneut auf den EIN-Pegel und verringert die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp auf eine gegebene Rate.
In Schritt 140 bestimmt die ECU 10, ob die Änderung in der Betriebsbedingung der Maschine wie der Geschwindigkeit des ausgewählten Zylinders der Brennkraftmaschine, wie sie während des Expansionstakts des Kolbens abgetastet wurde, einen gegebenen Schwellwert erreicht hat oder nicht. Dieser Schwellwert ist ein Wert einer Drehzahländerung der Maschine, die derart vorab ausgewählt ist, dass durch sie bestimmt werden kann, dass der Injektor 5 tatsächlich das Sprühen von Kraftstoff gestoppt hat. Falls die Antwort NEIN erhalten wird, kehrt die ECU 10 zurück zu Schritt 130. Falls alternativ dazu die Antwort JA erhalten wird, schreitet die ECU 10 zu Schritt 150 voran und aktualisiert den Wert der ineffektiven Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 in dem TQ-Kennfeld gemäß 2 in derselben Weise wie vorstehend beschrieben.
8(a) bis 8(c) zeigen eine Piloteinspritzungslernkorrektur, die durch die ECU 10 des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchzuführen ist. 8(a) veranschaulicht die Einzeleinspritzbetriebsart, in der das Einspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm zu jedem Injektor 5 ausgegeben wird. 8(b) veranschaulicht die Mehrfacheinspritzbetriebsart, in der die Einspritzungsbefehlsimpulssignale mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp und der Haupteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQm aufeinanderfolgend zu jedem Injektor 5 ausgegeben werden. 8(c) veranschaulicht Änderungen im Kraftstoffdruck in der Einzeleinspritzbetriebsart und der Mehrfacheinspritzbetriebsart. Eine gestrichelte Linie gibt ein Beispiel für eine Druckpulsierung des Kraftstoffs an, die sich aus dem Sprühen des Kraftstoffs aus dem Injektor 5 in der Einzeleinspritzbetriebsart ergibt. Eine durchgezogene Linie gibt ein Beispiel für eine Druckpulsierung des Kraftstoffs an, die sich aus dem Sprühen des Kraftstoffs aus dem Injektor bei einer Abfolge der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung in der Mehrfacheinspritzbetriebsart ergibt.
Wenn dieselben Lernbedingungen wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erfüllt sind, initiiert die ECU 10 eine Korrektur der Piloteinspritzungsmenge jedes Injektors 5 in der nachstehend beschriebenen Weise.
Zunächst wählt die ECU 10 einen zu analysierenden Zylinder der Maschine, d. h. einen im Hinblick auf die Piloteinspritzungsmenge zu korrigierenden Injektor 5 aus.
Die ECU 10 initiiert, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die Mehrfacheinspritzbetriebsart, wie in 8(b) dargestellt, und gibt das Einspritzungsbefehlsimpulssignal (d. h., den TQ-Impuls, der die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp eines vorbestimmten Werts aufweist, der klein genug ist, um tatsächlich keine Piloteinspritzung zu erzielen, zu dem Elektromagnetventil 7 des ausgewählten Injektors 5 in einem Betriebszyklus des Zylinders der Maschine aus.
Darauffolgend schaltet die ECU 10 in einem nachfolgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders der Maschine das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal mit der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp auf einen Aus-Pegel, um keine Piloteinspritzung durchzuführen. In einem nächsten darauf folgenden Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders, schaltet die ECU 10 das Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignal erneut auf den Ein-Pegel und erhöht die Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp von dem anfänglichen Wert mit einer gegebenen Rate.
Während der Steuerung zur Erhöhung der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp überwacht die ECU 10 den Pegel des Kraftstoffdrucks innerhalb des Common-Rails 4 (d. h., den Common-Rail-Druck PC) zu einer durch Nachschlagen unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Kennfelds oder mathematisch bestimmten Zeit (zu einem Zeitpunkt), zu der (dem) zu erwarten ist, dass eine positive Amplitude von Pulsierungen des Common-Rail-Drucks PC, die höher als der Durchschnitt des Common-Rail-Drucks PC ist, wie er innerhalb eines gegebenen Zeitbereichs nach Abschluss der Piloteinspritzung gemessen wird, innerhalb einer gegebenen Zeitdauer nach dem Anlegen des Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignals an den Injektor 5 auftritt. Die ECU 10 kann ebenfalls oder alternativ den Pegel des Common-Rail-Drucks PC zu einer durch Nachschlagen unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Kennfelds oder mathematisch bestimmten Zeit (einem Zeitpunkt), zu der (dem) erwartet wird, dass eine negative Amplitude der Pulsierungen des Common-Rail-Drucks PC, die niedriger als der Durchschnitt des Common-Rail-Drucks PC ist, innerhalb der gegebenen Zeitdauer auftritt.
Danach bestimmt die ECU 10, ob der überwachte Pegel des Common-Rail-Drucks PC größer oder kleiner als ein gegebener oberer oder unterer Schwellwert QTh ist oder nicht. Die oberen und unteren Schwellwerte sind obere und untere Grenzen, die derart vorab ausgewählt sind, dass bei diesen bestimmt werden kann, dass ein tatsächliches Sprühen des Kraftstoffs aus dem Injektor 5 begonnen hat. Falls eine derartige Bestimmung positiv ist, aktualisiert die ECU 10 die ineffektive Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 in dem TQ-Kennfeld in derselben Weise wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es ist vorzuziehen, dass das Intervall zwischen Pilot- und Haupteinspritzung TINT derart ausgewählt wird, dass die Pilot- und Haupteinspritzungszeitpunkte innerhalb einer Zeitdauer existieren, während der die positiven und negativen Amplituden der Pulsierungen des Common-Rail-Drucks PC erscheinen müssen, d. h., während der es möglich ist, die positiven und negativen Amplituden der Pulsierungen des Common-Rail-Drucks PC physikalisch zu erkennen. Dies gewährleistet die Stabilität der Messungen von Änderungen in dem Common-Rail-Druck PC, die sich aus der Piloteinspritzung ergeben, und der Genauigkeit beim Lernen der ineffektiven Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0.
Die Pulsierungen des Common-Rail-Drucks PC können zu vielen Zeitpunkten in einem Betriebszyklus des ausgewählten Zylinders der Brennkraftmaschine beobachtet werden. Dies führt jedoch zu einem starken Anstieg in der Betriebslast auf der ECU 10 und ist nicht praktikabel. Die Piloteinspritzungslernkorrektur gemäß jedem des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels kann, wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, solange durchgeführt werden, wie die Maschine sich in stabilen Laufzuständen befindet, ungeachtet der Laufbereiche der Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann die Piloteinspritzungslernkorrektur für jeden der Injektoren 5 durch Änderung des Common-Rail-Drucks PC durchgeführt werden, wenn es erforderlich ist, den Kraftstoff in die Maschine bei niedrigen Drücken innerhalb eines Laufbereichs mit niedriger Drehzahl und niedriger Last oder eines Laufbereichs mit niedriger Drehzahl und hoher Last der Maschine zu sprühen, oder wenn es erforderlich ist, den Kraftstoff mit hohen Drücken innerhalb eines Laufbereichs mit hoher Drehzahl und niedriger Last oder eines Laufbereichs mit hoher Drehzahl und hoher Last der Maschine zu sprühen.
Die ECU 10 speichert den gelernten Wert der ineffektiven Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 in dem Bereitschafts-RAM oder dem EEPROM, jedoch kann sie ihn in einem nichtflüchtigen Speicher wie einem EPROM oder einem Flash-Speicher, einer DVD-ROM, einer CD-ROM oder einer flexiblen Disk zum Halten des aktualisierten Werts der ineffektiven Einspritzungsgrenzimpulsbreite TQ0 speichern, der beibehalten wird, nachdem der Zündschalter des Fahrzeugs ausgeschaltet worden ist oder der Maschinenschlüssel abgezogen worden ist.
Das Elektromagnetventil 7 jedes Injektors 5, wie er gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen verwendet wird, ist ein Zweiwege-Elektromagnetventil, kann jedoch ebenfalls durch ein Dreiwege-Elektromagnetventil implementiert werden. Die Injektoren 5 können alternativ durch einen piezoelektrischen Kraftstoffinjektor umgesetzt werden. In diesem Fall ist die ECU 10 zur Korrektur der an die Injektoren 5 anzulegenden elektrischen Spannung (d. h. Ladungs-/Entladungsenergie) zur Minimierung einer aus der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung der Injektoren 5 sich ergebenden Variation der Piloteinspritzungsmengen anstelle der Breite des Einspritzungsbefehlsimpulssignals (d. h., des TQ-Impulses) ausgelegt.
Die ECU 10 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann ausgelegt sein, die Piloteinspritzungsmengenlernkorrektur lediglich an einem oder einigen der Injektoren 5 durchzuführen, bei dem bzw. denen sich die tatsächliche Menge des gesprühten Kraftstoffs durch die FCCB während stabiler Leerlaufbetriebsarten der Brennkraftmaschine verringert.
Das in 2 gezeigte TQ-Kennfeld kann dreidimensional ausgeführt werden, um Beziehungen zwischen der erforderlichen Piloteinspritzungsmenge Qp, der Piloteinspritzungsbefehlsimpulsdauer TQp und dem Common-Rail-Druck PC aufzulisten.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte beachtet werden, dass die Erfindung in verschiedenerlei Weise ohne Abweichung von dem Prinzip der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen an den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die ohne Abweichung von dem in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Prinzip der Erfindung umgesetzt werden können.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird ein Common-Rail-Einspritzungssystem für Diesel-Brennkraftmaschinen angegeben, das ausgelegt ist, eine Breite eines ineffektiven Einspritzungsbefehlsimpulssignals zu korrigieren, das an jedem Kraftstoffinjektor anzulegen ist, jedoch bewirkt, dass der Injektor keinen Kraftstoffstrahl erzeugt, um eine Variation der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge zwischen den Injektoren aufgrund der individuellen Veränderlichkeit oder Alterung der Injektoren zu minimieren. Das System arbeitet zur Änderung der Breiten des Piloteinspritzungsbefehlsimpulssignals zum Suchen eines Werts davon, wenn eine Maschinenbetriebsvariation wie eine Änderung in der Drehzahl der Brennkraftmaschine einen Schwellwert überschreitet oder unterschreitet, bei dem beobachtet werden kann, dass der Injektor tatsächlich Kraftstoff ausgesprüht hat oder das Sprühen des Kraftstoffs tatsächlich beendet hat, und bestimmt die Breitengrenze des ineffektiven Einspritzungsbefehlsimpulssignals unter Verwendung des gesuchten Werts.

Claims

Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail, das zum Akkumulieren von Kraftstoff mit einem gegebenen Druck arbeitet, einem Injektor, der aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe eines Einspritzimpulssignals zur Betätigung des Injektors arbeitet, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine erforderliche Einspritzungsmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Maschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite bestimmt, und die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite addiert, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite des Einspritzimpulssignals ist, wobei die effektive Einspritzimpulsbreite eine Dauer definiert, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, und die ineffektive Einspritzimpulsbreite als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben ist, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, durchzuführen: (a) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite von einem kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber das Einspritzimpulssignal ist, so dass kein Sprühen des Kraftstoffs erzeugt wird, auf einen größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass der Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird, (b) eine Druckamplituden-Messfunktion zum Messen einer Amplitude von Kraftstoffdruckpulsierungen innerhalb des Common-Rails zu einer gegebenen Zeitdauer, nachdem Einspritzimpulssignal, dessen Einspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und (c) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Einspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die von der Druckamplituden-Messfunktion gemessene Amplitude einen vorab ausgewählten Pegel überschritten hat.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, eine Mehrfacheinspritzbetriebsart durchzuführen, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Haupteinspritzung und ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Voreinspritzung ausgibt, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Einspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert durchführt, der bewirkt, dass die Brennkraftmaschine ein zum Beibehalten des Laufs der Brennkraftmaschine erforderliches Drehmoment erzeugt, und wobei die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite des Voreinspritzimpulssignals arbeitet.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, wobei die Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion arbeitet, die Einspritzimpulsbreite des Haupteinspritzimpulssignals derart zu bestimmen, dass sie innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der die Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei der Injektor ein Ventilteil, eine Kraftstoffauffangwanne, eine Steuerungskammer, ein Ventildrängteil und ein Elektromagnetventil aufweist, wobei das Ventilteil zum Öffnen oder Schließen einer Sprühöffnung arbeitet, durch die der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht wird, die Kraftstoffauffangwanne bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilöffnungsrichtung zum Öffnen der Sprühöffnung wirkt, die Steuerungskammer bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilschließrichtung zum Schließen der Sprühöffnung wirkt, das Ventildrängteil zum Drängen des Ventilteils in die Ventilschließrichtung arbeitet, das Elektromagnetventil zum Abfließen des Kraftstoffs, der aus dem Common-Rail zu der Steuerungskammer zugeführt wird, zu einer Niedrigdruckseite eines Kraftstoffsystems arbeitet, um das Ventilteil in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail, das zum Akkumulieren von Kraftstoff mit einem gegebenen Druck arbeitet, einem Injektor, der aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe eines Einspritzimpulssignals zur Betätigung des Injektors arbeitet, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine erforderliche Einspritzungsmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Maschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite bestimmt, und die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite addiert, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite des Einspritzimpulssignals ist, wobei die effektive Einspritzimpulsbreite eine Dauer definiert, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, und die ineffektive Einspritzimpulsbreite als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben ist, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, durchzuführen: (a) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite von einem größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass der Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird, auf einen kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber dem Einspritzimpulssignal ist, so dass kein Sprühen des Kraftstoffs erzeugt wird, (b) eine Druckamplituden-Messfunktion zum Messen einer Amplitude von Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails zu einer gegebenen Zeitdauer nach dem Einspritzimpulssignal, dessen Einspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und (c) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Einspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die von der Druckamplituden-Messfunktion gemessene Amplitude unter einen vorab ausgewählten Pegel abgefallen ist.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, eine Mehrfacheinspritzbetriebsart durchzuführen, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Haupteinspritzung und ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor zur Initiierung der Voreinspritzung ausgibt, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Einspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert durchführt, der bewirkt, dass die Brennkraftmaschine ein zum Beibehalten des Laufs der Brennkraftmaschine erforderliches Drehmoment erzeugt, und wobei die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung der Einspritzimpulsbreite des Voreinspritzimpulssignals arbeitet.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, wobei die Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion arbeitet, die Einspritzimpulsbreite des Haupteinspritzimpulssignals derart zu bestimmen, dass sie innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der die Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, wobei der Injektor ein Ventilteil, eine Kraftstoffauffangwanne, eine Steuerungskammer, ein Ventildrängteil und ein Elektromagnetventil aufweist, wobei das Ventilteil zum Öffnen oder Schließen einer Sprühöffnung arbeitet, durch die der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht wird, die Kraftstoffauffangwanne bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilöffnungsrichtung zum Öffnen der Sprühöffnung wirkt, die Steuerungskammer bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilschließrichtung zum Schließen der Sprühöffnung wirkt, das Ventildrängteil zum Drängen des Ventilteils in die Ventilschließrichtung arbeitet, das Elektromagnetventil zum Abfließen des Kraftstoffs, der aus dem Common-Rail zu der Steuerungskammer zugeführt wird, zu einer Niedrigdruckseite eines Kraftstoffsystems arbeitet, um das Ventilteil in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail, der zur Akkumulierung von Kraftstoff bei einem gegebenen Druck arbeitet, einem Injektor, der den aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe von Einspritzimpulssignalen zur Betätigung des Injektors arbeitet, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine erforderliche Einspritzmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite bestimmt und die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite addiert, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite jedes der Einspritzimpulssignale ist, wobei die effektive Einspritzimpulsbreite eine Dauer definiert, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, und die ineffektive Einspritzimpulsdauer als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben ist, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, durchzuführen: (a) eine Mehrfacheinspritzungsfunktion in jedem Betriebszyklus eines Zylinders der Maschine zur Durchführung einer Mehrfacheinspritzbetriebsart, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung von Kraftstoff in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, und zur Ausgabe eines der Einspritzimpulssignale als ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Haupteinspritzung zu initiieren, und eines der Einspritzimpulssignale als ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Voreinspritzung zu initiieren, (b) eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Haupteinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert, der bewirkt, dass die Maschine ein zur Beibehaltung des Laufs der Maschine erforderliches Drehmoment erzeugt, (c) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung einer Voreinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Voreinspritzimpulssignals ist, von einem kleineren Wert, zu dem der Injektor gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal unempfindlich ist, so dass kein Kraftstoff gesprüht wird, auf einen größeren Wert, bei dem der Injektor empfindlich gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal ist, so dass tatsächlich Kraftstoff gesprüht wird, (d) eine Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Messung einer vorab ausgewählten Maschinenbetriebsvariation innerhalb einer gegebenen Zeitdauer nach Ausgabe des Voreinspritzimpulssignals, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor, und (e) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Voreinspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die Maschinenbetriebsvariation, wie sie durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessen worden ist, einen vorab ausgewählten Wert erreicht hat.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ebenfalls zur Durchführung einer Intervallbestimmungsfunktion arbeitet, um ein Nicht-Einspritzungsintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung derart zu bestimmen, dass das Nicht-Einspritzungsintervall innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, wobei die Maschinenbetriebsvariations-Messfunktion, wie sie durch die Injektorsteuerungseinrichtung durchgeführt wird, arbeitet, um Momentangeschwindigkeiten eines Kolbens des Zylinders der Brennkraftmaschine zu messen, wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, jedoch der Injektor keinen Kraftstoffstrahl erzeugt hat, und wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreite der Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und der Injektor tatsächlich einen Kraftstoffstrahl erzeugt hat, und wobei die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Bestimmung einer Differenz zwischen den durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessenen Momentangeschwindigkeiten als Maschinenoperationsvariation arbeitet.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, wobei der Injektor ein Ventilteil, eine Kraftstoffauffangwanne, eine Steuerungskammer, ein Ventildrängteil und ein Elektromagnetventil aufweist, wobei das Ventilteil zum Öffnen oder Schließen einer Sprühöffnung arbeitet, durch die der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht wird, die Kraftstoffauffangwanne bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilöffnungsrichtung zum Öffnen der Sprühöffnung wirkt, die Steuerungskammer bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilschließrichtung zum Schließen der Sprühöffnung wirkt, das Ventildrängteil zum Drängen des Ventilteils in die Ventilschließrichtung arbeitet, das Elektromagnetventil zum Abfließen des Kraftstoffs, der aus dem Common-Rail zu der Steuerungskammer zugeführt wird, zu einer Niedrigdruckseite eines Kraftstoffsystems arbeitet, um das Ventilteil in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail, der zur Akkumulierung von Kraftstoff bei einem gegebenen Druck arbeitet, einem Injektor, der den. aus dem Common-Rail zugeführten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, und einer Injektorsteuerungseinrichtung, die zur Ausgabe von Einspritzimpulssignalen zur Betätigung des Injektors arbeitet, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung eine erforderliche Einspritzmenge als Funktion einer gegebenen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zur Definition einer effektiven Einspritzimpulsbreite bestimmt und die effektive Einspritzimpulsbreite zu einer ineffektiven Einspritzimpulsbreite addiert, um eine Einspritzimpulsbreite zu bestimmen, die eine Breite jedes der Einspritzimpulssignale ist, wobei die effektive Einspritzimpulsbreite eine Dauer definiert, während der der Injektor tatsächlich Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, und die ineffektive Einspritzimpulsdauer als eine Funktion einer Zeitverzögerung im Betrieb des Injektors gegeben ist, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ausgelegt ist, durchzuführen: (a) eine Mehrfacheinspritzungsfunktion in jedem Betriebszyklus eines Zylinders der Maschine zur Durchführung einer Mehrfacheinspritzbetriebsart, bei der eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs in die Maschine durchgeführt wird und eine Voreinspritzung von Kraftstoff in die Maschine vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, und zur Ausgabe eines der Einspritzimpulssignale als ein Haupteinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Haupteinspritzung zu initiieren, und eines der Einspritzimpulssignale als ein Voreinspritzimpulssignal zu dem Injektor, um die Voreinspritzung zu initiieren, (b) eine Einspritzimpulsbreiten-Einstellungsfunktion zur Einstellung einer Haupteinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Haupteinspritzimpulssignals ist, auf einen Wert, der bewirkt, dass die Maschine ein zur Beibehaltung des Laufs der Maschine erforderliches Drehmoment erzeugt, (c) eine Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion zur Änderung einer Voreinspritzimpulsbreite, die eine Breite des Voreinspritzimpulssignals ist, von einem größeren Wert, zu dem der Injektor gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal empfindlich ist, so dass tatsächlich Kraftstoff gesprüht wird, auf einen kleineren Wert, bei dem der Injektor unempfindlich gegenüber dem Voreinspritzimpulssignal ist, so dass kein Kraftstoff gesprüht wird, (d) eine Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Messung einer vorab ausgewählten Maschinenbetriebsvariation innerhalb einer gegebenen Zeitdauer nach Ausgabe des Voreinspritzimpulssignals, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor, und (e) eine ineffektive Einspritzimpulsbreiten-Bestimmungsfunktion zur Bestimmung der ineffektiven Einspritzimpulsbreite auf der Grundlage der Voreinspritzimpulsbreite, die durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist und zu dem Injektor ausgegeben worden ist, wenn die Maschinenbetriebsvariation, wie sie durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessen worden ist, einen vorab ausgewählten Wert erreicht hat.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 13, wobei die Injektorsteuerungseinrichtung ebenfalls zur Durchführung einer Intervallbestimmungsfunktion zur Bestimmung eines Nicht-Einspritzungsintervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung derart arbeitet, dass das Nicht-Einspritzungsintervall innerhalb einer Zeitdauer liegt, während der Pulsierungen des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Common-Rails auftreten.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 13, wobei die Maschinenbetriebsvariations-Messfunktion, wie sie durch die Injektorsteuerungseinrichtung durchgeführt wird, arbeitet, um Momentangeschwindigkeiten eines Kolbens des Zylinders der Brennkraftmaschine zu messen, wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreiten-Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, jedoch der Injektor keinen Kraftstoffstrahl erzeugt hat, und wenn das Voreinspritzimpulssignal, dessen Voreinspritzimpulsbreite durch die Einspritzimpulsbreite der Änderungsfunktion geändert worden ist, zu dem Injektor ausgegeben worden ist, und der Injektor tatsächlich einen Kraftstoffstrahl erzeugt hat, und wobei die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion zur Bestimmung einer Differenz zwischen den durch die Maschinenbetriebsvariations-Messungsfunktion gemessenen Momentangeschwindigkeiten als Maschinenoperationsvariation arbeitet.
Akkumulatorkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 13, wobei der Injektor ein Ventilteil, eine Kraftstoffauffangwanne, eine Steuerungskammer, ein Ventildrängteil und ein Elektromagnetventil aufweist, wobei das Ventilteil zum Öffnen oder Schließen einer Sprühöffnung arbeitet, durch die der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine gesprüht wird, die Kraftstoffauffangwanne bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilöffnungsrichtung zum Öffnen der Sprühöffnung wirkt, die Steuerungskammer bewirkt, dass der aus dem Common-Rail zugeführte Kraftstoff auf das Ventilteil in eine Ventilschließrichtung zum Schließen der Sprühöffnung wirkt, das Ventildrängteil zum Drängen des Ventilteils in die Ventilschließrichtung arbeitet, das Elektromagnetventil zum Abfließen des Kraftstoffs, der aus dem Common-Rail zu der Steuerungskammer zugeführt wird, zu einer Niedrigdruckseite eines Kraftstoffsystems arbeitet, um das Ventilteil in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.